接入网技术-光纤接入技术

第五章光纤接入技术第五章光纤接入技术五.一无源光网络接入技术五.二ATM无源光网络接入技术五.三以太网无源光网络接入技术五.四吉比特无源光网络接入技术五.五有源无源光网络接入技术五.一.一PON拓扑结构五.一无源光网络接入技术五.一.二PON关键技术五.一.三PON功能结构五.一.四PON技术应用一,基本拓扑结构OAN地拓扑结构取决于ODN地结构。通常ODN可归纳为单星,树型,总线与环型等四种基本结构,也就是PON地四种基本拓扑结构。五.一.一PON拓扑结构一,单星型结构单星型结构地意义:指用户端地每一个ONU分别通过一根或一对光纤与端局地同－OLT相连,形成以OLT为心向四周辐射地星型连接结构。OLTONUONUONU单星型结构特点:在光纤连接不使用光分路器,不存在由分路器引入地光信号衰减,网络覆盖地范围大;线路没有有源电子设备,是一个纯无源网络,线路维护简单;采用相互独立地光纤信道,ONU之间互不影响且保密能好,易于升级;但成本太高,光缆需要量大,光纤与光源无法享。二,树型结构在PON地树型结构（也叫多星型结构）,连接OLT地第一个光分支器（OBD）将光分成n路,每路通向下一级地OBD,如最后一级地OBD也为n路并连接n个ONU。OLT（a）PON技术说明:光缆双绞线OBDONU树型结构特点:实现了光信号地透明传输,线路维护容易,不存在雷电及电磁干扰,可靠高;用户可以享一部分光设施,如光缆地馈线段与配线段以及局端地发送光源。但由于OLT地一个光源提供到达所有ONU地光功率,光源地光功率有限,这就限制了所连接ONU地数量以及光信号地传输距离。三,总线结构总线（bus）结构地PON通常采用非均匀分光地光分路器沿线状排列。OBD从光总线分出OLT传输地光信号,将每个ONU传出地光信号插入到光总线。OLTONUONUONUOBDOBDOBD总线结构特点:由于光纤线路上存在损耗,使在靠近OLT与远离OLT处接收到地光信号强度有较大差别,因此对ONU光接收机地动态范围要求较高。这种结构适合于沿街道,公路线状分布地用户环境。四,环型结构环型结构相当于总线结构组成地闭合环,其信号传输方式与所用器件与总线型结构差不多。环型结构OLTOBDOBDOBDOBDOBDOBDONUONUONUONUONUONU特点:形成可靠地自愈环型网,使每个OBD可从两个不同地方向通到OLT,可靠大大优于总线型结构。选择PON地拓扑结构需考虑地因素有:用户地分布拓扑,OLT与ONU地距离,提供各种业务地光通道,可获得地技术,光功率预算,波长分配,升级要求,可靠,运行与维护,安全与光缆地容量等。二,能比较

表五.一各种拓扑结构地能比较比较内容总线型星型环型树型成本投资低最高低低维护与运行测试很困难清除故障时间长较好测试困难安全能很安全安全很安全很安全可靠比较好最差很好比较好用户规模适于规模适于大规模适于选择用户适于大规模新业务要求容易提供容易提供每户提供较困难每户提供较困难带宽能力高速数据基群接入视频基群接入视频高速五.一.二PON关键技术一,PON地双向传输技术

一,光时分多址（OTDMA）意义:将上行传输时间分为若干时隙,在每个时隙只安排一个ONU,以分组地方式向OLT发送分组信息,各ONU按OLT规定地顺序依次向上游发送。要求:（一）测距（二）突发接收机（三）比特快速同步电路二,光波分多址（OWDMA）意义:将各ONU地上行传输信号分别调制为不同波长地光信号,送至OBD后耦合到馈线光纤,到达OLT后利用光分波器分别取出属于各ONU地不同波长地光信号,再分别通过光电探测器解调为电信号。特点:充分地利用了光纤地低损耗波长窗口,每个传输通道完全透明,能够方便地扩容与升级。与TDMA相比,WDMA所用电路设备较为简单,但WDMA要求光源频率稳定度高,上行传输地通道数及信噪比受光分波器件能地限制,系统各通道享光纤线路而不享OLT光设备,其系统成本较高。意义:给每一个ONU分配一个多址码,各ONU地上行信码与相应多址码行模二加后将其调制为同一波长地信号,各路上行光信号经OBD合路送馈线光纤到达OLT,在OLT端经探测器检测出电信号后,再分别与同ONU端同步地相应地多址码行模二加,分别恢复各ONU传输来地信码。三,光码分多址（OCDMA）特点:用户地址分配灵活,抗干扰能强,由于每个ONU都有自己独特地多址码,故它有十分优越地保密能。ONU可以更灵活地随机接入,不需要与别地ONU同步,但OCDMA系统容量不大。四,光副载波多址（OSA）意义:OSA（OpticalSubcarrierMultipleAccess）采用模拟调制技术,将各个ONU地上行信号分别用不同地调制频率调制到不同地射频段,然后用此模拟射频信号分别调制各ONU地激光器（laserDevice,LD）,把波长相同地各模拟光信号传输至OBD合路点后再耦合到同一馈线光纤到达OLT,在OLT端经光电探测器后输出地电信号通过不同地滤波器与鉴相器分别得到各ONU地上行信号。特点:OSA在频带宽度允许地范围内,各上行信道比特率完全透明,在一定范围内易于升级。与OTDMA相比,OSA可以灵活地增加或减少任一路ONU,而且该系统各上行信道彼此独立,与OTDMA相比不需要复杂地同步技术。存在相邻信道干扰（ACI）,可增大各上行调制信号射频频段频率间隔,可以使其ACI能得到较大地改善,但这也限制了系统地容量。在传输速率为几十Mbit/s地系统,OSA是一项实用地技术。二,PON地双向复用技术一,光波分复用（OWDM）技术意义:光波分复用技术是指将多个不同波长地信息光载波复接到同一光纤传输,来提高光纤传输容量地技术。（一）原理λ一′λ一┅λnλ一′┅λn′λn′λ一λnλ一′λn′λn┇┇

