PON网络基础知识培训

PON网络基础知识培训

PON是一种点到多点(P2MP)结构的无源光网络：0PON是无源光网络的简称(Passive

OpticalNetwork)；0PON由光线路终端OLT(OpticalLineTerminal)、光网络单元

ONU(OpticalNetworkUnit)和无源分光器POS(PassiveOpticalSplitter)组成；

PON的典型拓扑结构有星型、树型、总线型(链型)和环形(总线型的变形)

无源光网络(PON)是一种纯介质网络，在接入网中去掉了有源设备，从而避免了电磁干

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。nPON的业务透明性较好，带宽较宽，可适用于任何制式和速率的信号，包括模拟广

播电视业务。n由于其局端设备和光纤(从馈线段一直到引入线)由用户共享，因而光纤

线路长度和收发设备数量较少，成本较其他点对点通信方式要低，土建成本也可明显降低，

特别是随着光纤向用户日益推进，其综合优势越来越明显。

PON网络基础知识培训

学习内容

■无源尤网络(PON)技术介绍

>什么邃无算光网络P6

>PON的臾型娘网结构

'，PON忖验忐

>PON的分臭及比校

EPQN技术研究

■EPON网络规划建议

■EPON的应用模型

■EPON网络的应用实例

PC、的夬叁组网姑构

P。、的共型拓扑结构仃用型、到中、总线型（链F）和环形（总线F的变形）

PO、的技术特点

优势

■无源光网络（PON）是一种纯介质网络，在接入网中去掉了有源设备，从而

避免了电磁产扰和宙电影响，减少「线路和外部设备的故障率，提高「系统

可靠性，同时节省了维护成本。

■PON的业务透明性较好，带宽较宽，可适用于任何制式和速率的信号，包括

模拟广播电视业务。

■由于其局端设备和光纤（从馈线段一直到引入线）由用户共享，因而光纤线

路长度和收发设备数量较少，成本较其他点对点通伤方式要低，土建成本也

可明显降低，特别是随着光纤向用户日益推进，其综合优势越来越明显。

劣势

■一次性投入成本较高。局端光线路终端《OLT）很贵，光纤和分路器等无源

基础设施又必须一次性到位，这样在建设初期用户数较少或用户分布超通某

一限定距离时，折合每用户的成本较高，产生大量沉淀成本。

■树型分支拓扑结构使用户的保护功能成本较高。

PON的分类及标球

APON/BPOXFPONGPON

♦ATM^X；♦以入网封装；♦ATM、GFP刎装：

♦由FSA但出.ITUI标;值化.目♦由IEEEEFM工作如提出.EEE|»♦由FSApStl].m+T标准化.标

前标冷化・为克••了一些准化.即将形成正式标准：:管正在逐步完善.®BPOHW

功能后2001年改再为BPQN；EPONMfe；

♦GEPON是£PON的千兆版本：

♦产”化程由最急.且前拥名♦包刎装效*和帚交ft于EPON：

♦日的已经有茎个厂有可提供解；央1

PON80%a上的市好曲的：

方果；♦目闲坯几乎没有厂商可以提供可

♦随首EPOZ的发原，市场份♦将费商用的解决方案；

♦在亚洲，市场彼・将大■增长.

