无源光网络[浏览次数：约272次]
?无源光网络（PON）技术是为了支持点到多点应用而发展起来的光接入技术。
由于采用光纤作为传输媒质，并使用无源光分配网，P ON避免了外部设备的电磁干
扰和环境影响，减少了线路和外部设备的故障率，提高了系统的可靠性，同时节约了维护成本。窄带PON几乎没有怎么实际应用就被宽带PON（BPON）取代了，BPON目
前出现了APON、EPON和GPON这3种技术。
目录
?无源光网络优势与核心构成
?无源光网络原理
?无源光网络（PON）需要FPGA设计的支持
?无源光网络发展趋势
无源光网络优势与核心构成
目前，作为新一代接人技术的PON已经成为当前实现丌Tx的首选方案，下属BPON、EPON、GPON和WPON等多种技术，其应用范围也包含了宽带接人、TDM专线和基站回传等多个领域。与传统的网络结构相比，PON技术具有以下优点：
(1)PON是无源的，因此会节省更多的网络建设费和网络运营维护费。
(2)PON可以实现多用户分担成本。PON协议所固有的安全性和带宽共享机制，可以确保用户共用线路的安全和透明。
(3)为相同数量客户提供业务的PON设备的体积更小，占用中心局的空间更少。
(4)PON同时支持传统语音业务和宽带业务，具备良好的业务扩展性，能平地滑向NGN 网络演进，还能轻松加载各种增值业务。
(5)PON支持所有住宅用户和许多商业用户共享一个接入网(包括物理层和协议层)，因而减少了分散的接入网的数量。
PON中最主要的三个部分，包括位于局端的OLT(OpticalLineTerminal，光线路终端)、终端ONU(OpticalNetwork Unit，光网络单元)以及ODN(Optical Distribution Network，光配线网)。PON“无源”是指ODN全部由光分路器(Splitter)等无源器件组成，不含有任何电子器件及电源。如图1所示。
图1 基于PON的宽带接入方式
面对未来运营商的多种需求，PON技术以其高带宽、高可靠性以及强大的全业务接入能力已成为兀Tx的主流技术，并配合“光进铜退”的发展战略，在光通信市场占据领先地位。无源光网络原理
PON是在所谓的“最后一公里”中缺少带宽时的解决方案。家庭用户为了获得快速因特网接入,可以选择的方法极其有限(电话或电缆系统)。同样,企业也局限于T1和T3载波提供的性能,虽然目前的无线、光纤和卫星业务都已更加成熟。PON提供了城域中的另一种解决方案。它主要用于解决宽带最终用户接入终端局的问题，由于这种接入技术使得接入网的局端(OLT)与用户(ONU)之间只需光纤、光分路器等光无源器件，不需租用机房和配备电源，因此被称为无源光网络。它用于FITH(光纤到家庭)。混合PON系统将光缆延伸到通信公司的远程终端,然后利用铜线DSL业务进入家庭。
在PON的架构中，一个光纤终端（OLT）下可以有多个无源光网络（PON）的单元。每一个单元均可形成一个独立的PON网，藉由并不昂贵的分波器和光纤分布连接多种不同类型的ONT。对于接入网络的无源性设计，减少了对电子元件的需求，如此一来便可以降低维修成本的支出。
无源光网络是“复兴的”光缆技术,它最初是为有线电视网络设计的。最近以来,它作为一种能在城域提供高速接入的体系结构而得到关注。PON现在是ITU规范。
通过PON，单根光纤从服务提供商的设备延伸到靠近居民区或商务中心的位置。“无源”是指该系统在服务提供商和客户之间不需要电源和有源的电子组件。它仅由光纤、分路器、接头和连接器组成。一根光纤可为多个客户提供服务,而此前的系统要求每个客户都有独立的光纤。PON可远距离使用,它是农村地区的理想选择。
在图中描述了基本的PON体系结构。其概念是将光纤中继线从服务提供商的头端辐射到用户。此系统具有以下组件:
OLT (光线路终端) PON光纤在服务提供商设施处的终端。
ONT(光网络终端) 在用户位置的终端。
OAS(光接人交换机) 位于服务提供商处的交换机,它聚合来自所有用户的信元/数据分组并提供向因特网和PSTN的连接。
POS(无源光分路器) 或“分路器”在沿着进入多点树状拓扑的路径的任意点分离中继线和光信号。
ONU(光网络单元) 提供对用户的扇出连接。每条PON中继线最多可支持32次分路和64个0NU。用户与ONU的连接可以使用同轴电缆、双绞线、光缆,甚至是无线连接。
I0T(智能光终端) 主要指设计用于商业连接的0NU。它为企业提供多种话音和数据业务,与综合接入设备非常类似。
PON中继线的带宽范围从l55Mbit/s到622Mbit/s。每一次分路都会减少带宽,因此用户可用的带宽取决于在他和头端设备之间的分路次数。例如,对622Mbit/s的中继线,如果对其分路以支持32个0NU,则与0NU相连的用户最多可获得19.5Mbit/s的带宽。该带宽由所有用户分享。为了组织此缆路上的通信,可以采用许多技术,包括ATM、以太网、FDM(频分复用)以及WDM(波分复用)。
FSAN (全业务接入网络)联盟对ATM PON(APON)作出了决定,APON变成ITU G.983标准。APON使用众所周知的技术,并提供有保障的QoS(因为ATM信元有固定的大小以及ATM专用的QoS协议功能)。APON是一种基于ATM信元的TDM／TDMA技术，由于ATM在实现不同业务的复用以及适应不同带宽方面的灵活性，使APON成为一种结合ATM多业务多比特率支持能力和无源光网络透明宽带传送能力的比较理想的长远解决方
案，是未来宽带接入技术的发展方向，其标准遵循ITU－TG.983建议，最高速率为622Mbit/s。因为APON二层采用的是ATM封装和传送技术，因此存在带宽不足、技术复杂、价格高、承载IP业务效率低等问题。为更好适应IP业务，第一英里以太网联盟（EFMA）在2001年初，IEEE802.3ah工作小组对其进行了标准化，由Cisco和Corning牵头的数家公司正在促进以太网PON的使用。他们称以太网比ATM更有理由成为PON的选择,因为大多数企业都使用以太网连接，所以提出了在二层用以太网取代ATM的EPON技术。IEEE组成了“Ethernet in the First Mile Study Group(第一英里以太网研究组)”对以太网PON以及其他接入技术进行评估。EPON可以支持1.25Gbit/s对称速率，将来速率还能升级到10Gbit/s，EPON产品得到了更大程度的商用。
无源光网络（PON）需要FPGA设计的支持
FPGA技术、低成本光学器件以及无源架构都为无源光网络(PON)以及这些网络的演进做出了巨大贡献。系统级OEM厂商不断发现，FPGA能够提供技术性设计和经济方面的优势，特别是在网络侧的中心局(CO)基础设施端。
2002年之前，低性能的FPGA主要用于原型创建工具。而如今的FPGA具有强大的性能和丰富的功能，能更好地满足日益提高的PON设计需求。另外，更低设计成本、灵活和可扩展的FPGA对于竞争激烈的无源光网络市场来说也是关键。
PON是点到多点(P2MP)光纤到驻地(FTTP)的网络拓扑技术，也常被定义为光纤到路边(FTTC)和光纤到家庭(FTTH)。在PON定义中采用了FTTP或CPE(用户驻地设备)。通过无需供电或无源的光分离器，单路光纤可以服务于多个驻地。分离器通常为32路，不过有时会多达64路。一个PON网络包括一个位于业务提供商中心局的光线路终端(OLT)和众多的光网络终端(ONT)，后者也被称为进入驻地的光网络单元(ONU)。