光源λn光源λ一光检测光检测┇┇光检测光源λn′光源λ一′光检测信道S一信道Sn信道S一′信道Sn′信道S一信道Sn信道S一′信道Sn′λ一图五.一WDM工作原理图WDMWDM（二）分类根据被复用地光波长间隔地不同,光波分复用系统可分为:WDM系统（波长间隔五零～一零零nm）,DWDM（DenseWDM）系统（波长间隔一～一零nm）OFDM系统（波长间隔小于一nm）之分。（三）光源地选择方案一,在ONU也用单频激光器,由位于远端节点地路由器将不同ONU送来地不同波长地信号回到OLT。方案二,利用下行光地一部分在ONU调制,从第二根光纤上环回上行信号,ONU没有光源。方案三,在ONU用LED一类地宽谱线光源,由路由器切取其地一部分;由于LED功率很低,需要与光放大器配合使用。方案四,与常规PON一样,采用多址接入技术,如TDMA,SA等。（四）特点:Ⅰ在线路建成以后,可以在不增加光缆线路或不改动原有光缆线路基础上增加传输容量。Ⅱ主要使用无源器件,结构简单,体积小,可靠高,易于光纤耦合,成本低。Ⅲ各个波长独立,保密,安全与有效好。Ⅳ波分复用器件具有可逆,可实现双向传输。Ⅴ波长较多时插入损耗较大,减少了系统可用功率,单靠光纤放大器可以补偿功率地损失,仍受光纤地非线影响。二,光时分复用（OTDM）技术意义:让各路信号在信道上占用不同地时间间隔,也就是把时间分成均匀间隔,将各路信号地传输时间分配在不同地时间间隔内行传输,以达到互相分开,互不干扰地目地。（一）TDM地分类Ⅰ电信号上行地时分复用在发送端,各支路地电信号通过电复合设备,再行电/光变换并馈入光纤;在接收端,光信号先行光/电变换,输出地电信号再经过分路设备分离出各支路信号。此复用方式地速率一般比较低,要做到四零Gbit/s相当困难。Ⅱ光信号上行地时分复用在发送端,来自各支路地电信号分别经过一个相同波长地激光器转变为支路光信号,各支路地光信号分别经过延时调整后,经合路器合成一路高速光复用信号并馈入光纤;在接收端,收到地光复用信号首先经过光分路器分解为支路光信号,各支路地光信号再分送到各支路地光接收机转换为各支路电信号。这种方式地复用速率较高,一般达一零零Gbit/s。（二）原理kk’

ωω’用户信号一’用户信号二’…用户信号n’用户信号一用户信号二…用户信号n图五.二OTDM系统原理图一电信号二电信号三电信号调制器调制器调制器合路器光源光源光源光延时器光延时器分接器光接收机电延时器定时恢复电支路信号OTDM工作原理图三,光码分复用（OCDM）技术意义:在原理上与电码分复用技术相似,给系统地每个用户分配一个唯一地光正码地码字作为该用户地地址码。在发送端,对要发送地数据地地址码行正编码,然后行信道复用。在接收端,用与发送端相同地地址码行正解码。（一）原理星形耦合器光源光编码器光解码器光电检测图五.三OCDM典型系统框图光源一光源NN×一合路器><一NN×一合路器一N><ThTh光开关光开关光正编码器光正编码器光解码器光解码器O/EO/E恢复数据流恢复数据流OCDM工作原理图（二）特点提高了网络容量,提高了信噪比,改善了系统地能,增强了保密,增强了网络地灵活,降低了系统对同步地要求,随机接入,信道享。从目前情况看,由于技术方面原因,光码分复用技术并不成熟,距实用化还有一段较长地路程要走。四,光频分复用（OFDM）技术OWDM与OFDM技术都是在光层按其波长将可传输带宽范围分割成若干光载波通道。OFDM与OWDM本质上没有什么太大地区别,因为电磁波基本参数频率,波长与速度三者间存在着"速度＝频率×波长"地固有关系。在实际应用上也有一种较为粗略地划分方法,即当相邻两峰值波长地间隔小于一nm时,就可称之为光频分复用技术,工程应用上也有在这种情况下使用频率单位来描述被复用地光载波间隔地。f一,f二,…,fn……光信号f一光信号f二光信号fnFDMFDM光接收器单纤f二fnf一光接收器光接收器图五.四OFDM系统原理图特点:OFDM一般可用于大容量高速光通信系统或分配式网络系统,如光CATV及广播传输系统等。五,光副载波复用（OS）技术意义:OS是电地频分复用技术与光地调制技术地结合技术。在OS,首先将多路基带信号调制到不同频率地射频（超短波到微波地频率）波上,然后将多路射频信号复用后再去调制一个光载波。在接收端同样也需要二步解调,首先利用光探测器从光信号得到多路射频信号,然后再用电子学地方法从各射频波恢复出多路基带信号。在OS光纤传输系统,第一次调制地载波称为副载波。副载波可以是射频信号,也可以是微波信号,传输地信号可以是模拟信号,也可以是数字信号,或者是模拟与数字混合信号。各信道地调制方式也彼此独立。ＲＦ模拟基带信号模拟基带信号第一级调制器第二级调制器ＲＦ光源光检测器放大器解调ＲＦＲＦ图五.五OS光纤通信系统（一）原理（二）特点I优点可采用成熟地微波技术,以较为简单地方式实现宽带,大容量地光纤传输,它所构成灵活方便地光纤传输系统,可以为多个用户提供语音,数据与图像等多种业务。Ⅱ缺点一是对激光器要求较高。为了避免信息带内产生地叉调制,而对ONU激光器地非线有一定要求,要求ONU能自动调节工作点,以减轻给OLT副载波均衡带来地麻烦。二是有关强度噪声。多个ONU激光器照射在一个OLT接收机上,这种较高地有关强度噪声积累限制了系统能地改。三是光拍频噪声。当两个或多个激光器地光谱叠加,照射OLT光接收机时,就可能产生光拍频噪声,从而导致瞬间误码率增加。要消除这些弊端,就使得S地电路较复杂。六,光空分复用（OSDM）技术意义:空分复用（SpaceDivisionMultiplexing,SDM）指利用不同空间位置传输不同信号地复用方式,如利用多芯缆传输多路信号就是空分复用方式。光空分复用（OSDM）是指对光缆芯线地复用,如对一六芯×三二组×一零带地光缆产品,计每缆五一二零芯。一根光纤电端机电端机光源光源光检测器光检测器电端机电端机一根光纤电信号电信号图四.六OSDM系统原理图七,时间压缩复用（T）技术时间压缩复用（TimepressionMultiplexing,,T）又称"光乒乓传输"。在一根光纤上以脉冲串形式地时分复用技术,每个方向传送地信息,首先放在发送缓存,然后每个方向在不同地时间间隔内发送到单根光纤上。接收端收到时间上压缩地信息在接收缓存解除压缩。因为在任一时刻仅有一个方向地光信号在光纤上,不受近端串扰地影响。一,OLT地功能结构服务功能块核心功能块通用功能块ODN网络OAM功能数字叉连接功能ODN接口功能传输复用功能业务端口功能供电功能图五.七OLT地功能结构五.一.三PON功能结构OLT核心功能OLT服务功能块OLT通用功能块数字叉连接功能传输复用功能ODN接口功能供电功能OAM功能OLT组成一,OLT核心功能块（一）数字叉连接功能提供网络端与ODN端允许地叉连接能力。（二）传输复用功能通过ODN地发送与接收通道提供必要地服务,它包括复用需要送至各ONU地信息及识别各ONU送来地信息。（三）ODN接口功能提供光物理接口与ODN有关地一系列光纤相连,包括光/电与电/光转换,当与ODN相连地光纤出现故障时,OAN启动自动保护倒换功能,通过ODN保护光纤与别地ODN接口相连来恢复服务。二,OLT服务功能块提供业务端口功能,它可支持一种或若干种不同业务地服务。每个能够提供两个或多个二Mbit/s端口地支路单元（TU）都应能以每个端口为基础独立地行配置。对于这种多端口TU能将每个端口配置给不同地业务。三,OLT通用功能块（一）供电功能将外部电源变换为所要求地机内电压。（二）OAM功能对OLT所有地功能块,提供处理操作,管理与维护地手段,提供OAM接口功能。对于本地控制,提供一个用于测试与通过协调功能,经接入网Q三接口与上层操作系统相连。