那年下计年内就会破

R,1»12计年内会在麻美市场发内

FPONJRM.♦f*45

*

“PO>।PassheOpticalNetwork

“APON.基于ATI的无琴光网络.G.983

，GPON.GisabitPON,APO》的开级版本

EPON,基于以太网的无辱光.网络.80235令IEEE

几种PON的比较

APON/BPON的优缺点

■优点：

A/BPON提供车需完备的OAM功能，包括误码率监测、告警、自动发

现与自动搜索，作为一种安全机制对卜行数据进行扰码加密等。

■缺点

:数据传送效率低；

，在ATY层上适配和提供业务复杂。用A/BPON传送数据还需在IP和

ATM信元及SONET/SDH格式之间来回转换，效率低、技术更杂、

成本高，不适合向所有用户推广应用。

APON/BPON并不是一种主流技术

EPON与GPON的对比（一）

■标准的成熟度

IEEE制定EPON标准的基本原则是尽鼠在802.3体系结构内进行

EPON的标准化工作，最小程度地扩充标准以太网的N1AC协议；最大

程度地继承了以太网经过长期、大规模实践检壮积累F来的宝贵技术经

验。

GPON标准的制订考虑r对传统TDM业务的支持，继续采川125usbM

定触结构，以保持8K定时延续。GPON标准相当复杂，在己仃技术基

础上，以可接受的成本实现完全符合标准要求的改备比较困难。

■上行可用带宽

EPON由于采用/8B/10B的线路编码，因此效率较低，一般在60%

左右；

GPQN采用了扰码NRZ的编码，因此效率较高，一般在90%左右。

几种PON的简单对比

项目BPONEPONGPON

可维护性好好好

困难,自身帧结构同速

可扩展性简单简单

率不兼容

局端设等管理好较好较好

终始管理具备具法具备

TDM业务支持仿真支持天然支持

动态带宽支持支持支持

QOS好中等好

安仝性好好好

传输总效率一般较低岛

线路码型扰码NRZ8B/10B扰码NRZ

安全性好好好

下行速率155.52M.622.08Mbit/s1.25Gbit/s1.25G.2.5Gbit/s

上行速率155.52Mbit/s1.25Gbit/s156M.622M.125Gz4Gbit/s

分支数16或3216或3264（逻辑上128）

局端设备成本高低高

终端成本高低I'.J

ODN成本一般-股一般

芯片成本高商

■无源光网络(PON)技术介绍

■EPON技术研究

>EPON简介

，EPON的组成

>EPON的原理和关健技术

>EPON的化装点

>EPON的组网及保护

》EPON的业务实现

■EPON网络规划建议

■EPON的应用模型

■EPON网络的应用实例

OEPON简介

■EPON是由IEEE802.3工作组在2000年11月成立的EFM(EthernetintheFirst

Mik)研浣小组提出的。

■EPO、是廉价、高效、成熟的以太网技术和PO、网络结构的有机结合。EPON

以以太网为载体，采用点到多点结构、无源光纤传输方式，下行速率为IGbit/s

,上行以突发的以太网包方式发送数据流。

■EPON提供一定的运行维护和管理(OAV)功能。

■由于EPO、继承以太网的核心遗传四干，使得EPO、成本具行巨大优势。

■和传统的以太网相比，EPO、主要增加了两部分功能：位于媒体接入控制

(VAC)层之下的仿真子层和被作为MAC层一部分的多点控制协议(MPCP)

