PON系统简介
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PON基本知识介绍1、PON是一种点到多点的(P2MP)结构的无源光网络,PON的本质特征就是ODN 全部由无源光器件组成,不包含任何有源电子器件。
2、PON由光线路终端(OLT)、光网络单元(ONU)、光分配网络(ODN)组成。
3、GPON三大优势:1、更远的传输距离:采用光纤传输,接入层的覆盖半径20KM;2、更高的带宽:对每用户下行2.5G/上行1.25G(物理层);3、分光特性:局端单根光纤经分光后引出后多路多户光纤,节省光纤资源;4、GPON可以提供全业务竞争方案可以有效解决双绞线接入的带宽瓶颈,满足用户对高带宽业务的需求,如高清电视、实况转播等,GPON是三网融合的上佳方案。
5、GPON采用WDM技术,实现单纤双向传输;分光比为1:16、1:32、1:64,可升级为1:128。
6、GPON广播方式:下行为广播方式,下行帧长固定为125us,所有的ONU都能收到相同的数据,但是通过GEMPORT ID来区分不同的业务的数据,ONU 通过过滤来接收属于自己的数据;上行采用TDMA方式(时分复用)传输数据,上行链路被分成不同的时隙,根据下行帧的字段来为给每个ONU分配上行时隙,这样所有的ONU都可以按照一定的秩序发送自己的数据了,不会产生为了争夺资源而冲突,每帧共有9120个时隙。
7、GPON的关键技术:1、突发光电技术:快速开启和关断能力2、测距:通过Ranging测距过程获取ONU的往返延迟,从而指定合适的均衡延迟参数,保证每个ONU发送数据时不会在分光器上产生冲突。
8、ONU需在OLT中注册使用。
9、GPON的保护方式:10、GPON系统可支持的最大物理距离,当光分路比为1:16时,应支持20km的最大物理距离;当光分路比为1:32时,应支持10km的最大物理距离。
11、光纤接入网的形式:FTTB(光纤到大楼);FTTC(光纤到路边);FTTZ(光纤到小区);FTTH(光纤到用户);FTTO(光纤到办公室);FTTF(光纤到楼层);FTTP(光纤到电杆);FTTN(光纤到邻里);FTTD(光纤到门);FTTR(光纤到远端单元)。
PON产品介绍及其典型应用场景无源光网络系统(Passive Optical Network, PON)由光线路终端(OLT)、光分配网(ODN)、光网络单元/终端(ONU/ONT)组成的信号传输系统,简称PON系统。
ONU设备类型有很多,根据接入用户类型的不同,ONU可以分为SFU(Single Family Unit)、HGU(Home Gateway Unit)、SBU(Single Business Unit)、MDU(Multi Dwelling Unit)> MTU(Multi Tenan Unit)等。
面向不同用户和厂家,相应的说法也不相同,实际设备本身形态也会有所差别。
SFU (单住户单元)型ONU主要用于单独家庭用户,当商业用户不需要TDM业务时候, SFU可用于商业用户。
SFU仅支持宽带接入终端功能,具有1个或4个太网口,提供以太网/IP业务,可以支持VOIP业务或CATV业务,可以配合家庭网关使用。
HGU (家庭网关单元)型ONU主要用于单独家庭用户,具有家庭网关功能,相当于带PON J:联接口的家庭网关,具有4个以太网接口、1个WLAN接口和至少一个USB接口,提供以太网/IP业务,可以支持VOIP业务或CATV业务,支持TR-69远程管理。
SBU (单商户单元)型ONU主要用于单独企业用户或企业里的单个办公室,支持宽带接入终端功能,具有以太网接口和E1接口,提供以太网/IP业务和TDM业务,可选支持VOIP 业务。
MDU (多住户单元)型ONU主要用于多个住宅用户,具有宽带接入终端功能,具有多个(至少8个)用户侧接口(包括以太网接口、ADSL2+接口或VDSL2接口),提供以太网/IP 业务,可以支持VOIP业务或CATV业务。
MTU (多商户单元)型ONU主要用于多个企业用户或一个企业内的多个个人用户,具有宽带接入终端功能,具有多个以太网接口(至少8个)、E1接口和POTS接口,提供以太网/IP业务、TDM业务和VOIP业务。
PON网络知识介绍PON网络(Passive Optical Network)又称为无源光纤网络,是一种基于光纤传输技术的宽带接入网络。
与传统的以电信号为传输媒介的网络相比,PON网络具有更高的带宽、更远的传输距离和更低的成本。
PON网络的原理是在光纤传输链路中使用无源光纤设备,将光纤传输链路划分为不同的分支,每个分支连接到终端用户。
光信号从中心节点传输到终端用户的过程中,不需要额外的光源和光放大器进行增强,而是通过分光器进行分配和光栅进行反射,实现信号的传输。
这种设计使得光信号可以同时传输给多个用户,提高了网络的利用率。
光线路终端(OLT)是PON网络的中心节点,负责管理和控制整个网络。
OLT与电信运营商的核心网相连,并通过光纤链路将信号传输给ONU。
同时,OLT也负责对网络中的光信号进行调度和控制,以满足不同用户的需求。