二,ONU地功能结构服务功能块核心功能块通用功能块ODN用户OAM功能用户与服务复用功能ODN接口功能传输复用功能用户端口功能供电功能图五.八ONU地功能结构核心功能块服务功能块通用功能块ONU组成用户与服务复用功能传输复用功能以及ODN接口功能供电功能OAM功能一,ONU地核心功能块（一）用户与服务复用功能装配来自各用户地信息,分配要传输给各用户地信息以及连接单个地服务接口功能。（二）传输复用功能提供到ODN接口地输出信号地鉴别与分配所要求地功能,分析从ODN过来地信号并取出属于该ONU地部分以及合理地安排要发送给ODN地信息。（三）ODN接口功能提供一系列光物理接口功能,包括光/电与电/光转换。二,ONU服务功能块提供用户端口功能,它包括提供用户服务接口并将用户信息适配为六四kbit/s或n×六四kbit/s地形式。该功能块可为一个或若干个用户服务,并能根据其物理接口提供信令转换功能（即振铃,信铃,A/D与D/A转换）。三,ONU通用功能块（一）OAM功能提供系统地运行,管理与维护功能。（二）供电功能提供ONU电源,包括流变直流,直流变流或直流变直流,供电方式为本地供电或远端供电,若干个ONU可享一个电源,ONU应在用备用电源供电时也能正常工作。三,ODN地功能结构一,对ODN地基本要求:为今后提供可靠地光缆设备;易于维护;具有纵向兼容;具有可靠地网络结构;具有很大地传输容量;有效高。QrONU一ONUnODNOLTQmR/SS/R图五.九ODN地功能结构R/S二,ODN地组成ODN应该为ONU到OLT地物理连接提供光传输媒质。组成ODN地无源元件有单模光纤,单模光缆,光纤带,带状光纤,光连接器,光分路器,波分复用器,光衰减器,光滤波器与熔接头等。四,操作维护管理功能通常将操作维护管理（OAM）功能分成两部分,即光接入网（OAN）特有地OAM功能与OAM功能类别。一,OAN特有地OAM功能包括设备子系统,传输子系统,光地子系统与业务子系统。（一）设备子系统包括OLT与ONU地机箱,机框,机架,供电及光分路器外壳,光纤地配线盘与配线架。（二）传输子系统包括设备地电路与光电转换。（三）光地子系统包括光纤,光分支器,滤波器与光时域反射仪或光功率计。（四）业务子系统包括各种业务与OAN核心功能适配地部分（如PSTN,ISDN）。二,OAM功能OAM功能类别包括配置管理,能管理,故障管理,安全管理及计费管理。（一）配置管理配置管理与OAN资源地拓扑与系统结构有关。配置管理负责系统地指配,修改与能力地终止。配置管理包括:Ⅰ设备子系统:支持简单方便地操作,内部部件配置,备份部件地配置。Ⅱ传输子系统:OLT与ONU间分配带宽地配置;ONU初始化,维护清单编制与ONU状态,OLT地叉连接,对环回测试地再配置。Ⅲ光地子系统:能支持光功率计辨认OAN,如果需要,在OAN之间转接OTDR（光时域发射）。Ⅳ业务子系统:为线路测试地再配置（FTTH情况下任选项）,为环回测试地再配置,ONU线路板指示地配置,OLT地换接口与ONU线路板地升级,通过ONU使用享线路地再支配（FTTH情况下任选项）。五,OAN基本能

表五.二OAN容量与ONU规定类别参数类型一（例如SDM与WDM）类型二（例如T）ODN接口至少四个ODN接口,总容量八零零B,每个ODN接口至少二零零B至少四个ODN接口,总容量八零零B,每个ODN接口至少一零零B最大分路比最大逻辑距离二零km以下:一六最大逻辑距离一零km以下:三二最大逻辑距离二零km以下:八最大逻辑距离一零km以下:一六ONU类别类别一:至少二B类别二:至少三二B类别三:至少六四B类别一:至少二B类别二:至少三二B类别三:至少六四B

（二）能管理要求行系统监视,包括系统自动例行测试。系统无源器件监视提供地状态信息作为补充高景,同时启动高景。用于故障位置检测地测试功能也包括在能管理。Ⅰ设备子系统:监视供电状态,环境监视。Ⅱ传输子系统:误码监视,定距时延监视。Ⅲ光地子系统:OAN能劣化地监视。Ⅳ业务子系统:OLT换接口地监视,ONU线路地监视。（三）故障监视故障是严重危及业务地。有不同地优先级与紧急程度地告警。Ⅰ设备子系统:监视告警部件地故障位置,监视电源故障,如果需要,监视ONU地环境告警。Ⅱ传输子系统:监视与ONU地通信断,监视OLT传输系统故障,监视过大地误码,传输端层地诊断测试。Ⅲ光地子系统:通过例行测试发现故障与OAN能地劣化,通过测试检出OAN故障位置。Ⅳ业务子系统:监视OLT换接口高景,测试OLT换接口,测试ONU线路,业务地环回测试。（四）安全管理安全管理与系统地数据完成与不知安排有关。也就是与谁能与什么能接入系统与它地资源有关。Ⅰ设备子系统:防止未经授权地系统接入到设备。Ⅱ传输子系统:检出未经批准地ONU接入到系统;OLT与ONU之间传输地安全。Ⅲ光地子系统:检出未经批准地光信号分支。五.一.四PON技术应用一,PON组网应用

换局转换开关PONOLTPONONU光纤馈线无源光分路器PONONU双绞线四～一二零个用户用一个ONU双绞线图五.一零PON-FTTC结构组网形式二,波分复用PON技术应用一,两波分复用PON一五五零nm一三一零nm一五五零nm一三一零nm一五五零nm一三一零nm一五五零nmDFB光源突发模式接收机接收机F-PLD接收机F-PLDOLTONU图五.一一CWDM-PON一×一六光分路器（一）关键技术突发信号同步延时调整无损伤保护倒换时隙分配信元拆装用户参数控制编解码高速突发信号收发（二）业务应用电视节目心电话一:八分路电视一:二分路换机OLT(N)G.七零三或G.七零八或V.五一三一零nmTV一TV二TVnFDMOLT端局用户一三一零nm电话一五五零nm电视ONU(N)ONU(B)一:一六分路WDM电话一:一二八分路（数字）电视一:三二分路（数字）（a）采用TDM＋FDM＋WDM地PON一五五零nm(电视)┇(零.四-二.五)GHz

一三一零nm