下行的OLT信号以广播方式送到共享一根光纤的各个ONT。目前的PON标准规定下行的数据率高达2.5Gb/s(Gbps)。上行信号则利用时分多路(TDM)技术组合在一起。与数字用户线(DSL)或电缆相比，PON具有无可比拟的带宽优势，可以提供高速三重播放业务(语音，视频和数据)。
根据Infonetics的预测，到2010年，北美和亚太地区PON用户的年度复合增长率可高达150%。吉比特PON(GPON)在北美正在取得强劲的增长，而以太网PON (EPON)主要用在日本。日本政府的津贴政策正在推动PON市场的逐年增长，而中国正在仔细权衡EPON和GPON的优劣。
宽带PON(BPON)或者国际通信联盟(ITU-T) G.983x是流行的美国PON标准。其最大下行数据速率为622Mb(Mbps)，上行数据率为155 Mbps。安装在光纤链路中的无源分离器允许一根光纤最多连接64个家庭。今年，GPON或ITU-T G.984，即BPON的演进版本，有望进入更多的美国家庭。它支持TDM和分组数据，下行和上行数据率最高分别可达2.5 Gbps和1.24Gbps。GPON的关键优点是无需增加IP就能支持交换式数字视频和原有的TDM语音。
成本敏感性
不管哪种标准，用于提供宽带接入的PON系统具有高度的成本敏感度。DSL是目前使
用最为广泛的宽带接入技术。由于具有庞大的用户数量，DSL为每端口设置了极低的成本标杆。因此，DSL对PON提出了强大的挑战。不过PON系统在过去两年里在降低成本和增强功能方面也取得了长足的发展。
随着PON市场的发展，系统级OEM厂商和运营商正密切关注其成本的降低，尤其是OLT的成本。在ONT侧，数量有望增加到百万台，因为PON将为数以百万计的驻地提供服务。许多ASIC和ASSP供应商盯上了ONT，并提供各种芯片产品。由于ONT是一个量很大的市场，ASIC和ASSP芯片厂商能够帮助降低成本，从而帮助系统级OEM和运营商提供较低的价格。
另一方面，OLT系统数量为数万台而非数百万台，故成本较高。例如，PON家用调制解调器的成本为100到300美金，而PON网络中OLT系统的成本则高达10000美金。实际上，OLT的成本对运营商来说极为关键，因此大都集成了多端口线路卡，可以处理越来越多的驻地数量。
OLT线路卡的期望数量在可预见的未来将保持在中等到较低的水平，这有两个原因。首先，64个ONT只需要一个OLT，其次，每个OLT线路卡可以支持4到8个OLT端口。于是，OLT线路卡的数量和所用的元器件要远远少于大批量的ONT设备。
设计复杂性使成本问题更加严重。PON OLT和ONT拓扑结构是一个共享的媒体架构，这为系统OEM设计师提出了挑战。由于PON标准中采用了TDM技术，因此OLT和各个ONT之间的交互非常复杂。TDM用来共享不同驻地间的容量。早期的PON标准使用静态TDM，因此每个驻地接收相同的容量。
但是，最新的PON标准要求能够根据驻地的需求变化，为不同的驻地动态分配容量。这种动态带宽分配(DBA)功能需要利用ONT和OLT之间传送的信令通知OLT每个ONT 所需的容量。OLT也需要将分配的容量通知给每个ONT。该协议基于从ONT到OLT的请求消息。OLT确定最佳的容量分配，并用确认消息予以响应。
另外，与较简单的点对点以太网端口不同的是，由于存在动态TDM要求，PON端口是一种更复杂的P2MP。因此OLT端口必须在多个ONT驻地之间进行连续切换。每个ONT 分配得到32或64个可用时隙中的一个与OLT进行交互通信。OLT必须快速且连续地依次锁定到每个ONT数据流上，用的是众所周知的突发模式。为了支持这一极快的锁定方案，需要一个高度专用的媒体访问控制器(MAC)、串行/解串器(SerDes)以及时钟和数据恢复(CDR)功能。为了协调对每个ONT的访问，PON MAC尤其重要。
图1：DSL和PON拓扑共存。
基于FPGA的设计
针对上述背景，系统级OEM厂商在实现低成本和高效的OLT设计方面可选择性很少。一种方法是选用ASIC技术。但这种方法的投资成本极高。由于一些原因，ASSP也无法较好地实现。ASSP在支持PON演进需求方面的灵活性有限，缺乏设计可扩展性，并且功耗随着时钟速率的升高而升高。ASSP在提供可竞争的差异化产品方面的能力也很有限，还面临着器件停产的风险。另外，拥有成本也越来越高，上市时间较长。
然而，FPGA却能为OLT的设计提供低成本高效率的开发平台。当设计无缝移植到结构化ASIC进行大批量生产时成本还能进一步降低。这种方法由于省去了大型且耗时的ASIC开发，系统OEM厂商可以省去较大的成本，并缩短上市时间。
图2：OLT线路卡采用的分布式与集中式架构的比较
像STratix这类FPGA器件，能够为实现和集成主要的OLT线路卡功能(见图2)提供所需的高性能逻辑。而且，FPGA也是用于实现CO OLT或者ONT用户驻地端EPON和GPON MAC的可选技术。另外，可以在一片FPGA中集成PHY和MAC，从而在一个芯片上实现
虚拟线路卡。FPGA中先进的高效率内核矩阵基于的是被称为自适应逻辑模块(ALM)的创新逻辑单元。
无源光网络发展趋势
当今，光通信技术正在往单波长的大容量以及密集波分复用的方向发展，作为下一代接入网中首选的PON技术也有向这两个方向发展的趋势。从长远的角度来看，1 Gbit／s的传输速率远远不能满足下一代光接入网、用户终端对业务和服务的需求，随着互联网持续、快速发展的需要，如视频会议、实时游戏和If，I'v等高带宽应用不断涌现，尤其是HDTV、网真等视频业务对网络接入带宽提出了更高的要求，也推动着新的PON技术层出不穷。
新生的无源光网络技术的代表：WDM—PON、O CDMA—PON和wDM／TDMHPON等，从目前国际研究的现状来看，这些新技术集中地表现在三个方面：一是高带宽、高利用率，包括提供超过100 km长距离传输，多于1000用户的大用户量的接人，以及每户大于50 Mbps的带宽；第二是新的网络结构和新的应用；例如把PON和LAN、OFDM、WiMAX等技术相结合，体现了网络与业务的融合；第三是新材料、新器件的使用；例如基于硬金属塑料光纤hardplasticclad fiber(HPCF)一PON应用于WDM—PON 中，可以实现均匀光分路比和低插入损耗。
以太网无源光网络介绍(EPON) 原理： EPON是一种光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。因此，他有低成本；高带宽；扩展性强，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理 以下是网络拓扑图：. 接入系统的特点 系统由局端机房设备﹙OLT﹚、用户终端设备（ONU）、光配线网（ODN）三个部分组成。 局端（OLT）与用户（ONU）之间仅有光纤、光分路器等光无源器件，无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员，因此，可有效节省建设和运营维护成本； 采用单纤波分复用技术（下行1490nm，上行1310nm），仅需一根主干光纤和一个OLT，传输距离可达20公里。因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力；