光网络单元(ONU)是连接到终端用户的设备,通过PON网络接收和发送光信号。
每个终端用户都会有一个独立的ONU。
ONU可以是家庭用户的宽带接入设备,也可以是办公楼、学校等机构的网络终端设备。
ONU负责与OLT进行通信,将光信号转换成电信号,并将数据传输到用户终端设备。
光纤分配器(ODN)是将光信号从OLT分发到不同的用户分支的装置。
ODN将光信号分成不同的波长,然后通过分光器将其传输到不同的终端用户。
这种设计使得光信号可以在不同的用户之间共享,提高了网络的利用率。
PON网络具有许多优点。
首先,它提供了高带宽的网络接入,可以满足用户对高速互联网和大带宽应用的需求。
其次,PON网络的传输距离可以达到几十公里,远远超过了传统的电线传输距离。
此外,PON网络的构建成本较低,因为它使用了无源光纤设备,减少了能耗和维护成本。
然而,PON网络也存在一些挑战和限制。
首先,由于光纤传输链路的共享特性,网络的带宽会随着用户数量的增加而减少。
其次,由于是无源光纤网络,因此在信号传输过程中可能会存在一些损耗和衰减。
pon名词解释PON是一种网络架构,它的全称是Passive Optical Network。
它的特点是将一组光纤连接到多个终端设备,从而在多个设备之间共享网络资源。
以下是一个PON的简单介绍。
1. 架构PON的通信模型基于两种重要的结构组件:光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)。
它们之间通过光纤连接。
OLT将信息传输到ONU,而ONU则将其转换为电信号并将其传输到用户终端设备,例如电话和计算机。
2. 工作方式PON运作时有两条不同的信道。
一个是上行信道,响应终端设备的数据请求和流量密度;另一个是下行信道,将数据流和用户数据发送到终端设备。
在PON中,上行传输和下行传输利用不同的波长。
3. 优势PON拥有许多优势。
首先,它有高带宽、高品质的传输质量。
其次,PON具有高效的能耗管理,因为只需要在用户需要服务时才使用光纤。
此外,由于PON是一种集中式的网络结构,可以大大降低需要安装的光纤数量,从而降低网络成本。
4. 应用领域目前,PON主要用于家庭和企业网络。
家庭用户可以通过PON访问宽带互联网和其他高速网络应用,例如在线视频、音乐和互联网电话。
在企业网络中,PON可以为员工提供高质量的数据和语音通信服务,使工作效率得到提高。
总之,PON作为一种高效、可靠的网络架构,被广泛应用于各个领域。
它不仅可以提高网络通信速度和质量,还可以提高网络安全性和能源管理效率。
随着技术的发展,PON将会继续发挥其重要作用,并在未来的网络建设中发挥更大的作用。
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。
一PON技术简介1.PON系统的组成PON(Passive Optical Network):即点对多点无源光网络技术。
PON系统由局侧的光线路终端(OLT)、用户侧的光网络单元(ONU)和光分配网络(ODN)组成:OLT(Optical line terminal)为光线路终端,完成用户数据和业务的汇聚,以GE/10GE等接口接入上层数据业务网络,以FE接口接入上层NGN语音业务网络;ONU(Optical network unit)为光网络单元,为用户提供GE、FE、POTS、E1、CATV等业务的接口;ODN(Optical distribution network)是光分配网,ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源,是由主干光缆、光分路器、配线光缆、入户光缆等组成的点对多点的光分配网络。
PON系统为单纤双向系统,ODN在OLT和ONU间提供光通道。
光信号通过光分路器把OLT一根光纤下行的信号分成多路给每一个ONU,每个ONU上行的信号通过光耦合器合成在一根光纤里传送到OLT。
图1PON系统的组成2.国内PON技术的应用现状目前国内市场上技术成熟并已规模投入商用的PON技术主要有EPON、GPON。
EPON是千兆以太网技术与无源光网络的结合,上下行传输速率为1.25Gbit/s,典型光分路比为1:32。
它采用点到多点结构、无源光纤传输。
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,提供多种业务。
因此,它综合了PON技术和以太网技术的优点:低成本、高带宽、扩展性强、灵活快速的服务、与现有以太网的兼容性、方便的管理等。
GPON是ITU-T的标准,下行传输速率为2.488Gbit/s,上行传输速率为1.244Gbit/s,典型光分路比为1:64;GPON遵循ITU-T G.984标准,采用GFP 封装技术,既可以支持TDM业务也可以支持以太网业务。
GPON可以灵活地提供多种对称和非对称上下行速率,PON接口的告警和性能监视能力更强,传输速率、传输距离和分光比等方面都比EPON有优势,能够提供高定时精度的TDM业务。