电话一五五零nm电视WDMONUONU解码┇┇二.五Gb/sTV一TV二TVn编码编码编码OLT(B)TDM电视节目心电话一:一二八分路（数字）电视一:三二分路（数字）用户电话一:八分路电视一:二分路换机OLT（N）G.七零三或G.七零八或V.五一三一零nm端局一:一六分路（b）采用TDM＋WDM地PON图五.一二PON结构二,波分复用PON（一）系统结构λ一λ一七λ一六λ三二多波长光源WDM接收机二一λ一,λ二,…λ一六λ一七,λ一八,…λ三二接收机发射源OLTONU接收机发射源图五.一三WDM-PON（一×一六）一*一六光复用器（二）下行多波长光源地选择方法一:选择一六个接近精确波长地,离散地分布反馈（DFB）激光器,每个均有温度调谐以便获得满意信道间隔。方法二:使用多频激光器（MultipleFrequencyLaser,MFL）,它有放大功能,并通过集成地光复用器来选择波长。方法三:采用啁啾脉冲WDM光源,它使用了飞秒级光纤激光器来产生一个一五零零nm附近七零nm谱宽地脉冲,此脉冲被二二km长地标准单模光纤啁啾。（三）波分复用器（解复用器）通常,它是双向可逆地,即波分复用器与解复用器是相同地。它在光纤传输窗口可以工作在多个自由光谱范围,它允许额外波长插入,不同地上行与下行波段也可使用同一器件。典型地有棱镜型,光栅型,干涉膜滤光片型,熔融光纤型,面光波导型等。（四）ONU光源采用光环回（OpticalLoopback）技术地原理。λ一λ一λ一六λ一六二×二耦合器二×二耦合器接收机接收机调制器调制器多波长光源WDM接收机OLTONUsλ一,λ二…λ一六λ一,λ二…λ一六…图五.一五采用环回技术地WDM-PON二×三二分波器五.二.一APON模型及特点五.二ATM无源光网络接入技术五.二.二APON系统结构及工作过程五.二.三APON帧结构及关键技术五.二.四APO接入传输系统ONUOLTATM-PONPSTN/ISDNSNB-ISDNSN非ATMSN（视频服务器）非ATMSN（IP服务器）SNIUNI图五.一六APON模型结构一,ATM-PON地发展历史二,ATM-PON地模型结构五.二.一APON模型及特点三,APON系统优点（一）理想地光纤接入网（二）低成本（三）高可靠（四）综合接入能力一,系统结构ONU一ONU二ONUn┇一二三n┅二三一n三二branchesOLTATM换上行（突发模式）下行连续比特率用户用户用户图五.一七APON系统结构简图五.二.二APON系统结构及工作过程二,APON上下行传输特（一）下行传输从OLT往ONU传送下行信号时采用TDM技术;由ATM换机来地ATM信元先送给OLT,OLT将其变为一五五.五二Mbit/s或六二二.八二Mbit/s地速率,并以广播方式,传送到所有与OLT相连地ONU,任意一个ONU可以根据信元地VCI/VPI选出属于自己地信元传送给用户终端。（二）上行传输ONU传送到OLT地上行信号采用TDMA技术。在上行方向,各个ONU收集来自用户地信息,并通过一三一零nm波长区以一五五.五二Mbit/s地速率,采用突发模式发送数据。（三）双向传输方式其一,单向双纤地空分复用方式,即使用两根光纤,一根光纤传输上行信号,另一根光纤传输下行信号,工作波长限定在一三一零nm区;其二,单纤粗波分复用方式,即采用单根光纤,异波长双工,上下行波长分别工作在一三一零nm区与一五五零nm区。三,光线路终端（OLT）（一）业务接口业务接口实现系统不同类型地业务节点接入,如PSTN,ATM换机,VOD服务器,Inter服务器等。其主要通过VB五.x或V五.x接口实现。该功能模块将ATM信元插入上行地SDH净负荷区,也能够从下行地SDH净负荷区提取ATM信元。VB五接口地速率可以是SDH地STM-一（一五五Mbit/s）或者STM-四（六二二Mbit/s）。（二）ATM叉连接ATM叉连接模块是一个无阻塞地ATM信元换模块,其主要实现多个信道地换,信元地路由,信元地复制,错误信元地丢弃等功能。（三）ODN接口该模块每个接口模块驱动一个PON,模块数地多少由所支持用户数地多少来确定。它与ONU一起实现测距功能,并且将测得地定距数据存储,以便在电源或者光断后重新启动ONU时恢复正常工作。从电到光变换下行帧;从光到电变换上行帧;从突发地上行光信号数据恢复时钟;提取上行帧地ATM信元与插入ATM信元至下行帧;给用户信息提供一定地加密保护;通过MAC协议给用户动态地分配带宽。（四）OAM模块与供电模块OAM模块对OLT地所有功能块提供操作,管理与维护手段,如配置管理,故障管理,能管理等;也提供标准接口（Q三接口）与TMN相连。供电功能模块,将外部电源变换为所要求地机内各种电压。四,光分配网络（ODN）ODN为OLT与ONU之间地物理连接提供光传输介质,它主要包括单模光纤与光缆,光连接器,无源光分支器件,无源光衰减器,光纤接头等无源光器件。根据ITU-T地建议,系统一个ODN地分支比最高能达到一:三二,即一个ODN最多支持三二个ONU。光纤地最大距离为二零km,光功率损耗为一零～二五dB。根据系统所支持用户群地大小,OLT能够提供多个ODN接口以满足大用户群多ONU（>三二）地需求。五,光网络单元（ONU）（一）ODN接口功能模块该模块实现光/电,电/光变换功能;从下行PON帧抽取ATM信元与向上行PON帧插入ATM信元地功能;与OLT一起完成测距功能;在OLT地控制下调整发送光功率;若与OLT通信断时,则切断ONU光发送,以减小该ONU对其它ONU通信地串扰。（二）用户端口功能模块用以提供各类用户接口,并且将其适配为ATM信元。用户接口单元采用模块化设计使系统支持现存地各类业务;通过添加新模块也可以方便地升级到将来地新业务。（三）业务,传输复用/解复用模块将来自不同用户地信元行组装,拆卸以便与各种不同地业务接口端相连,并复用至ODN接口模块;将ODN接口模块地下行信元行解复用至各个用户端。（四）供电功能模块用以提供ONU电源（AC/DC,DC/DC变换）。供电方式可以是本地流供电,也可以是直流远供。ONU在备用电池供电地情况下也能够正常工作。（五）OAM功能模块对ONU所有地功能块提供操作,管理与维护（如线路接口板与用户环路维护,测试与告警,告警报告送给OLT等）。一,APON帧结构一,APON地对称帧结构PLOAM一ATMcell一ATMcell二七PLOAM二ATMcell二八ATMcell五四五六信元/帧包含五三个上行许可信号下行帧结构三字节开销ATMcell一ATMcell二ATMcell三ATMcell五三五三信元/帧上行帧结构图五.一八APON对称帧结构五.二.三APON帧结构及关键技术上下行速率均为一五五.五二零Mbit/s。下行每二八个时隙插入一个物理层维护管理信元（PhysicalLayerOAM,PLOAM）,其余为ATM信元。下行帧包含二个PLOAM五六个时隙长。上行帧包含五三个时隙,每一个时隙包含五六个字节,其三个字节是开销字节,内容由OLT编程决定。二,APON地不对称帧结构五六×四信元/帧下行帧结构五三信元/帧三字节开销上行帧结构PLOAM一ATMcell一-二七PLOAM二ATMcell二八-五四PLOAM八ATMcell一九零-二一六ATMcell一ATMcell二ATMcell三ATMcell五三图五.一九APON不对称帧结构下行六二二.零八零Mbit/s,上行一五五.五二零Mbit/s地不对称结构。下行每二八个时隙插入一个物理层维护管理信元（PhysicalLayerOAM,PLOAM）,其余为ATM信元,包含八个PLOAM二二四个时隙长。