设备介绍 华为 SmartAX MA5680T(OLT) 华为 SmartAX MA5680T-EPON/GPON系统OLT光接入设备是华为EPON/GPON系统中OLT （Optical LineTerminal）设备，和终端ONU（Optical NetworkUnit）设备配合使用，可以提供EPON/GPON接入业务，满足FTTH（Fiber To The Home）光纤到户、FTTB（FiberTo The Building）光纤到楼、基站传输、IP专线互联、批发等组网需求。MA5680T拥有海量的交换容量达到400G，每槽位带宽高达10G，并且支持20G的上行带宽。MA5680T是目前业界第一款T比特（1000G）的宽带接入产品。 MA5680T支持目前所有的光接入方式，包括：EPON、GPON、千兆光以太网、百兆光以太网，只需插入不同的接口板就可以支持不同的光接入方式，各种光接口板可以随意的混插，为运营商提供了一个极其灵活的光接入平台：可以提供EPON和GPON的接入方式，实现FTTX，并且可以避免技术选择的风险；可以提供千兆光以太网接口，作为DSLAM或交换机的光汇聚设备；可以提供百兆光以太网接口，作为大客户的高速接入；MA5680T作为接入层光纤接入的汇聚平台，可以为运营商提供丰富的光纤接入手段，满足接入层多样化的接入需求和多元的光接入手段相配套的，是多样化的远端ONU，根据光纤延伸的位置不同，MA5680T可以提供不同类型的ONU，包括家庭型、楼道型、户外型等，为运营商提供完整的FTTX解决方案。特别是MDU设备，上行支持EPON/GPON/GE接口，下行支持ADSL2+/VDSL2双绞线接入，与MA5680T配合，实现光进铜退，在现有的铜缆网上提供高速的宽带接入。 光分路器（ODN）：光网络系统也需要将光信号进行耦合、分支、分配，这就需要光分路器来实现。光分路器又称分光器，是光纤链路中最重要的无源器件之一，是具有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件，常用M×N来表示一个分路器
无源光网络（PON）和有源光网络（AON）技术比较 深圳市首迈通信技术有限公司 摘要：本文对无源光网络（PON）和有源光网络（AON）在网络结构和技术性能进行比较，分析两者在我国FTTH市场的适应性，阐述我国对FTTH接入技术的选择。 光纤到户（Fiber To The Home——FTTH）接入技术作为未来最终的、一劳永逸的宽带接入解决方案，在日本和美国已得到广泛应用（共有用户约500万）。在我国FTTH尚处于明芽阶段，尚未有商用的FTTH接入网络，但FTTH在我国已得到了越来越多的关注。现有的FTTH技术主要包括无源光网络（Passive Optical Network——PON）和有源光网络（Active Optical Network——AON），AON 接入技术又称小区交换有源光网络接入技术（Remote Office AON——RAON），它们各有优势，适合于不同的应用环境。本文在对它们的网络结构和技术性能进行比较，并结合我国住宅小区的特点，比较上述两种FTTH技术在我国住宅小区应用的优劣，浅析我国住宅小区对FTTH接入技术的选择。 1. 几种FTTH接入技术 最早的FTTH技术是光纤从电信运营商中心机房拉至用户家里以点对点（P2P）的方式组网，如图1.1所示。其能轻易提供100M或1G带宽，网络结构简单，运营维护成本低，支持数据、话音和视频等多种业务，支持目前和未来各种宽带应用的能力。但这种接入方式显然有其明显缺点：过分依赖光缆资源，光纤链路过长过多；由于中心机房离用户较远（一般平均距离在4—5km），这种大芯数远距离光缆铺设成本非常高，尤其在国内城市几乎不可能；一般中心机房覆盖区域大，用户众多，设备和光缆配线集中在中心机房需要大量空间。目前，这种P2P的FTTH技术只应用在大客户（如大型企业、重点单位等），在FTTH接入中将很少使用。 目前谈论最多的FTTH接入技术是基于一点对多点（P2MP）网络拓扑结构的无源光网络（Passive Optical Network—PON）的FTTH接入网，如图1.2所示，在靠近用户时使用光分配器（Splitter）实现一点对多点（P2MP）的网络结构。PON根据其传输协议的不同又分为基于ATM的APON、基于Ethernet的EPON、和基于General Frame Protocol的GPON三种技术标准。下行采用广播方式，而上行采用TDMA方式。PON从中心机房至用户的整个接入网为无源网络，具有易于维护、节约大量光缆资源、减少中心机房设备与配线等技术优势，同样具有支持数据、话音和视频等多种业务的能力。但PON自身存在的缺陷也制约了它的发展。首先，多种技术标准的存在，何种将成为未来主流标准尚无法确定；其次，系统的光发射模块要求高功率激光器和突发性收发能力，要求系统具有测距、带宽动态分配和信号加密等复杂功能，使设备成本高昂；再次，多用户共享有限带宽（一般16或32个用户共享622M或1.25G），带宽升级技术复杂。迄今为止，PON在世界范围内尚未能得到大规模应
1 全光网络技术及发展 一、前言 21世纪的到来，人类社会进入了信息化高速发展的时代，随着Internet的迅速发展，信息网络的应用渗透到社会的各个领域。信息通讯量的急剧增加和全业务服务的需要，使得现有的基础网络难以适应。现有通信网络中，各个节点要完成光/电、电/光的转换，而其中的电子器件在适应高速、大容量的需求上，存在着带宽限制、时钟偏移、严重串话、高功耗等缺点，因此产生了通信网中的“信息瓶颈”现象。而光纤通信技术凭借其巨大潜在带宽容量的特点，成为支撑通信业务中最重要的技术之一。为了充分发挥光纤通信的极宽频带、抗电磁干扰、保密性强、传输损耗低等优点，人们提出了全光网的概念。 二、全光网的概念 全光网的含义是指网络中端到端用户节点之间的信号通道保持着光的形式，信号传输与交换全部采用光波技术，即数据从源节点到目的节点的传输过程都在光域内进行，在各网络节点的交换则使用高可靠、大容量和高度灵活的光交叉连接设备。由于网络中不用光电转换器，允许存在各种不同的协议和编码形式，信息传输具有透明性。为区别于现有光通信网络，上述性能的光通信网络我们称为全光网。
三、全光网的主要技术 全光网的主要技术有光纤技术、SDH、光交换技术、OXC、光复用／去复用技术、无源光网技术、光纤放大器技术等。 3.1光纤技术 光纤作为传输光信息的载体，光纤技术的发展直接决定着光网络技术的发展。当光纤的直径减小到一个光波波长时，光在其中无反射地沿直线传播，这种光纤称为单模光纤。单模光纤传输具有内部损耗低、带宽大、易于升级扩容和成本低的优点。下面介绍一下单模光纤传输的特性及对传输速率的影响： 1、频带宽，通信容量大。目前可用的850nm波长区、1310nm波长区和1550nm波长区所对应的固定带宽就有约60THz。巨大的频带带宽是光纤最突出的优点，这对传输各种宽频带信息意义十分重要。 2、损耗低，中继距离长。单模光纤的衰减特性有随波长递增而减小的总趋势，除了靠近1385nm附近由OH根造成的损耗峰外，在1310nm-1600nm间都趋于平坦。现在一般都使用1310nm波长区和1550nm波长区，由于最低衰减常数（0.2dB/km）位于1550nm附近，因此长距离光纤传输系统仍就都采用1550nm波长区。 3、色散。色散是指光脉冲在光纤中传播的过程中会散开的现象。随着传输速率的提高，色散成为传输系统中不可忽视的因素。它会导致脉冲间的干扰，造成不可接受的误码率，其数量和波长有关。 4、非线性效应。系统中使用EDFA，使送进光纤的光功率增强很多，
