★宽带无源光纤接入方案课件

无源光纤接入网技术接入网概述接入网概念用户接入网（AN）是由业务节点接口（SNI）和相关用户网络接口（UNI）之间的一系列传送实体。AN普通电话POTSISDN专线LL无线RADIO视频VIDEO交叉连接器本地交换机广播电视ATM节点交互式电视SNIUNI接入网分类有线接入铜线HDSLADSL铜线光线混合接入HFC光纤接入有源光纤无源光纤无线接入无源光纤网络（PON）PON（无源光网络）技术是一种点对多点的光纤传输和接入技术，下行采用广播方式、上行采用时分多址方式，可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构，在光分支点不需要节点设备，只需要安装一个简单的无源光分路器，光信号在传输过程中不再经过放大和再生，网络的分路由光分路器来实现。PON的优点是：宽带化、业务综合化、灵活的组网能力、低成本。无源接入技术无源接入技术在网络分支时，采用无源光学器件来完成信号的分离和汇总。分光器局端机远端机远端机无源器件远端机分光器无源接入网技术方案采用时分复用、时分多址和波分复用技术节点采用无源光器件，根据网络特点来配置，组网方便灵活光网络不含有源器件，完全透明目前，无源光纤接入技术已是业界公认的光纤接入网主要发展技术之一，特别适合中小容量用户接入支线网。无源光网络技术演进对PON技术的研究始于20世纪80年代后期窄带（PON）利用PON技术来传输基于64kB/s或ISDN基本速率的窄带交互式业务。APON——ATM+PON到20世纪90年代中期人们普遍认为ATM技术是最适合多业务的协议,而PON则是最经济的宽带接入方式,所以将ATM技术和PON技术相结合就成为实现在单一接入平台进行宽带接入的理想途径EPON——Ethernet+PON随着以太网向城域、骨干网的渗透，EPON把Ethernet和PON技术结合起来，克服了APON缺乏视频传输能力、带宽有限、系统复杂、价格昂贵等缺点，成为IP/Ethernet有效接入手段受到广泛重视