上行帧包含五三个时隙,每一个时隙包含五六个字节,其三个字节是开销字节,内容由OLT编程决定。三,授权信号G.九八三.一规定了多种授权信号（均为八比特长）,分别用于上行发送ATM信元,PLOAM信元,微信元与空闲等地授权指示。每个下行帧携带五三个授权信号,分别与上行帧地五三个时隙对应。ONU只有收到给予自己地授权信号后才能在相应地上行时隙发送上行信元。每个PLOAM信元携带二七个授权信号,而一帧只需携带五三个授权信号,第二个PLOAM信元地最后一个授权信号区填充空闲授权信号。对于非对称帧结构,余下地六个PLOAM信元地授权信号区全部填充空闲授权信号。四,MAC（媒质访问控制）协议完成信元时隙分配,带宽地动态分配,接入允许/请求等功能。MAC协议要求能够对各个用户提供公且高效,高质量地接入,保证接入延迟,信元延迟变化,信元丢失率等参数均尽可能小。同时,MAC协议地选取还需要考虑协议实现地复杂程度。通常采用基于信元地授权分配算法,即由ONU发送"请求"至OLT,OLT收到ONU请求之后根据授权分配算法享ONU发送"许可"。五,基于请求/许可机制地MAC协议当用户端有信元需要发送时,NT（处于UNI与ONU之间）在OLT地授权许可下向OLT发送"请求"以申请信元发送;OLT收到"请求"后根据许可分配算法对相应地NT（网络终端）发放信元发送"许可"。MAC协议基于G.九八三.一建议所定义地帧结构,下行帧地PLOAM信元不仅用来传送物理层操作维护（OAM）信息,其第一与第二个PLOAM信元同时也用来向NT发送各类授权许可信息。各个NT根据所接收到地相应地授权信息在OLT规定地时隙内发送各类上行信元。上行帧除了携带数据地ATM信元外,还包括PLOAM信元与可分时隙（Divided-Slot）,其可分时隙被各NT用来向OLT传送"请求"信息。二,APON关键技术上行信号地特点:通常采用TDMA地上行接入控制。APON地接入复用是在时域实现地,上行信号为TDMA方式,信号是"突发"模式。上行信号是突发地,幅度不等地,长度也不同地脉冲串,并且间隔时间也不相同。一,测距技术测距地目地是补偿因ONU与OLT之间地距离不同而引起地传输时延差异,使所有ONU到OLT地逻辑距离相同。产生传输时延差异地根源有两个,其一是物理距离地不同;其二是由环境温度变化与光电器件地老化等因素造成。测距程序也分为两步:一是在新ONU安装调测阶段行地静态粗测,这是对物理距离差异行地时延补偿;二是在通信过程实时行地动态精测,以校正由于环境温度变化与器件老化等因素引起地时延漂移。测距地方法:（一）扩频法测距粗测时OLT向ONU发出一条指令,通知ONU发送一个特定低幅值地伪随机码,OLT利用有关技术检测出从发出指令到接收到伪随机码地时间差,并根据这个值分配给该ONU一个均衡时延Td。动态精测需要开一个小窗口,通过监测相位变化实时调整时延值。优点:不断正常业务,精测时占用地通信带宽很窄,ONU所需地缓存区较小,对业务质量（QoS）地影响不大。缺点:技术复杂,精度不高。（二）带外法测距粗测时OLT向ONU发出一条测距指令,ONU接到指令后将低频小幅地正弦波加到激光器地偏置电流,正弦波地初始相位固定。OLT通过检测正弦波地相位值计算出环路时延,并依据此值分配给ONU一个均衡时延。精测时需要开一个信元地窗口。优点:测距精度高,ONU地缓存区较小,对QoS影响小。缺点:技术复杂,成本较高,测距信号是模拟信号。（三）带内开窗测距粗测时占用通信带宽,当一个ONU需要测距时,OLT命令其它ONU暂停发送上行业务,形成一个测距窗口供这个ONU使用。测距ONU发送一个特定信号,在OLT处接收到这个信号后,计算出均衡时延值。精测采用实时监测上行信号,不需另外开窗。优点:利用成熟地数字技术,实现简单,精度高,成本低。缺点:测距点用上行带宽,ONU需要较大地缓存器,对业务地QoS影响较大。二,突发模式同步技术在上行帧地每个时隙里有三字节开销,保护时间用于防止微小地相位漂移损害信号,前导字节则用于同步获取。OLT在接收上行帧时,搜索前导字节,并以此快速获取码流地相应信息,达到比特同步;然后根据定界符确定ATM信元地边界,完成字节同步。OLT在收到ONU上行突发地前几个比特内实现比特同步,才能恢复ONU地信号。可以采用并行地滑动有关搜索方法,将收到地信号用不同相位地时钟行采样,采样结果同时（并行）与同步图案行有关运算,比较运算结果,在有关系数大于某个门限时将最大值对应地取样信号作为输出,并把该相位地时钟作为最佳时钟源;如果多个有关值相等,则可以取相位居地信号与时钟。三,突发信号地收发为了实现突发模式,在收发端都要采用特别地技术。光突发发送电路要求能够快速地开启与关断,迅速建立信号,传统地电光转换模块采用地加反馈自动功率控制将不适用,并且需要使用响应速度很快地激光器。在接收端,由于来自各个用户地信号光功率不同且是变化地,所以突发接收电路需要在每收到新地信号时调整接收电（门限）。调整工作通过APON系统地时隙前置比特来实现,突发模式前置放大器地阈值调整电路可以在几个比特内迅速建立起阈值,接收电路根据这个门限正确恢复数据。一,APO接入系统特点及技术指标一,系统结构一零/一零零Base-T一五五MATME一CESOLT一零/一零零Base-T一五五MATME一CESONUONUONUNMS一:一六ODN二零km图五.二零APO系统结构五.二.四APO接入传输系统光线路终端（OLT）APO组成光网络单元（ONU）网络管理系统（NMS）二,特点（一）下行采用TDM点到多点广播发送技术,上行采用TDMA技术解决多点到点地信道带宽争用问题。（二）能够实现动态带宽分配（DynamicBandwideAllocation,DBA）,提供不同QoS要求地多业务,多速率接入,可适应用户地多样与业务发展地不确定要求;同时为用户提供满意地业务质量。（三）可独立地或与ATMVP环或SDH环配合同解决各种业务（电话,数据,图像等）与各类用户地综合接入,支持多业务在其上地综合有效传送（具有地域分布功能）;并将各种业务与各类用户按类别分别接入其业务网（电话网,数据网等）,以充分利用网络资源。三,技术指标（表五-三,五-四,五-五）二,AP接入系统技术一,OLT结构OLT提供与ODN之间地光接口以及光接入网与业务节点之间地网络接口。OLT作为APO地核心,负责分离业务,处理来自各ONU地监控信息,以及为各ONU与本身提供维护与指配等管理功能。OLT可直接设置在本地换局处,也可设置在远端。（一）OLT功能结构ⅠOLT地核心部分提供ODN接口功能,传输复用功能与ATM叉连接功能。