H3C S3600-2P-OLT 以太网无源光网络（EPON） 产品 1 产品概述 H3C S3600-2P-OLT 是杭州华三通信技术有限公司（以下简称H3C公司）推出的新一代盒式OLT设备，同时兼备EPON接入和二层交换机功能。 H3C EPON系列产品包括机架式光线路终端（OLT：Optical Line Terminal）设备和S3600-2P-OLT 1U盒式OLT设备，及ET系列、 S31系列光网络单元（ONU：Optical Network Unit）设备。 H3C S3600-2P-OLT设备提供上行2 GE电口+2 SFP Combo接口。下行2个千兆EPON 接口，分光器最大提供64个光分支，系统最大可支持128个ONU。产品主要面向电信运营商提供最后一公里光纤接入，大客户宽带接入解决方案，同时也适用于广电企业HFC双向改造，以及政府、公安、大型企业的高清晰视频监控传输和融合语音、视频综合接入的三网合一应用。 该产品基于H3C自主知识产权的Comware V5操作系统，充分考虑稳定性、维护性、易用性和可操作性，在提高用户生产效率的同时，保证了网络最大正常运行时间，从而降低了客户的总拥有成本（TCO）。 2 产品特点 z高可靠性设计： 上行链路支持Smart-Link双上行控制协议，支持链路聚合负载分担；PON接口支持光纤备份。上下行链路均支持保护机制，无单点故障。 z丰富的软件功能： S3600-2P-OLT设备支持丰富的2层协议，如ACL、MSTP、Smart-Link、RRPP、DLDP、LACP等，满足多业务运营需要。 z完善的安全保护机制： 内置安全机制，可从控制、管理、转发三平面全方位保障网络设备的安全。内置协议报文攻击识别模块，防止协议报文攻击；安全的SNMPv3网管协议；IP、VLAN 、MAC和端口等多种
(单选题)1: 管理单元（AU）是提供高阶通道层和复用段层之间适配的（）。 A: 网络结构 B: 通路 C: 信息结构 D: 逻辑结构 正确答案: (单选题)2: 光纤通信指的是（）。 A: 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式 B: 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式 C: 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式 D: 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式 正确答案: (单选题)3: （）主要完成城域网内部信息的高速传送与交换，实现与其他网络的互联互通。 A: 核心层 B: 通道层 C: 汇接层 D: 接入层 正确答案: (单选题)4: 目前实用的（）骨干网是由高速光纤传输通道相连接的大容量（）路由器构成的。 A: 核心、SDH B: 分组、共享 C: 数据、高端 D: 传送、交换 正确答案: (单选题)5: 光网络是由（）、城域网和光接入网构成。 A: 骨干网 B: 交换网 C: 管理网 D: 业务网 正确答案: (单选题)6: 在波分复用系统中的OTU负责将（）光信号转换成符合G.957技术标准的光信号。 A: 非标准波长 B: 放大 C: 整形 D: 非线性 正确答案:
(单选题)7: 多业务传送平台的英文缩写是（）。 A: WDM B: SDH C: ASON D: MSTP 正确答案: (单选题)8: 宽带城域网分为核心层、汇聚层和( )。 A: 通道层 B: 接入层 C: 复用段层 D: 应用层 正确答案: (单选题)9: （）负责将MAC客户的帧、OAM PDU和环回帧分别传递给相应的实体。A: 复用器 B: 传送器 C: 解析器 D: 控制器 正确答案: (单选题)10: 不属于无源光器件的是（）。 A: 光定向耦合器 B: 半导体激光器 C: 光纤连接器 D: 光衰减器 正确答案: (多选题)11: 光耦合器的性能指标包括（）。 A: 插入损耗 B: 附加损耗 C: 反射损耗 D: 方向性和均衡性 正确答案: (多选题)12: LMDS可采用的波道配置方案有4种，基本信道间隔为（）。 A: 3.5MHz B: 7MHz C: 14MHz D: 28MHz 正确答案: (多选题)13: MSTP支持多种业务接口，主要包括（）。
一、问答题（每小题10分，共60分） 1.简述PON网络中的OLT的作用 OLT的作用是为光接入网提供网络侧与业务节点（对于窄带业务，业务节点设备就是本地交换机）之间的接口， 并经一个或多个 ODN与用户侧的ONU通信，OLT与ONU的关系为主从通信关系。OLT可以位于交换局内，也可位于远端。 2.简述PON网络中，ONU的服务功能模块的功能 ONU服务功能块提供用户端口功能，包括提供用户服务接口并将用户信息进行有效的适配（将其适配到64kbps或 N×64kbps。）。该功能可以提供给单个用户或一群用户，也能按照物理接口来提供信令变换功能。 3.简述低幅伪随机码测距法测距过程 测距时，OLT先向需测距的ONU发出测距指令；ONU收到指令后，向上发出特定的一个幅度很小的伪随机码。由于此信号幅度很小，相对于业务数据不会产生误判，所以测距过程中不用中断其他在ONU中运行的业务。在OLT接收端，利用相关检测的方法，将信号到达相位提取出来从而得到ONU的环路时延。 4.简述多点MAC控制子层产生的MAC控制帧有哪几种？ 有5种 ：分别是 授权MAC控制帧 ： 报告MAC控制帧 ：注册请求MAC控制帧 ：注册MAC控制帧 ：注册确认MAC控制帧 ： 5.简述GPON核心模块组成及各部分功能 GPON 由ONU、OLT 和无源光分配网组成 OLT 为接入网提供网络侧与核心网之间的接口, 通过ODN与各ONU 连接。 作为PON 系统的核心功能设备, OLT 具有集中带宽分配、控制各ONU、实时监控、运行维护管理PON 系统的功能。ONU 为接入网提供用户侧的接口, 提供话音、数据、视频等 多业务流与ODN 的接入, 受OLT 集中控制。 在同一根光纤上, GPON 可使用波分 复用(WDM)技术实现信号的双向