APON90年代中期由FSAN集团提出，在一个通用、快捷的宽带接入系统上同时提供宽带和窄带服务，如IP数据，视频，10/100以太网、话音以及TDM业务，通过光纤在世界范围内传送。ATM技术具有支持多业务、多比特率的能力，ATM接入系统能够完成不同速率的多种业务接入，它既能提供窄带业务，又能提供宽带业务，即能提供全业务接入。1998年起，ITU-T分别通过了FSAN提交的APON线路接口标准G.983.1草案、控制通道标准G.983.2、支持CATV等下行业务的附加下行波长标准G.983.3以及有关ONU带宽分配、保护机制的G.983.4和G.983.5标准。APON传输技术在OLT到ONU下行方向采用TDM方式，以广播方式送至每一个ONU，ONU根据自己的地址接收自己的信息。终端用户1终端用户1终端用户1OLTONU1ONU2ONU3APON下行传输APON关键技术高精度的测距技术高速突发同步技术动态带宽分配算法大动态范围光信号收发技术APON关键技术——高精度的测距技术对OLT而言，各个不同的ONU到OLT的距离不相等；OLT与各ONU间的环路时延还会随时间和环境而变，因此会引起上行信元的碰撞。为防止碰撞，可通过实时测量每个ONU和OLT间的环路时延，ONU调解发送时延，插入相应的均衡时延Td，使所有ONU到OLT的逻辑距离相同。测距方法：扩频法、带外法和带内开窗法。按照测距时ONU上有、无业务，又分为静态测距和动态测距。APON关键技术——高速突发同步技术由于上行为多点到一点的TDMA方式，测距程序的精确度有限（一般为±1bit），不同ONU发送的突发时隙之间有几bits的防护时间。时隙之间有相位突变，OLT必须能在很短的时间（几个bits）内实现相位同步。在传送帧结构中加入同步保护字，OLT接收机迅速恢复从不同节点传来的每个突发信号的正确时钟，在上行信元到达OLT的前几个bits内实现快速突发比特同步。APON关键技术——光信号收发OLT光接收机必须能够适应不同ONU信号的不同光功率。接收机需要有一个很大的动态范围，并设定门限，以最快的速度来判决。而每个ONU发射机的输出功率也可以根据本节点的路径损耗进行调节，从而降低OLT接收机动态范围的要求。另外，与常规的光纤通信激光器相比，ONU激光器要求有良好的消光比。APONAPON在FSAN（全业务接入网）中得到了应用，但它同目前广泛采用的IP技术，特别是以太网技术的结合并不理想，诸如IP/EthernetoverAPON的技术复杂性、传输效率、网络管理等，都有不尽人意之处。EPONIEEE于2000年底成立了EFM工作组(EthernetintheFirstMileStudyGroup),试图引入一种新的接入技术标准—EthernetPON(简称EPON).利用PON的拓扑结构实现以太网的接入EPON与APON物理结构相似，并同样可通过CWDM、TDM技术实现双向、点对多点的通信，其最大的区别是前者通过不定长的802.3以太网帧来提供多种业务，帧长从64字节到1518字节.本项目宽带无源光接入设备技术特点：本项目所研究的宽带PON设备（BroadbandPON,简称BPON），是结合APON、EPON两种技术的特点，提供多种混合业务的单一网络传输平台。以太网数据和多路E1数据的统一传输，动态分配带宽，利用以太网数据的突发特性对传输信道采用统计复用，提高带宽利用率。采用基于Ethernet的成熟技术，避免APON复杂的成帧、管理等处理，大量，提高系统构成的性价比。BPON系统的主要技术指标：OLT（光纤线路终端）——网络侧接口：1个10BaseT/100BaseTx/1000BaseTx自适应接口2个10BaseT/100BaseTx自适应接口可扩展E1接口（最多96个）；一个155Mb/sATM接口ONU（光网络单元）——用户网络侧接口可选的10BaseT/100BaseTx自适应接口(最多2个)、可扩展E1接口（最多4个）；支持不少于1:16的分支能力，即单个OLT可接入16个ONU；OLT到ONU的最大距离为20km；部分提供2层交换/桥接和VLAN功能（802.1）；采用单根单模光纤，波分复用技术，上行波长1550nm，下行1310nm；传输误码率＜10-10；基于SNMP或WEB的图形化网管系统。主要进行的研究工作数据适配和多优先级复用以太数据桥接/交换VLAN的配置和实现E1业务定时恢复动态带宽分配OAM数据结构突发光接收和快速同步技术精确测距技术基于SNMP或Web的网管本项目近期需进行的工作1）完善系统设计，增强各子系统电路和软件功能，提高系统可靠性和稳定性；2）基于WEB的图形化网管系统；3）专用集成电路设计芯片，进一步降低设备成本；4）完善批量生产图纸资料、工艺流程；5）建立专用生产线；信息高速公路第一公里——各种接入技术比较

光纤到大楼(FTTB)

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BPON方案NIM

cardsSwitchPORTSOC3c/155ATMFULLYUTILIZEDOLTONTONTONTONTONTONTONTONT到多座大楼只要一根光纤！只要1至2个接口板，利用率高，成本低。TW600无源分光器便于迅速扩充新用户。BPON光纤到大楼：点对多点的媒体（点到32点）**对多个大楼只用一根光纤（双向622M传输）非结构性的带宽带宽在整个光纤上共享（DBA）具有ATM的业务质量QoS