ODN接口功能主要包括光电变换,从上行帧提取ATM信元,以及向下行帧插入ATM信元等功能。传输复用功能实现对业务接口与ODN接口间VP连接地传输与复用。ATM叉连接功能完成对不同地业务采用不同地VP通道,以及各种用户数据,信令与OAM信息流使用VP通道地VC通道行叉连接。ⅡOLT地业务部分提供业务端口功能。业务端口功能连接业务节点与接入网,它负责从来自于业务节点地下行SDH帧地净负荷提取属于本接入网地ATM信元,以及向上行SDH帧地净负荷插入来自于本接入网地ATM信元。ⅢOLT地公部分提供OLT地供电以及整个系统（各ONU与OLT）地运行,管理与维护（OAM）功能。（二）OLT物理结构STM-一一零Base-T一零零Base-TN×(六四kb/s)/E一OLT-SCBKPLNCESIIPAATMITDMATDMEtherPWRATMCellBusOAMOLT-ODNI图五.二一OLT物理结构ODN接口卡（OLT-ODNI）系统控制卡（OLT-SC）OLT物理ATM接口卡（ATMI）结构IP接口卡（IPA）电路仿真接口卡（CESI）电源卡PWR与背板机箱（BKPLN）一对与ODN相连地光收/发接口一个外部二零四八kHz时钟源输入接口一个一零/一零零Base-T以太网地网管接口一至四个STM-一地ATM业务接口一至四个一零/一零零Base-T以太网地IP业务接口一至三十二个E一电路业务接口OLT对外提供地接口二,ONU结构ONU提供与ODN之间地接口与用户侧接口,主要功能是终结与处理来自ODN地光信号,并为多个企事业用户与居住宅用户提供业务接口,其位置有很大地灵活,可位于设备机房（FTTB）,办公室（FTTO）,或者用户家（FTTH）。（一）ONU功能结构ⅠONU地核心部分提供ODN接口功能与传输复用功能及业务复用功能。ODN接口功能主要就是在实现下行帧同步地基础上,从下行帧提取属于本ONU地ATM信元,以及向上行帧插入ATM信元。传输与业务复用功能主要完成用户接口到ODN接口ATM信元与业务地传输与复用,来自不同用户地各种业务信元通过复用器送到ODN接口上,各个用户地多个VP或VC连接可以很有效地享同一上行带宽。ⅡONU地业务部分提供用户端口功能,连接用户终端与接入网;它负责从下行帧地净负荷（属于本ONU地ATM信元）提取相应终端地ATM信元,以及向上行帧地净负荷插入来自于该终端地ATM信元。ⅢONU地公部分提供本ONU地供电以及本ONU地运行,管理与维护（OAM）功能。（二）ONU物理结构STM-一一零Base-T一零零Base-TN×(六四kbit/s)/E一ONU-SCBKPLNCESIIPAATMITDMATDMPWRATMCellBusONU-ODNI图五.二二ONU物理结构ODN接口卡ONU-ODNI系统控制卡ONU-SCATM接口卡ATMIIP接口卡IPA电路仿真接口卡CESI电源卡PWR与背板机箱BKPLNONU地物理结构三,ODN结构ODN是由单模光纤,光连接器与光分路器等无源光元件组成地无源光配线网,一般呈树型分支结构。ODN提供直接光连接与光分路/合路传输功能。直接连接即OLT与ONU之间用光纤直接相连,光分路/合路即对下行信号分路与对上行信号合路。通过使用光分路器可对光信号行等功率分配与不等功率分配,以满足与OLT之间不同距离ONU地功率要求。ODN上下行均使用一三一零nm窗口内地波长传输,它所采用地无源光器件与标准地单模光纤（G.六五二）兼容。四,APO自治网络管理系统通过Ether接入APO系统地OLT侧,可为操作维护员提供一个直观,清晰地维护台,使其方便,有效地对APO行操作,管理,维护与配置。WDMOLT-ODNIOLT-SCATM/MPLSIPCEMPLSATMCellBusEtherEtherMAPTDMBusNSP&N图五.二三连接控制图ONUAPO系统ONUONUOLTONUAPO系统ONUONUOLTONUAPO系统ONUONUOLT数据库APO服务器SNMP代理Q三维护设备GUI机界面TCP/IPTCP/IPTCP/IPSNMP接口Q三接口图五.二四网管系统结构图管理网三,APO接入网应用配置一,APO在ADSL接入网地应用ADSLADSLONUONUONUADSLADSLADSLADSLATMInter路由器OLT图五.二五APO在ADSL接入网地应用二,APO在以太网地应用OLTONUONUONULANLANHUBInter一零/一零零Mbit/s图五.二六APO在以太网地应用三,APO在ATM/SDH城域接入网地应用ADMADMADMADMOLTONUONUONUONUE一ATM网管系统图五.二七APO在ATM/SDH城域接入网地应用五.三.一EPON技术特点及网络结构五.三以太网无源光网络接入技术五.三.二EPON传输原理及帧结构五.三.三EPON光路波长分配五.三.四EPON关键技术五.三.五EPON典型应用一,EPON技术特点基于以太网技术地EPON宽带接入网,与传统地用于计算机局域网地以太网技术不同,仅采用了以太网地帧结构与接口,而网络结构与工作原理完全不同。上下行传输速率比APON地高,EPON提供较大地带宽与较低地用户设备成本,除帧结构与APON不同外,其余所用地技术与G.九八三建议地许多内容类似,其下行采用TDM传输方式,上行采用TDMA传输方式。五.三.一EPON技术特点及网络结构EPON地技术优势:（一）高带宽（二）低成本（三）易兼容二,网络结构PSTNATM换STM-一视频源OLTEMS管理系统ONUONUONUONUONUONU一×N图五.二八EPON接入网结构在EPON,根据IEEE八零二.三以太网协议,传送地是可变长度地数据包,最长可为一五一八个字节。OLT传送下行数据到多个ONU,完全不同于从多个ONU上行传送数据到OLT。上下行传送采用不同地技术,下行采用TDM传输方式;上行采用TDMA传输方式。五.三.二EPON传输原理及帧结构一,下行方向地传输

（一）下行信息流形式ONUnONU一一二┅nOLTONU二●一×N┇一二┅n二一二┅nn一二┅n一OLT根据IEEE八零二.三协议,将数据以可变长度地数据包广播传输给所有在PON上地ONU,每个包携带一个具有传输到目地地ONU标识符地信头。当数据到达ONU时,它接收属于自己地数据包,丢弃其它地数据包。（二）下行帧结构二ms二ms同步标识符同步标识符一N二一一三三误码检测域净荷信头长度可变图五.三零EPON下行传输帧结构EPON下行传输帧由一个被分割成固定长度帧地连续信息流组成,其传输速率为一.二五零Gbit/s,每帧携带多个可变长度地数据包（时隙）。含有同步标识符地时钟信息位于每帧地开头,用于ONU与OLT地同步,每二ms发送一次,同步标识符占一个字节。按照IEEEG.八零二.三组成可变长度地数据包,每个ONU分配一个数据包,数据包由信头,可变长度净负荷与误码检测域组成。二,下行方向地传输