浅谈无源光网络技术在电力系统中的应用 发表时间：2018-06-25T15:39:02.747Z 来源：《电力设备》2018年第5期作者：钟建锋陈杰[导读] 摘要：随着我国智能电网的不断发展，配网自动化建设显得更加紧迫，而无源光网络在配网自动化建设中显得十分重要，且具有可靠性高、成本低等优点。 (国网浙江瑞安市供电有限责任公司 325200) 摘要：随着我国智能电网的不断发展，配网自动化建设显得更加紧迫，而无源光网络在配网自动化建设中显得十分重要，且具有可靠性高、成本低等优点。本文根据以往工作经验，对无源光网络结构及各部分功能进行总结，并从网络架构和组网方式、配电主站至变电站 通信网络建设、变电站至配电终端通信网建设、安全防护方案设计四方面，论述了无源光网络技术在电力系统中的应用。 关键词：无源光网络技术；电力系统；网络架构前言：近年来我，我国电力行业进行了深入改革，促使了该行业迅速发展。为此，我国相关部门提升了对电力行业发展的重视程度，并加大对配单自动化建设的投入。在此环节之中，主要是对通信系统进行建设，使得10kV配电子网与主网之间实现了信息传输，这种网络具有数量大、分布广等优点，但工作环境相对较差。因此，相关部门在保证价格低廉、网络稳定的同时，还需要为维护工作提供方便。 1.无源光网络结构及各部分功能 无源光网络的结构图如图1所示，从图中也可以看出，，无源光网络属于一种树型网络结构，各种模块的功能如下：首先是OLT，该结构可以为光接入网提供网络与业务之间的连接点，并通过ODN与用户侧实现通信。整体来看，OLT与ONU之间的关系以主从关系为主，在实际运行过程中，OLT可以存在于交换局内部，也可以位于较远端，可实现数字交叉功能和传输复用功能等。其次是ODN，它可以在OLT 和ONU之间提供合理的传输手段，帮助整个系统完成信号功率分配和合成任务。在制作过程中，ODN主要由无源光器件、配网线等组成，主要以树型分支结构为主，可发挥出业务复用等功能。最后是ONU，它主要是为接入网提供用户侧接口，位于ODN用户侧，主要功能是将ODN信号进行终结，并为用户提供合理的业务接口。 图 1 无源光网络结构图 2.无源光网络技术在电力系统中的应用 2.1网络架构和组网方式 在整个电力通信系统之中，主要包括以下两个部分：骨干通信网和通信接入网，其中通信接入网又分为10kV通信接入和0.4kV通信接入网。从以往应用过程来看，第一层为电力主网架骨干通信网，该网络在应用过程中将会覆盖所有35kV以上的全部变电所、个人用户等组织，可以涉及到变电站的所有业务。该层次在通信网络中处于核心地位，具有极高的应用可靠性。例如，在某项工程建设之中，所使用的SDH设备传输容量为622M，基本上与应用带宽的需求相符，但为了保证带宽的稳定运行，可进一步提升太网板和路由器设备数量，最终实现纯IP接入的接入方式。第二层为通信接入网，主要由变电所低压出线侧传导至各级储能装置之中。该层在通信网络之中始终处于中间位置，为馈线的自动化发展提供主要的通信支撑条件。整体来看，该层对业务可靠性、运行环境等具有较高需求，可提供的接入方式也有很多，如IP、RS232等[1]。 2.2配电主站至变电站通信网络建设 例如，在朔州市城区配电自动化主站建设过程中，距通信机房地点仅有200米，为了满足信息的交互性和安全性，同时对枢纽节点进行容灾备份，在本次建设过程中，工作人员应用了一套ZXMPS385Aa设备，对城区自动化主站进行合理调配，调配的对象包括南门变电站、城西变电站等6条光缆，从而实现配电站信息点的全面建设。另外，还可以通过GPRS通信网络，利用各大运营商与配网主站进行相应连接。在此过程中，终端设备只有一个固定的接入点，与相对应的GPRS网络进行连接，在完成远程数据参数设置的同时，实现远程操作等功能。 2.3变电站至配电终端通信网建设 首先是接入层的技术比较，在配电通信网之中，无源光网络技术可以利用已经建成的SDH骨干层光纤进行网络通信，而在变电站和配电终端解决方案过程中，必须采取多种通信方式。另外，无源光网络主要以太网无源光网络技术为基础，并采用多点结构、无源光纤传输等提供多种业务，该方式在应用过程中具有成本低、扩展性强等优势，与现有的太网可以完全的兼容在一起，实现配电自动化的有效应用。而在有源光纤专用网通信技术应用过程中，如工业以太网、SDH技术等，具有资源浪费大、无法抗多点失效等缺点，一般在电力系统中不会被采用。最后是无线公网技术的应用，目前，无线公网通信主要包括GPRS、CDMA等，该技术既有优点，也有明显的缺点，不能对配电自动化的整体需求进行满足，只能在过渡期的分遥控站点中进行使用。 2.4安全防护方案设计 在主站安全防护之中，配电网调度自动化系统与其他系统连接之中会采用逻辑隔离防护措施，但无论是对哪一种通信进行应用，自动化主站在建设过程都应该与国家规定的标准相符。而在专用的传输通道建设过程中，可选取串联配网安全网关等安全模块，并对控制指令和参数指令进行相关签名操作，从而实现对主站身份的鉴别性保护。而在重要子站和终端通信过程中可以实施双向认证加密，并实现身份的双向鉴别，确保文件的机密性和完整性。除此之外，在无源光网络技术在电力系统应用过程中，需要使用专用的正反隔离装置，实现自动化系统的有效隔离[2]。
OLT提供网络侧接口并连至一个或多个ODN，完成下行电到光、上行光到电的转换，以及分配和控制各信道的连接，并对各个光电接口实施监控，提供OAM功能。ODN为OLT和ONU提供光传输手段，主要功能是完成光信号功率的分配，完全出光纤无源器件组成，这也是PON名称的由来。ONU提供用户侧接口并和ODN相连，完成下行光到电和上行电到光的转换，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，实现各类业务的接入。AF(Adaption Facility适配设施)为ONU和用户设备提供适配功能，它可以包含在ONU内，也可以完全独立。 无源光网络中采用的接入方式主要有：光纤到家(FTTH：Fiber to the Home)、光纤到 大楼(FTTB：Fiber to the Building)、光纤到路J,2／(FTTC：Fiber to the Curb)、光纤到办公室 (F’兀O：Fiber to the Office)、光纤到小区(FTTZ：Fiber to the Zone)及光纤到节点(FTTN：Fiber to the Node)等等。各种接入方式的主要区别在于ONU放置的位置不同，其中最典型的方 式是FTTB、FTTC和FTTH。 PON在下行方向(从OLT到ONU)是点对多点网络，OLT始终拥有整个下行带宽。在上行方向(ONU到OLT)，PON是多点对一点的网络，多个ONU都向一个OLT发送数据，共享干路光纤带宽资源。因此，在上行方向应该采用信道分割机制来避免发生碰撞，公平 有效地利用主干光纤的传输资源。根据信道分割机制的不同，实用的PON技术大致分为两类：一是基于时分复用技术的无源光接入网(TDM．PON)；二是基于波分复用技术的无源光接入网(WDM—PON)。 PON网络的突出优点是消除了户外的有源设备，所有的信号处理功能均在交换机和用户宅内设备完成，避免了外部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。而且这种接入方式的前期投资小，大部分资会可以等到用户真J下接入时才投入。它的传输距离比有源光纤接入系统的短，覆盖的范围较小，但它造价低，无需另设机房,维
