光纤通信-光纤接入技术（现代通信技术课件）

PON技术PON技术

无源光网络（PON）是一种很有吸引力的纯介质网络，其主要特点是避免了有源设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本。PON能比较经济地支持语音、数据和电视业务，即具备三重业务功能。优点：维护成本低；业务透明性较好；线路成本低。PON技术APON和BPONAPON/BPON（ITU-TG.983）：APON（ATMPON）是由FSAN（FullServiceAccessNetwork，全业务接入网）制定的最初的PON规范，它以ATM作为2层信令协议。APON术语的出现使用户误认为只有ATM服务能被终端用户使用，所以FSAN工作组决定将它改称为BPON（BroadbandPON），即APON=BPON。PON技术EPON/GEPONEPON（以太网无源光网络）：将以太网（Ethernet，最具有发展潜力的链路层协议）与PON（接入网的最佳物理层协议）结合在一起形成的能很好适应IP数据业务的接入方式，即在与APON、BPON类似结构和G.983标准的基础上，保留精华部分——物理层PON，而以以太网代替ATM作为链路层协议，构成一个可以提供更大带宽、更低成本和更宽业务能力的新的结合体。

GEPON千兆比特以太网无源光网络(GEPON)。由于百兆EPON已逐渐被千兆的GEPON取代，一般我们说的EPON就是指GEPON。PON技术图2-14EPON网络结构PON技术EPON特点EPON的特点有：消除了ATM和SDH层，从而降低了初始成本和运行成本；下行业务速率高达1Gbps，允许支持更多用户，每一用户的带宽可以更高，并能提供视频业务能力和较好的QoS；硬件简单，没有室外电子设备，使安装部署工作得以简化；改进了电路的灵活指配和业务的提供与重配置能力。EPON传输原理EPON从OLT到多个ONU下行传输数据和从多个ONU到OLT上行数据传输是十分不同的。下行采用广播方式，上行采用时分复用方式EPON下行传输原理EPON上行传输原理EPON拓扑结构 EPON网络采用点至多点的拓扑结构。GPON关键技术下行广播技术GPON关键技术上行TDMA方式GPON关键技术比较项目APONEPONGPON标准ITU-TG.983IEEE802.3ahITU-TG.984TDM支持能力TDMoverATMTDMoverEthernetTDMoverATM/TDMoverPacket下行速率(Mbps)155/622/124412501244/2488上行速率(Mbps)155/6221250155/622/1244/2488分路比3232～6464～128最大传输距离(km)202060APON、GPON和EPON的对比光纤接入网分类光接入网分类1、是否采用有源器件按照这个标准OAN可分为有源光网络（ActiveOpticalNetwork，AON）和无源光网络（PassiveOpticalNetwork，PON）。有源光网络：采用有源电复用器进行分路，可分为基于SDH的AON和基于PDH的AON；无源光网络：采用无源光分路器进行分路，网络中没有任何电子器件，可分为窄带PON和宽带PON。光接入网分类项目OAN

无源光网络

有源光网络

优点OLT与ONU间没有任何有源电子设备对各种业务呈透明状态易于升级扩容便于维护每个ONU有特定的传输容量OLT和ONU之间的距离和容量增长不受限制易于扩展带宽不足OLT和ONU之间的距离和容量增长受一定限制ODT需机房、供电和维护等无源/有源光网络比较根据ONU放置的位置不同，FTTx包括：光纤到路边FTTC（FiberToCurb）光纤到小区FTTZ（FiberToZone）光纤到大楼FTTB（FiberTotheBuliding）光纤到户FTTH（FiberToHome）光纤到办公室FTTO（FiberTooffice）光纤到桌面FTTD（FiberToTheDesk）：发展方向光纤接入网分类2.应用类型FTTx应用场景OLTIPNetworkSDHPOTS/ISDNONUxDSL(<6KM)<8Mbit/sFTTZ光纤到小区ONUADSL/VDSL2(<1KM)<26Mbit/sFTTC光纤到路边VDSL2(<300M)FTTB光纤到楼ONUFTTH/O光纤到户/办公室端局XNTXNTXNTNGNONUFE(<100M)“光进铜退”ONU的位置到用户家后称为ONT。光纤到桌面FTTD1、PONPON的优点：避免了外部电路的电磁干扰和雷电影响；简化了供电配置和网管复杂性；安装方便，节约了维护成本；业务透明性好。PON的缺点：覆盖范围和传输距离小，容量小。2、PON关键技术