■仿真子层使得卜面的点到多点网络在协议上层看来象是多个点到点链路，这一

点是通过在每一个分组的开始加上逻辑链路标识(LLID)以取代2个字节的前

导来实现的。

■多点控制协议(MPCP)则实现「局端设备对远端设备接入时隙的控制，为

EPO、提供多种业务提仅了条件。通过选择合适的接入控制算法，使得EPO、

可以传送TDM等时间敏感性业务o

•:.EPO、的关键技术

>MPCP（多点控制协议）技术--用于协调数据的有效发送和接

收的一种控制机制。

A逻辑链路LLID--使得传输质量获得可以控制的基础。

》口动注册--ONU上电之后立即开始向OLT注册，注册之后才

能使用数据链路进行通信。

>测距--实现系统同步，保证信息的正确传输。

♦:*EPON的优块点

优点

■相对成本低，维护简单

>EPO、网络果川纯光纤介施

〃汇聚设备一无源光分路器（ODN）全部由无源器件组成，不含任何仃源电f器件

"所有信号的处理均在同端设备（OLI）和终端设备（ONU）中完成，无中间环节，

维护容易

〃可以有效避免外部设备的电磁干扰和缶电影响，减少线路和外部设备的故障率

■节省大量的光纤资源一一采用单模单芯光纤，在一根光纤上实现双向传输

■服务范围大一一点到多点网络

■提供很高的带宽---上卜行对称的100M~lGb/s的带宽

■系统带宽分配灵活，服务有保障

•:*EPON的优缺点（续）

缺点

■标准的局限性一一IEEE802.3ah只规定了MAC层和物理层，MAC层以上

的标准靠制造商自行开发。

■总效率较低一一由于采用8B/10B的线路编码，引入了20%的带宽损失，再

加上其他的额外开销，实际可用负荷仅为60%左右。

■技术木身不支持以太网以外的业务，需要采取一些额外的补救措施，如对

于传统运营商的重要盈利业务一一语音业务，EPO、必须利用电路仿真或

VoIP的方式来解决。

OEPO、的保护（一）

光纤全保护

每个O、U通过主、备两个PO、模块与两个独立的光分路器实现双力属连

接，每个分路罂连接OLT的两个POND。OLT备川模块采用热备份方式，切

换在每个ONU上进行，需要切换协议。

目前的EPON环网保护方式实除上就是链型组网卜.光纤全保护方式的变

形。

♦:*EPO、的保护（二）

骨干光纤保护

OLT侧的主、备两个PO、模块的端口分别通过骨光纤的主、备两条光纤

连接到2:、分路端的两个端口，从分路料到ONI,侧采用常规连接。在OLT主川

PO、模块处于工作状态时，备用PON模块处于冷备份状态。

OOLT设置建议

■OLT的设置及粮盅范惘应结合用户分布及接入光缆资源情况进行合理设置。

■业务发展初期,宜采用集中设置的原则,在局端机房设置OLT节点覆盖一定

区域内的零散FTTH/O用户，以及FT!B/C用户;•般建议利用己行的传输

接入汇聚机房进行OLI设备的设置一。

■业务发展成熟期，立采用分散设置的原则，选择靠近用户健旦条件较好的机

房设置OLT行点覆甚小范惘内的大量用户；建议将此类机房升级为数据年川

或传输数据共用的接入汇聚节点。

■OLI设备的基本接口配置建议为：

>GE接口一一用于高清晰度电视、IPTV等业务的上联口

，FE/GE接口一一用于高速上网、基于软交换等业务的上联口

>STM-1接口一一用于E1专线业务的上联汇聚口

，PONP和端口数量则根据用户数呈来配置

♦:*ODN网络规划走议（一）

■对于一定范围内的覆溢（如小区卷,OD、网络一般采用树型结构，宜采

用一级或二级分光，原则上不采用三级及三级以上的分光方式。

■一级分光方式需要占用较多的OD、主「、引入光缆，但在减少故障点、故障

定位、PO、系统带变优化方面比二级分光方式更有优势。

■,级分光时，光分路器常近ONU,可否省对OD、主人引入光缆的占用；

光分路器靠近OLT,可减少对OLT设备PO、口的占用，并且便于对光分路器

进行集中维护管理。

■应根据用户分布情况，找到充分减少OLT设备PON口需求数精和充分节约光

缆之间的经济平衡点，并综合考虑维拉管理等因索，合理的规划光分路器的

设置。

OFTTP网络模型

■利用EPO、技术是实现FTTP的有效网络解决方案，根据O、U所设置的位置

乂可以分为光纤到户（FTTH）、光纤到路边（FTTC）.光纤到大楼（

FTTB）.光纤到办公室（FTTO）等几种类型，而FTTH是未来宽带接入网

发展的最终形式。

IP

PSTN

广龟网络

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OEPO、应用模型

■小区接入

■工业区接入

■商务、信息化街区接入

■边远地区接入

小区接入模式（二）一FTTB+LAN模式

■成木估算

A光纤到楼道，ONI.放置在每栋楼内，每栋楼10个用户

A1端OLI设备，配置1个POND；32端ONU,楼道交换机32端；1：32光分路

器1端

AOLI设置在接入汇聚机房，光分路器设置在小区内光交，跖离最近的基站节

点1km,2孔管道，24芯光缆

»光分路器与ONU间距离700m,1孔管道，4芯光绫

A管线投资约235万元，其中管道投资140万元1：*加雷0

》设备投资约18万元//\

》折合每户成本约为0.8万元（若每栋楼只有1个用（温）9卡―、

户，则成本为8万元）橙.交愤帆卡/，T：

人如果不考虑管道建设，则每户成木约为0.35万元IIIIH

用户

A如果考虑管道、光缢利用率达到50%左右，每户

成本可降低至上述成本的10%36

工业区接入模式

All业区接入类似于小区FTTB模式，可采用树型结构，沿着仁卜道选

择合适的点（机房或光交）放押一级光分路器，再根据企业的分布情

况进行二级分路瑞和ONI；的设置，最大限度的节省光缆。

，如果需要采用EPON的环路保护，则需要将从汇聚点引出的骨「光纤

以成环方式建设。

边远地区接入模式

AOLT建议放比在接入汇聚机房

，多级分光，在用户集中的区域设置光分路器

>ONU设置在川户接入点

边远地区接入模式

■成本估算

＞光纤到用户，ONU放置在用户端；2个区域，每个区域16个用户

A1端OLT设备，配置1个PON口；32端O、U；1：2光分路器1端，1：16光分

路器2端

“OLT设置在接入汇聚机房，光分路器设置在区域中心内，主「光缆考虑利III

架空杆路

＞光分路器与ONU间新建架空杆路1.5km,4芯光缢

上管线投资约115万元

下设备投资约9万元

上折合每户成本约为3.9万元

，如果考虑管道、光缆利用率达到50%左右,ONV

每户成本可降低至上述成本的10%（用户）

。小区FTTHL程

■采用光纤入户实现三网合一

■对老住宅区的一个改造工程，为工程施工及FTTH的商业化道路积累了一定的

经验