在电力系统中分配电能的网络称为配电网，它是将高压电变成农业用电、商业用电和居民用电的电网，由架空线或配电线路、配电所或柱上降压器构成。配电自动化系统（DAS，Distribution Automation System）利用现代计算机及通信技术，将配电网的实时运行、电网结构、设备、用户以及地理图形等信息进行集成，实现配电网运行状态监控及管理的自动化、信息化。DAS主要由配电主站系统、配电子站监控系统、通信系统、配电网现场终端组成。其中，现场终端包括：安装在变电站、开闭所的站内监控终端，即RTU（Remote Terminal Unit,远方终端单元）；安装在线路环网柜内、柱上开关上的线路监控终端，即FTU(Feeder Terminal Unit,馈线终端单元)；安装在配电变压器上的配变监测终端，即TTU （Transflrmer Terminal Unit,变压器终端单元）。这些终端向主站传送断路器、负荷开关、变压器等配电设备的运行数据，接收主站控制命令，完成开关的操作。综上所述，DAS需要借助有效的通信手段将控制中心的命令准确地传送到远方终端，并将反映远方设备运行状况的数据信息收集到控制中心。由于DAS中远方终端数量庞大，因此，如何合理选取通信方式来最大限度在满足DAS的性价比要求是值得关注的一个问题。 1.EPON技术介绍 1.1概述 EPON（以太网无源光网络）是一种新兴的宽带接入技术，由IEEE 802.3 EFM 研究组提出，在物理层采用了PON技术，在链路层使用了以太网协议，利用PON 的拓扑结构实现了以太网的接入，因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点，即频带宽、扩展性强、灵活快速的服务重组、与现有以太网的兼容性、方便的管理等 一个典型的EPON系统由光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）和无源光分路器（POS）组成，系统结构如图1所示。
无源光网络[浏览次数：约272次] ?无源光网络（PON）技术是为了支持点到多点应用而发展起来的光接入技术。 由于采用光纤作为传输媒质，并使用无源光分配网，P ON避免了外部设备的电磁干 扰和环境影响，减少了线路和外部设备的故障率，提高了系统的可靠性，同时节约了维护成本。窄带PON几乎没有怎么实际应用就被宽带PON（BPON）取代了，BPON目 前出现了APON、EPON和GPON这3种技术。 目录 ?无源光网络优势与核心构成 ?无源光网络原理 ?无源光网络（PON）需要FPGA设计的支持 ?无源光网络发展趋势 无源光网络优势与核心构成 目前，作为新一代接人技术的PON已经成为当前实现丌Tx的首选方案，下属BPON、EPON、GPON和WPON等多种技术，其应用范围也包含了宽带接人、TDM专线和基站回传等多个领域。与传统的网络结构相比，PON技术具有以下优点： (1)PON是无源的，因此会节省更多的网络建设费和网络运营维护费。 (2)PON可以实现多用户分担成本。PON协议所固有的安全性和带宽共享机制，可以确保用户共用线路的安全和透明。 (3)为相同数量客户提供业务的PON设备的体积更小，占用中心局的空间更少。 (4)PON同时支持传统语音业务和宽带业务，具备良好的业务扩展性，能平地滑向NGN 网络演进，还能轻松加载各种增值业务。 (5)PON支持所有住宅用户和许多商业用户共享一个接入网(包括物理层和协议层)，因而减少了分散的接入网的数量。 PON中最主要的三个部分，包括位于局端的OLT(OpticalLineTerminal，光线路终端)、终端ONU(OpticalNetwork Unit，光网络单元)以及ODN(Optical Distribution Network，光配线网)。PON“无源”是指ODN全部由光分路器(Splitter)等无源器件组成，不含有任何电子器件及电源。如图1所示。
无源光网络 1简介 概述 无源光网络（PON），是指在OLT和ONU之间是光分配网络（ODN），没有任何有源电子设备，它包括基于A TM的无源光网络APON及基于IP的无源光网络E/GPON。 具体原理 APON的业务开发是分阶段实施的，初期主要是VP 专线业务。相对普通专线业务，APON提供的VP专线 业务设备成本低，体积小，省电、系统可靠稳定、性能 价格比有一定优势。第二步实现一次群和二次群电路仿 真业务，提供企业内部网的连接和企业电话及数据业 务。第三步实现以太网接口，提供互联网上网业务和VLAN业务。以后再逐步扩展至其它业务，成为名副其实的全业务接入网系统。 PON的业务透明性较好，原则上可适用于任何制式和速率信号。特别是一个ATM化的无源光网络（APON）可以通过利用ATM的集中和统计复用，再结合无源分路器对光纤和光线路终端的共享作用，使成本可望比传统的以电路交换为基础的PDH/SDH接入系统低20%—40%。 APON采用基于信元的传输系统，允许接入网中的 多个用户共享整个带宽。这种统计复用的方式，能 更加有效地利用网络资源。APON能否大量应用的 一个重要因素是价格问题。第一代的实际APON 产品的业务供给能力有限，成本过高，其市场前景 由于ATM在全球范围内的受挫而不确定，但其技 术优势是明显的。特别是综合考虑运行维护成本， 在新建地区，高度竞争的地区或需要替代旧铜缆系统的地区，此时敷设PON系统，无论是FTTC，还是FTTB方式都是一种有远见的选择。在未来几年能否将性能价格比改进到市场能够接受的水平是APON技术生存和发展的关键。IPPON的上层是IP，这种方式可更加充分地利用网络资源，容易实现系统带宽的动态分配，简化中间层的复杂设备。基于PON的OAN不需要在外部站中安装昂贵的有源电子设备，因此使服务提供商可以高性价比地向企业用户提供所需的带宽。 组件 其概念是将光纤中继线从服务提供商的头端辐射到用户（如图5所示）。此系统具有以下组件： OLT （光线路终端）PON光纤在服务提供商设施处的终端。ONT（光网络终端）在用户位置的终端。OAS（光接入交换机）位于服务提供商处的交换机，它聚合来自所有用户的
一、无源光网络的概念 无源光网络（PON），是指在OLT(光线路终端)和ONU(光网络单元)之间的光分配网络(ODN)没有任何有源电子设备. 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、总线型等拓朴结构，在光分支点不需要节点设备，只需要安装一个简单的光分支器即可，因此具有节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、综合建网成本低等优点。 PON包括ATM-PON（APON，即基于ATM的无源光网络）和Ethernet-PON（EPON，即基于以太网的无源光网络）两种。 二、无源光网络的优势 无源光网络（PON）是一种纯介质网络，避免了外部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，是电信维护部门长期期待的技术。无源光网络的优势具体体现在以下几方面： （1）无源光网络设备简单，安装维护费用低，投资相对也较小。 （2）无源光设备组网灵活，拓扑结构可支持树型、星型、总线型、混合型、冗余型等网络拓扑结构。 （3）安装方便，它有室内型和室外型。其室外型可直接挂在墙上，或放置于"H"杆上，无须租用或建造机房。而有源系统需进行光电、电光转换，设备制造费用高，要使用专门的场地和机房，远端供电问题不好解决，日常维护工作量大。 （4）无源光网络适用于点对多点通信，仅利用无源分光器实现光功率的分配。 （5）无源光网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，极适合在自然条件恶劣的地区使用。 （6）从技术发展角度看，无源光网络扩容比较简单，不涉及设备改造，只需设备软件升级，硬件设备一次购买，长期使用，为光纤入户奠定了基础，使用户投资得到保证。三、基于ATM的无源光网络 1．APON技术简介 近年来，在接入网上使用ATM技术以提供视频广播、远程教育以及数据通信等多种业务的趋势越来越明显。在无源光网络上使用ATM，不仅可以利用光纤的巨大带宽提供宽带服务，也可以利用ATM进行高效的业务管理。自1993年以来，许多国家都竞相开始研究ATM-PON技术及其应用，并认为A TM-PON是最有前途的、能以较低成本提供宽带接入的方案。 APON技术发展得比较早，它还具有综合业务接入、QoS服务质量保证等独有的特点，ITU-T的G.983建议规范了ATM-PON的网络结构、基本组成和物理层接口，我国信息产业部也已制定了完善的APON技术标准。 A TM-PON采用的是点到多点的无源光网络，主要由OLT、ODN、ONU组成，由无源光分路器件将OLT的光信号分到树形网络的各个ONU。其应用包括FTTH、FTTB／C、FTTCab等多种配置结构。FTTB／C和FTTCab网络结构只是在应用上略有区别，可以看成一类。 FTTB／C／Cab可以提供PSTN、ISDN业务以及其它对称或非对称的宽带业务。 FTTH应用提供的业务大致同上，另外，FTTH可以考虑使用户内置ONU，使ONU的工作环境得以改善，再加上网络全部为光纤，使得维护工作量减少、成本降低。对于网络将来可能的带宽或业务升能，ONU可不作改动。 根据G.983规范，ATM无源光网络中，OLT最多可寻址64个ONU，PON所支持的虚通路（VP）数为4096，PON寻址可以使用A TM信元头中的12位VP域。由于OLT具有VP
吉比特无源光网络（GPON）技术及其标准化 陈 洁 摘要：本文对GPON的主要技术特征进行了描述，并进一步详细解释了协议分层功能、DBA 机制、ONU激活注册、OMCI等关键技术和原理，同时还介绍了GPON承载TDM业务的二种具体方式，以及GPON技术的标准化情况。 一．GPON技术的提出 GPON（Gigabit-Capable Passive Optical Network，吉比特无源光网络）技术是无源光网络（PON）家族中一个重要的技术分支，其它类似技术包括APON/BPON和EPON技术等。GPON是当前和未来2到3年内最受关注的光接入技术之一。 GPON的概念最早由FSAN（Full Service Access Network，全业务接入网联盟）在2001年提出，在此之前，FSAN/ITU还提出并标准化了APON/BPON技术（ITU-T G.983.x系列标准），IEEE也已经开始EPON技术的标准化工作并很快于2003年正式发布IEEE 802.3ah，这标志着EPON技术标准化工作的完成。FSAN/ITU推出GPON技术的最大原因是由于网络IP化进程加速和ATM技术的逐步萎缩导致之前基于ATM技术的APON/BPON技术在商用化和实用化方面严重受阻，迫切需要一种高传输速率、适宜IP业务承载同时具有综合业务接入能力的光接入技术出现。在这样的背景下，FSAN/ITU以APON标准为基本框架，重新设计了新的物理层传输速率和TC层，推出了新的GPON技术和标准。 二．GPON系统的构成 和其它PON技术类似，GPON也是一种采用点到多点拓扑结构的无源光接入技术，由局侧的OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）、用户侧的ONU （Optical Network Unit，光网络单元）以及ODN（Optical Distribution Network，光分配网络）组成，其系统参考配置如图1所示。所谓“无源”，是指ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光纤和光分/合路器（Splitter）等无源光器件组成，没有昂贵的有源电子设备。 15
以太无源光网络技术在区域宽带网络中的应用 摘要近年来，伴随着我国经济的高速发展，我国的信息化建设取得了举世瞩目的进步，各种高新信息通信技术得到了广泛应用，电信业务也在逐渐向多样化发展，区域宽带网络成为提高信息网络利用率的重要组成部分。在区域宽带网络设计和建设中，应用以太无源光网络技术来实现区域宽带网络的优化是保证区域通信网络质量的关键。本文首先简介了宽带光网络技术，然后探讨了在区域宽带网络中应用以太无源光网络技术来实现区域宽带网络优化的方法，以期为区域宽带网络建设提供参考。 关键词以太无源光网络；区域宽带网络；优化 引言 随着网络技术的发展，区域宽带网络已经成为人们日常生活中必不可少的工具。為了充分满足人们对网络通信的需求，做好区域宽带网络优化尤为重要。在科学技术高速发展的当今社会，已经有不少宽带光网络技术出现在人们的视野当中。EPON网络技术属于其中一种，将其运用于区域宽带网络优化当中意义重大。 1 宽带光网络技术 1.1 无源光网络 无源光网络简称PON，是一种由光网络单元、光合/分路器、光线路终端组成的光网络技术。其主要采用树形拓扑结构，在中心局端放置光线路终端，连接和分配好控制信道，从而实现维护、监控、管理等功能。PON使用波分复用技术，可以同时处理上行、下行信号[1] 。无源光网络拓扑则是一种系统组网方式，最常见的无源光网络拓扑为光线路终端引出单线或者双线的组网方式。在无源光网络技术当中，还需要从接入网的角度做好无源光网络保护，从而确保接入网的可靠性。 1.2 以太无源光网络 以太无源光网络简称EPON，是一种采用无源光纤传输、点到点结构的新型光纤接入技术[2]。该技术能够利用以太网为用户提供更多的业务，同时，该技术的以太网协议运用在链路层，而无源光网络技术则运用在物理层，因此，以太无源光网络技术结合了以太网技术、无源光网络技术两者的优点，具有低成本、高宽带、扩展性强等突出优点，兼容性强，管理方便。因此，以太无源光网络技术目前已经被广泛运用到各种区域宽带网络当中，为人们的生活带来极大的便利。 2 应用以太无源光网络技术来实现区域宽带网络优化的方法
无源光网络EPON技术简介 一、无源光网络的概念 1、光纤接入网 近年来，以互联网为代表的新技术革命正在深刻地改变传统的电信概念和体系结构，随着各国接入网市场的逐渐开放，竞争的日益加剧和扩大，新业务需求的迅速出现，有线技术（包括光纤技术）和无线技术的发展，接入网开始成为人们关注的焦点。在巨大的市场潜力驱动下，产生了各种各样的接入网技术。光纤通信具有通信容量大、质量高、性能稳定、防电磁干扰、保密性强等优点。在干线通信中，光纤扮演着重要角色，在接入网中，光纤接入也将成为发展的重点。光纤接入网是发展宽带接入的长远解决方案。 光纤接入网(OAN)，是指用光纤作为主要的传输媒质，实现接入网的信息传送功能。通过光线路终端(OLT)与业务节点相连，通过光网络单元(ONU)与用户连接。光纤接入网包括远端设备——光网络单元和局端设备——光线路终端，它们通过传输设备相连。系统的主要组成部分是OLT和远端ONU。 OLT的作用是为接入网提供与本地交换机之间的接口，并通过光传输与用户端的光网络单元通信。它将交换机的交换功能与用户接入完全隔开。光线路终端提供对自身和用户端的维护和监控，它可以直接与本地交换机一起放置在交换局端，也可以设置在远端。 ONU的作用是为接入网提供用户侧的接口。它可以接入多种用户终端，同时具有光电转换功能以及相应的维护和监控功能。ONU的主要功能是终结来自OLT的光纤，处理光信号并为多个小企业，事业用户和居民住宅用户提供业务接口。ONU的网络端是光接口，而其用户端是电接口。因此ONU具有光/电和电/光转换功能。它还具有对话音的数/模和模/数转换功能。ONU通常放在距离用户较近的地方，其位置具有很大的灵活性。 光纤接入网（OAN）从系统分配上分为有源光网络(AON，Active Optical Network)和无源光网络(PON，Passive OpticaOptical Network)两类。