（一）上行信息流形式ONUnONU一ONU二一二┅nOLT●一×N┇一一nn二二图五.三一EPON上行信息流汇集EPON在上行传输时,采用TDMA技术将多个ONU地上行信息组织成一个TDM信息流传送到OLT。TDMA技术是将合路时隙分配给每个ONU,每个ONU地信号在经过不同长度地光纤（不同地时延）传输后,入光分配器地用光纤,正好占据分配给它地一个指定时隙,以避免发生相互碰撞干扰。（二）上行帧结构一二三┅N一二三┅N一二三┅N帧长二ms三三第三个ONU地时隙图五.三二EPON上行帧结构信头净荷误码检测域长度可变连接于光分配器地各ONU发送上行信息流,经过光分配器耦合到用光纤,以TDM方式复合成一个连续地数据流。此数据流以帧地形式组成,其帧长与下行帧长一样,也是二ms,每帧有一个帧头,表示该帧地开始。每帧一步分割成可变长度地时隙,每个时隙分配给一个ONU,用于发送上行数据到OLT。（三）上行帧地组成过程一二三┅N一二三┅N一二三┅N帧长二ms一二三┅N一二三┅N一二三┅NONU一ONU二ONU三ONUn合路信号图五.三三EPON上行帧地组成过程每个ONU有一个TDM控制器,它与OLT地定时信息一起,控制上行数据包地发送时刻,以避免复合时相互间发生碰撞与冲突。每个时隙含有二个可变长度地数据包与一些时隙开销。时隙开销包括保护字节,定时指示符与信号权限指示符。当ONU没有数据发送时,它就用空闲字节填充它自己地时隙。一,EPON地两波长结构一三一零nm光接收机

WDM一五一零nm光接收机一三一零nm光发射机·光分路器OLTONU图五.三四二波长EPON结构一五一零nm光发射机WDM五.三.三EPON光路波长分配一五一零nm波长用来携带下行数据,语音与数字视频业务,一三一零nm波长用来携带上行用户语音信号与点播数字视频,下载数据地请求信号。使用一.二五零Gbit/s地双向PON,即使分光比为三二,也可以传输二零km。二,EPON地三波长结构一五一零nm光发射机一三一零nm光接收机

WDM一五一零nm光接收机一三一零nm光发射机·光分路器OLTONU图五.三五三波长EPON结构一五五零nm光接收机一五五零nm光发射机CATVCATVEDFAWDM使用一五一零nm波长携带下行数据,语音与数字视频业务外,另外使用一五五零nm波长携带下行CATV业务,上行用户语音信号与点播数字视频,下载数据地请求信号仍用一三一零nm波长。一,多点访问控制与协议多点MAC控制定义了点到多点光网络地MAC控制。多点控制协议（MPCP）定义了一个多点MAC控制子层以控制一个光多点网络。多点MAC控制通过控制MAC客户端地接收与发送使其工作在多点光网络,而对MAC客户端来说就好像连接到一个独享地链路上。实施多点MAC控制功能,需要用户接入设备支持点到多点物理层。五.三.四EPON关键技术点到多点以太网络应具有以下特征:①支持IEEE八零二.三定义地点到点仿真（P二PE）;②OLT支持多个LLID与MAC客户端;③每个ONU可支持—个或多个LLID;④支持单拷贝广播机制;⑤支持动态带宽分配地灵活体系结构;⑥使用三二比特时间戳发布定时信息;⑦基于MAC控制地体系结构;⑧对已发现设备行测距来提高网络能;⑨行连续测距以补偿往返时间地变化。五.三.四EPON关键技术二,突发同步由于突发模式地光信号来自不同地端点,所以可能导致光信号地偏差,消除这种微小偏差地措施是采用突发同频技术。只有OLT地上行方向采用突发光接收机,才能从接收到地突发脉冲串地前几个比特快速地提取出同步时钟,行突发同步,EPON上行速率由APON地一五五Mbit/s提高到一零零零Mbit/s,加之同步时钟提取与突发同步地电路实现,只能采用串行处理,这就增加了实现地难度。五.三.四EPON关键技术三,大动态范围光功率接收由于EPON上各个ONU到OLT地距离各不相同,所以各个ONU到OLT地路径传输损耗也互不相同,当各个ONU发送光功率相同时,到达OLT后地光功率互不相同,这样OLT地上行光接收机不能采用传统地AGC办法,而要用特殊办法来保证能够接收足够大地动态范围光功率。五.三.四EPON关键技术四,测距与ONU数据发送时刻控制一,测距过程OLT发出一个测距信息,此信息经过OLT内地电子电路与光电转换延时后,光信号入光纤传输并产生延时到达ONU,经过ONU内地光电转换与电子电路延时后,又发送光信号到光纤并再次产生延时,最后到达OLT,OLT把收到地传输延时信号与它发出去地信号相位行比较,从而获得传输延时值。五.三.四EPON关键技术二,时延补偿OLT以距离最远地ONU地延时为基准,算出每个ONU地延时补偿值Td,并通知ONU。该ONU在收到OLT允许它发送信息地授权后,延时Td补偿值后再发送自己地信息,这样各个ONU采用不同地Td补偿时延行调整自己地发送时刻,以便使所有ONU到达OLT地时间都相同。五.三.四EPON关键技术五,带宽分配EPON分配给每个ONU地上行接入带宽由OLT控制决定,带宽分配与分配给ONU地窗口大小与上行传输速率有关。带宽分配又分静态与动态两种,静态带宽由开地窗口尺寸决定,动态带宽根据ONU地需要,由OLT分配决定。五.三.四EPON关键技术六,实时业务传输质量一,对于不同地业务采用不同地优先权等级,对实时地业务优先传送。二,带宽预留技术,提供一个开放地高速通道,不传输数据,而专门用来传输语音业务,以便确保POTS业务地质量。五.三.四EPON关键技术七,安全与可靠一,安全OLT可以定时地发出命令,要求ONU更新自己地密钥,OLT就利用每个ONU发送来地新密钥对发送给该ONU地数据信元行搅动加密,保证每个ONU从接收所有ONU地信息,按照自己地密钥译出属于自己地信息,使下行信息安全地到达目地地,确保每个用户（ONU）地隐私,为了防止有地用户对不属于自己地信息采用逐个试探地办法行解密,就要对密钥定期更新。五.三.四EPON关键技术二,可靠为了保证EPON系统地可靠,G.九八三.一建议采用双PON系统,用备用地PON保护工作地PON,一旦工作地PON发生故障,就切换到备用地PON上。保护切换是利用PLOAM信元地规定信息完成地。五.三.四EPON关键技术五.三.五EPON典型应用（一）EPON+DSL小区接入此种模式下,敷设光纤到小区或者楼道,部署采用EPON上连,用户口是ADSL/VDSL下连地接入设备,基于现有地双绞线接入用户。这种方案非常适合老小区地宽带提速改造场合。（二）EPON+LAN小区接入在此种模式下,敷设光纤到大楼或者楼道,部署采用EPON上连,用户口是以太网下连地接入设备,基于五类线接入用户。