下行信道的复用技术上行信道的多址技术上下行双向传输的复用技术突发模式的光发送、接收快速比特同步技术PON的关键技术1下行信道的共享采用TDM广播方式。光纤OLTONUONUODN1212112212121212PON的关键技术2上行信道的共享采用多址技术：

(1)时分多址(TDMA)方式

(2)波分多址(WDMA)方式

(3)码分多址(CDMA)方式(4)副载波复用多址(SCMA)方式光纤OLTONUONUODN1122112211上行时分多址技术TDMAONU到OLT的上行信号的传输多采用时分多址(TDMA)：将上行传输时间分为若干时隙，在每个时隙内只安排一个ONU以分组的方式OLT发送分组信息，各ONU按OLT规定的顺序向上游发送。为避免各ONU向上游发送的码流在ODN合路时可能发生碰撞，这就要求OLT测定它与各ONU的距离后对各ONU进行严格的发送定时。时分复用示意图四个用户的信号复接成了一个较高速率的信号。TDMA上行测距技术OLT测距后，让ONU的时钟比OLT提前一定的时间。PON的关键技术3上行信号和下行双向传输的双工方式：（1）空分复用（SDM）方式（2）时分复用（TCM）方式（3）波分复用（WDM）方式（4）副载波复用(SCM)方式光纤OLTONUONUODN（三）PON的种类APON（ATMPON，基于ATM的PON）EPON（EthernetPON，基于以太网的PON）GPON（Gigabit-CapablePON）光纤OLTONUONUODN三种形式的主要差别在于采用了不同的链路层技术，可以实现宽带数据业务与CATV业务的共网传送。比较项目APONEPONGPON标准ITU-TG.983IEEE802.3ahITU-TG.984TDM支持能力TDMoverATMTDMoverEthernetTDMoverATM/TDMoverPacket下行速率(Mbps)155/622/124412501244/2488上行速率(Mbps)155/6221250155/622/1244/2488分路比3232～6464～128最大传输距离(km)202060APON、GPON和EPON的对比光纤接入网什么是光纤接入网OAN？所谓光纤接入网（OpticalAccessNetwork，OAN）是指在接入网中采用光纤作为传输介质，针对接入网环境专门设计的光纤传输网络。OAN包括G.982标准定义的早期窄带OANG.984和802.3ah标准定义的宽带OAN

光纤接入网OAN通信网络光纤OLTONU光纤接入网是以光纤作为传输介质，利用光波作为光载波传送信号的接入网。光纤接入网示意图交换局侧要进行电／光变换；用户侧要进行光／电变换。二、光纤接入网基本功能块光发送参考点Ｓ，光接收参考点Ｒ。业务节点SN。SN功能ODNOLTONUONUAFAN系统管理功能SNIUNI网络侧用户侧R/SS/RQ3Internet电信网二、光纤接入网基本功能块ODN/ODTAF光纤接入网包含了4种基本功能块：OLT光线路终端——局端设备ODN光配线网络ONU光网络单元——远端设备AF适配功能块1.ＯＬＴ功能块光线路终端（OpticalLineTerminal，OLT）的作用是为光纤接入网提供光配线网（ODN）与网络之间的光接口，并提供必要的手段来传递不同的业务。OLT可以分离交换和非交换业务，对来自ONU的信令和监控信息进行管理。OLT与ONU的关系为主从通信关系。2.ＯＮＵ功能块光网络单元（OpticalNetworkUnit，ONU）位于光分配网（ODN）和用户之间，处于用户侧。ONU的主要功能是：处理来自ODN光纤上的光信号，为多个小企事业用户和居民住宅用户提供用户侧业务接口。ONU的网络侧是光接口，而用户侧是电接口，因此ONU需要有光／电和电／光转换功能，还要完成对语音信号的数／模和模／数转换、复用、信令处理和维护管理功能。3.ＯＤＮ功能块光配线网（OpticalDistributionNetwork,ODN

）位于ＯＮＵ和ＯＬＴ之间，是OAN的关键部分。ODN主要作用是在OLT与ONU之间提供光传输手段，完成光信号的功率分配任务。ODN包括光纤、光衰减器、光连接器、光分路器（OBD，

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