无源光网络（PON）系统概述2008年12月12日 23:38 中电网 述PON技术沿革 第一代的PON采用TDM信号，例如DS1/E1信号等。其下行帧(downstream frame)是一个TDM帧，其时间槽是被指派给每一ONT之数据资料。对任何TDMA协定来说，上传的数据资料必需被分割成几个区块，以脉冲的方式传输。这些早期的PON从它们的上传TDM时间槽收集数据资料，并在所指定的上传脉冲时间槽中以较高的速度传送。对语音信号来说，这样可反应出许多语音样品。对封包数据资料来说，在一个对应的点对点信号中，就只是包在帧里要传输的一堆封包字节。 第二代的PON采用ATM，在将上传资料分割成区块做上传脉冲时提供了一个方便的协议。ATM则提供一个运载TDM流量和封包的机制来支持QoS。此时的ATM被认为是下一代网路的基础，并已经被用在DSL系统中的宽带接入。由OLT分配给ONT的上传脉冲时间槽主要是所允许传送的ATM信元数目。ITU-T G.983 Broadband PON (B-PON) 系列定义了一个由Full-Service Access Network (FSAN) 联盟所发展出的ATM PON (APON) 系统和协定。 由於IP封包包括更多的用户数据资料，同时IP封包一般都是在以太网帧中，因此在路由的过程中采用封包技术是有道理的。所以為了避免复杂性以及和ATM相关的高带宽用量，第三代的PON系统就采用了以太网帧。两个主要的高速PON标准包括了ITU-T(G.984 系列)的Gigabit PON(GPON)和 IEEE(802.3ah)的Ethernet PON (EPON)。 一、B-PON 目前大部份在北美和欧洲所采用的PON系统包括了Verizon的雄心勃勃的FiOS专案，它采用ITU-T G.983系列的B-PON。此G.983系列包括ONT和OLT功能区块的规格、上行和下行帧率及格式、TDMA上行接入协议、实体接口、ONT管理以及控制接口、存活度之强化、以及DBA。表一是B-PON功能特性之摘要。 下行传输是一串ATM信元的传输，对于155Mbit/s的下行速率，一个下行帧包含56个单元槽，每个单元槽发送53个字节；对于622 Mbit/s 的下行速率，下行帧含有4 x 56=224个单元槽。每28个单元槽中有一个物理层OAM(PLOAM)信元。PLOAM包含一个帧定位比特(framing bit)以找出PLOAM 信元。此外，PLOAM信元是可程控的，并包括一些资讯，例如上行带宽以及OAM消息。这些ONT使用ATM VPI/VCI地址在下行信号中找出它们的数据资料。 上行帧包含53个时间槽，每个时间槽发送56个字节。每一个时间槽包含一个ATM/PLOAM信元和24比特(3字节)的其他用量。该用量包括了防护时间(guard time)、一个前导码(preamble)好让OLT来复原计时以及信号水平，还有一个分隔符号来指示此资料的终点。该资料群之长度及内容可由OLT来程控。ONT会根据OLT的要求定时传送PLOAM信元。 从OLT分配的带宽资料会告知每一ONT会使用哪一个上行时间槽(upstream time slots)来传送它的上行资料。B-PON DBA 协定可让OLT 知道ONT带宽的需求，方式是经由ONT明确的报告或观察ONT传送出来的ATM 空闲信元数目。在ONT传送空闲信元时OLT会减少其分配带宽，在ONT的上行时间槽中充满了数据资料时，OLT则会增加其带宽。 OLT会定期中止上传，因此可以请任何新的ONT来宣告自己。新的ONT在此期间传来一个反应，如果有多个新ONT时，会使用随机时间延迟以降低碰撞的风险。该OLT会给新的ONT发送一个范围的讯息并测量接到此反应之时间，来确定至每一新ONT的距离。然后该OLT会发送给该ONT一个等化的延迟时间值，让每一个 ONT都会有相同的来回和等化延迟。如此可使从各ONT出来的上行传输译最小的防护时间到达OLT。 表1 – B-PON、GPON和EPON之特性比较
EPON与GPON技术的比较 （从技术指标、技术成熟度、多业务和安全性等方面进行论述） 答案： 这是两个颇为引人注目的PON标准，其中一个是由ITU/FSAN制定的Gigabit PON(GPON)标准，另一个是由IEEE 802.3ah工作组制定的Ethernet PON(EPON)标准。EPON和GPON 谁将主导FTTH大潮已成为当前新的争论热点。 一、技术指标比较 性能GPON EPON 下行线路速率(Mbit/s) 1244/24881250 上行线路速率(Mbit/s) 155/622/1 244/2 4881250 线路编码NRZ8B/10B 以太网传送效率上行93%，下行94%上行61%，下行73% 分路比64-12832-64 最大传输距离(km)60 20 TDM支持能力TDM over ATM或Packet TDM over Ethernet 视频支持能力支持有线电视和IPTV不支持有线电视 安全性支持高级封装标准(AES)未定义 管理（OAM）提供标准ONT管理控制标准以太（可选SNMP） GPON和EPON的技术差别很小。两者的区别主要是接口，其交换、网元管理、用户管理都是类似、甚至相同的。比较而言，GPON在多业务承载、全业务运营上更有优势，这主要是由于GPON标准是FSAN组织制定的，而FSAN是运营商主导的。 二、成本因素比较 在芯片方面，EPON继承了以太网“简单即是美”的优良传统，尽量只做最小的改动来提供增加的功能。EPON从技术角度“进入门槛”很低，容易吸引大批厂商加入EPON产业联盟。GPON芯片功能比较复杂，需要全新设计封装格式，GPON芯片厂商数量太少，芯片价格也难以下降。在这方面，ATM就是一个前车之鉴。 在光模块方面，由于GPON的光模块要满足很高的突发同步指标，对模块中的驱动和前后放大器芯片的要求很高；还要满足三类ODN的功率预算，对ONU发射机功率和OLT 接收机的灵敏度也有很高要求，只能采用DFB发射机和APD的接收机，而它们的成本几乎是EPON模块中使用的传统FP发射机和PIN接收机的6倍。 从技术上看，EPON设计原则就是以牺牲性能（如带宽、速度）来降低技术复杂度和实现难度，从而可以较好地控制初期成本。从技术适应场景看，EPON技术比较适合互联网接入的应用类型。 GPON在成本上难以和EPON竞争。