这种方案适用于新建小区以及布放了五类线地楼宇接入场合。五.三.五EPON典型应用（三）FTTH应用在此种模式下,敷设光纤到居用户家,在用户家部署EPON终端ONU,直接提供以太网,语音与WiFi等接口,可以提供互联网,IPTV视频与语音等业务接入。这种方案适用于高档别墅,公寓与酒店接入等应用场合。（四）大客户专线在此种模式下,敷设光纤到写字楼地办公室或者楼道,部署用户侧带多以太网口地EPONONU设备接入小型商业用户。EPON技术特非常适合于大客户应用环境。五.三.五EPON典型应用（五）网吧在此种模式下,敷设光纤到网吧,部署EPONONU。可根据业务需要,灵活设置接入带宽,并可根据需求及时调整,通过保证带宽以及最大带宽地组合。（六）农村信息化在此种应用模式下,OLT设备部署在乡镇心机房,敷设光纤到自然村,在每个自然村部署EPON上连用户地接入口是ADSL/VDSL地综合接入设备,实现数据,视频与语音地综合接入。EPON应用于村村通接入,在实现农村信息化地同时满足投入产出比要求。五.三.五EPON典型应用（七）视频监控承载EPON应用于城域视频监控,可以在城域IP网POP点下部署OLT设备,将光纤敷设到各个监控点上,在各个监控点部署ONU设备。此种应用已经在内广泛使用,收到了较好地经济效益与社会效益。五.四.一GPON概述五.四吉比特无源光网络接入技术五.四.二GPON功能参考模型五.四.三GPON关键技术五.四.四GPON地应用与发展五.四.一GPON概述二零零一年在IEEE制定EPON标准地同时,全业务接入网（FSAN）组织开始发起制定速率超过一Gb/s地GPON网络标准。随后,ITU-T也介入了这个新标准地制定工作,发布了有关GPON地G.九八四系列标准:二零零三年通过了G九八四.一（总体特）与G九八四.二（物理媒质关联层）两个标准,二零零四年发布了G九八四.三（传输汇聚层）标准,二零零五年制定了G九八四.四（ONU管理控制接口规范）标准;此后,为了使GPON实现与下一代PON（NG-PON）兼容,ITU-T又发布了G九八四.五标准（其包括了对ONU上行波长范围行收窄）。五.四.一GPON概述下行使用一四八零～一五零零nm波段,上行使用一二六零～一三六零nm波段。同时,GPON地ODN光分路器可支持一:一二八分路比。网络接口类型接口标准类型业务接口类型业务类型用户网络接口UNI一零Base-T（IEEE八零二.三）Ether一零零Base-Tx（IEEE八零二.三）Ether一零零零Base-T（IEEE八零二.三）EtherITU-TI.四三零ISDN（BRI）ITU-TI.四三一ISDN（PRI）,T一,ATMITU-TI.七零三PDHDS三,ATM,E一,E三ITU-TI.四三二.五二五Mb/sATMITU-TI.九五七STM-一/四ATMANSIT一.一零二,ANSIT一.一零七PDHT一,DS三业务网络接口SNI一零零零Base-X（IEEE八零二.三）EtherITU-TG.九六五V五.二POTS,ISDN（BRI）,ISDN（PRI）ITU-TG.七零三PDHDS三,ATM,E一,E三ITU-TG.九五七STM-一/四/一六E一,ATMITU-TT一.一零七PDHT一,DS三ANSIT一.一零五.零六,ANSIT一.一一七OC三,OC一二T一,DS三,ATMGPON系统提供地接口与业务类型五.四.二GPON功能参考模型一．GPON协议分层模型五.四.二GPON功能参考模型二．GPON物理媒质关联层GPON物理媒质有关子层（PMD）主要完成GPON业务信号在物理层上地传输。（一）线路比特速率:G.九八四.二规范了七种系统地线路速率组合可供选择,包括下行一二四四.一六Mbit/s,上行一五五.五二Mbit/s,六二二.零八Mbit/s与一二四四.一六Mbit/s;下行二四八八.三二Mbit/s,上行一五五.五二Mbit/s,六二二.零八Mbit/s,一二四四.一六Mbit/s与二四八八.三二Mbit/s。最常用地是下行一二四四.一六Mbit/s,上行一二四四.一六Mbit/s;下行二四八八.三二Mbit/s,上行一二四四.一六Mbit/s与二.四八八Gbit/s。（二）传输介质:由于PON地传输距离较短,最长为二零km,因此,与APON一样均采用比较便宜地ITU-TG.六五二光纤。五.四.二GPON功能参考模型二．GPON物理媒质关联层（三）双向传输与波长分配:双向传输有两种方法。第一种是单纤WDM双向传输,上/下行采用不同地波长,上行一二六零～一三六零nm,下行一四八零～一五零零nm。第二种是双纤系统,双向传输采用双纤空分复用,上/下行均采用同一个波长,上/下行方向地工作波长范围均为一二六零～一三六零nm。这与APON对波长地分配完全相同。目前,GPON较多采用下行l四九零nm波长,上行l三一零nm波长。五.四.二GPON功能参考模型二．GPON物理媒质关联层（四）传输距离与分支比:传输距离是二零km,支持地分光比有一:一六,一:三二,一:六四与一:一二八。高分支比更适合住宅宽带业务使用。另外,在传输距离地参数,有最大逻辑距离这一概念。它独立于光预算地特定传输系统能达到地最大长度（km）,不受PMD参数限制,而是受到TC层与执行情况地影响。APON地最大逻辑距离为二零km,而GPON为六零km。（五）光端机:在G九八四.二,给出了GPON系统不同上下行速率时地四个光接口要求,与APON地标准基本一致。根据系统对衰减/色散特地要求,可以选择多纵模（MLM）激光器或单纵模（SLM）激光器,只要能够满足系统能地要求即可。五.四.二GPON功能参考模型二．GPON物理媒质关联层（六）ONU功率电调整机制:当工作速率为一二四四.一六Mb/s以上时,GPONOLT接收机一般要采用APD光电探测器。此时存在高灵敏度与突发接收大动态范围两者之间地矛盾。为了减轻对OLT接收机动态范围地要求,在ODN损耗不大时为避免OLT接收机过载,可采用适当地ONU功率电调整机制。这样,ONU在低损耗ODN可以减小LD低发射功率,从而降低功率消耗,增加激光器寿命。五.四.二GPON功能参考模型三．GPON传输汇聚层GPON传输汇聚（GTC）层主要负责将上层业务数据与管理数据到GPON帧地适配及解适配,并分为适配子层与成帧子层。（一）GTC层地数据承载①GTC适配子层提供协议数据单元（PDU）与高层实体地接口,在GTC适配子层,来自上层地业务或者管理数据根据其类型不同入不同地适配单元。②业务数据与管理数据在各自地适配子层完成业务数据单元（SDU）与协议数据单元（PDU）地转换最后入GTC成帧子层行组帧;GTC适配子层还有动态带宽分