成本低容易扩充新的站点**每个PON在本地交换局只要一个插板以最少的插板和最充分的利用率接入交换机成本比较

SDH和BPONBPON的成本节省:较少的运行维护成本

(分光器是无源的)较少的使用光纤，这意味作：若光纤是自己的，则有更多的光纤可用到其它用途若光纤是租用的，则多点租用成本更低

CO局设备接口更少花费较低ATM交换机接口更少花费更低

PON比SDH的连接有更充分的利用率实施BPON的成本效益：与SDH比较能够节省25%至50%的综合成本！（与使用的SDH及DSLAM配置有关）国内现有的xDSL解决方案DSLAMADSLModemADSLModemATM交换机交接箱分线盒铜线ADSLModemCO局/POP点路边/小区大楼ADSL优点：利用已有的铜线资源，在用户原来的电话线上开通ADSL宽带业务。缺点：距离增加，带宽减少；线路质量降低,距离和带宽也降低。结果：线路情况多变，线路质量不一致，需选线使用;业务和质量都不能保证。8M的ADSL带宽往往只能开到2M以下（512K---1.5M）。第一公里技术选择比较:Xdsl技术推荐解决方案：BPON+xDSLxDSLModemATM交换机DSLAMxDSLModemxDSLModemDSLAM一根光纤大楼Co局/POP点OLTONUONU铜线BPON+ADSL基于光纤到大楼或路边（FTTB/C）,采用符合发展方向的BPON新技术。光纤向用户延伸,铜线保持在100米至200米以内，能保证xDSL的全部带宽和质量，并能延伸和扩大ADSL用户的覆盖范围。PON上所有的用户和业务都有服务质量控制（QoS），并有极好的带宽保证。远端DSLAM通过BPON传输,比远端DSLAM通过SDH传输更有利：BPON是点到多点传输，

SDH是点到点传输；BPON更能节省光纤和局端设备的接口，系统综合成本低；BPON有利于未来带宽升级。大楼成本比较：支持40个DSLAM的SDH与BPON集中的STM-1c

每根光纤10个（4根光纤）H-ONTBPON的点到多点汇聚SDH环型40DSLAMs=40交换端口+40个辅助卡扩充新的站点困难每个环10个每个环10个每个环10个403EUNDER-UTILIZED403EUNDER-UTILIZEDSDH点到点40DSLAMs=40交换端口+40个辅助卡E3ATME-3每个系统40个DSLAMs接入40座大楼，只要4根光纤！只要一个交换机端口板！第一公里技术选择比较：FTTx+LAN

千兆以太网到小区，百兆以太网到大楼，十兆以太网到用户。国内现有的IP接入典型方案宽带IP城域骨干网千兆三层交换机带网管的机架式光电介质转换器带千兆上行链路的网管二层交换机带网管的机架式百兆光电介质转换器千兆光电介质转换器百兆光电介质转换器百兆光电介质转换器百兆三层交换机带网管的用户端百兆二层交换机带网管的用户端百兆二层交换机百兆光电介质转换器带网管的用户端百兆二层交换机百兆光电介质转换器带网管的用户端百兆二层交换机小区大楼大楼大楼大楼CO/POPGEFEFEFEFE认证/计费/业务服务器10BaseT10BaseT10BaseTDSLAMADSL路由器ADSL路由器接入大楼增多后形成瓶颈！接入大楼增多后形成瓶颈！接入网增加了一层交换设备，这增加了成本，降低了可靠性，并使维护管理更加复杂。大楼需要n×E1怎麽办？采用BPON的

IP接入新方案宽带IP城域骨干网千兆三层交换机百兆三层交换机CO/POP认证/计费/业务服务器GEGEGEFE10/100BaseT10/100BaseT10/100BaseT10/100BaseT155PON622PON一根光纤一根光纤大楼大楼大楼大楼OLTONUONUONUONU4E14E14E14E1用户端二层交换机10BaseT用户端二层交换机用户端二层交换机10BaseT小区DSLAMADSL路由器ADSL路由器能同时解决n×E1实时业务的传送!优化了网络，降低了成本，提高了效率，增强了性能。电话网DDN网GSM移动网155SDH或N×E1TW300TW600TW600千兆以太网到大楼：成本比较

吉比特以太网(GigE)要求:CO局GigE交换机需要5个插板;5座大楼需要5个具有GigE插板的LAN交换机;到每座大楼要两根光纤要求:CO局GigE交换机只要1个插板;CO局OLT只要1个PON控制板;5座大楼需要5个具有10/100BaseT插板的路由器;5座大楼需要5个ONT;只需一根光纤BPON千兆口路由器GigE交换机千兆口路由器千兆口路由器千兆口路由器千兆口路由器10/100兆路由器10/100兆路由器10/100兆路由器10/100兆路由器10/100兆路由器GigE交换机比上图中的千兆接口路由器更便宜GigE交换机只要1个插板只需一根光纤，一个光板SDH传输网络OLTATM交换机IP城域网PSTN交换机ONT155TDM或N×E1155ATMONTONTONT4*E11*10/100以太网12*E15*10/100以太网20*E11*10/100以太网4*E19*10/100以太网GSM移动交换机100M或1000M以太网155/622PON每个OLT最多可接入4个PON一个PON20公里范围内最多可接入32个ONU/ONTFTTB工程实例

灵活的拓扑结构BPON的上、下行接口设备通用的、开放的接入网传输