PON系统应用简介汇报人:陈伟雄湖北邮电规划设计有限公司传输网络规划咨询设计院2011年6月PON 技术原理1宽带接入网总体架构3目录商用EPON 设备及ODN 材料简介6EPON 系统网元5ODN 设计和典型场景4EPON 关键技术2PON 技术的含义PON 技术是一种宽带接入网技术PON Passive Optical Network 无源光网络ODN Optical Distribution Network 光配线网Splitter光分路器无源光网络(PON)指光配线网(ODN)不含有任何电子器件及电子电源,全部由光分路器(Splitter)等无源器件组成,不需要贵重的有源电子设备。
是一种点到多点的光纤接入技术。
无源光网络(PON)指光配线网(ODN)不含有任何电子器件及电子电源,全部由光分路器(Splitter)等无源器件组成,不需要贵重的有源电子设备。
是一种点到多点的光纤接入技术。
本质特征光配线网(ODN)全部由无源光器件组成。
本质特征光配线网(ODN)全部由无源光器件组成。
相同的拓扑——无源P2MPAPONEPONGPON协议不同l ITU-T 标准化标准已经成熟;l ATM 技术;l 目前提供的接入速率相对较低,业务提供能力有限,没有得到市场认可。
l IEEE EFM 工作组标准化,编号802.3ah ;l 以太网封装;l 标准完善;l 产品已在市场上广泛应用。
l FSAN 提出,ITU-T 标准化;l ATM 、GEM 封装;l 标准较完善;l 带宽较EPON 2倍开始推广试用。
点对多点光纤接入技术—PON 技术发展点对多点光纤接入技术—PON 技术发展PON 的技术种类各种PON 技术的主要差异在于采用了不同的二层技术各种PON 技术的主要差异在于采用了不同的二层技术点对点方式:需要2N 个收发模块,光纤总长度为N*(D1+D2)。
点对多点方式:需要N+1个收发模块,光纤数量为(D1+N*D2)。
总体来看,PON 技术的关键是在线路中引入了无源的分路器,这使得系统设备的理论成本和线路成本均可以较传统的P2P 技术有较大幅度的优化,还可以增强OAM 能力和QoS 水平;另外,由于分路器是无源器件,维护简单,环境适应能力强。
点对多点光纤接入技术——PON 的通用特性点对多点光纤接入技术——PON 的通用特性PON 的技术特性PON 技术组网形式(网络拓扑结构)PON 技术组网形式(网络拓扑结构)PON 技术的组网形式树型(典型结构为树型)树型(典型结构为树型)星型星型总线型总线型PON 系统网元组成网络侧接口用户侧接口典型PON 系统组成典型PON 系统组成局端OLT(光线路终端)用户侧的ONT/ONU(光网络终端或称作光网络单元)ODN (光配线网):连接前两种设备由单模光纤(SM fiber)和无源分光器(Splitter)组成的ODN(光分配网络)其它组成部分网管系统PON 技术与FTTH 的关系PON 技术与FTTH 的关系(一)PON 技术与FTTH 的关系(一)FTTH基于EPON 的FTTH 可为用户提供高达1000 Mbit/s 的双向对称带宽基于EPON 的FTTH 可为用户提供高达1000 Mbit/s 的双向对称带宽Fiber To The Home 光纤到户FTTH 是接入网发展的一种最终形式,光纤接入网(统称FTTx )以光网络单元(ONU )的位置所在,分为FTTH 是接入网发展的一种最终形式,光纤接入网(统称FTTx )以光网络单元(ONU )的位置所在,分为光纤到户(FTTH)光纤到户(FTTH)光纤到大楼(FTTB)光纤到大楼(FTTB)光纤到路边(FTTC)光纤到路边(FTTC)光纤到节点(FTTN )光纤到节点(FTTN )FTTH 是实现话音、视频、数据三网合一最好的解决方案。
FTTH 的普及将彻底改变我们的生活和工作方式!FTTH 是实现话音、视频、数据三网合一最好的解决方案。
FTTH 的普及将彻底改变我们的生活和工作方式!PON 技术与FTTH 的关系PON 技术与FTTH 的关系(二)PON 技术与FTTH 的关系(二)用光纤连接用户,主要有两种方式用光纤连接用户,主要有两种方式用光纤直连到每个用户用光纤直连到每个用户12采用无源光网络(PON )技术,用光分路器把光信号进行分支,一根光纤为多个用户提供光纤到家庭服务采用无源光网络(PON )技术,用光分路器把光信号进行分支,一根光纤为多个用户提供光纤到家庭服务在多种基于PON 的技术中,EPON 由于其产品成熟度和价格方面的优势已逐渐成为最受欢迎的FTTH 技术,特别是基于千兆端口的EPON 可将单根光纤的接入速率从100Mbps 提高到1000Mbps ,已成为目前阶段业界公认的最适合市场需求的光纤接入技术。
在多种基于PON 的技术中,EPON 由于其产品成熟度和价格方面的优势已逐渐成为最受欢迎的FTTH 技术,特别是基于千兆端口的EPON 可将单根光纤的接入速率从100Mbps 提高到1000Mbps ,已成为目前阶段业界公认的最适合市场需求的光纤接入技术。
EPON与GPON的技术比较EPON与GPON技术特点比较IEEE EPON ITU—T GPON系统特性千兆比特级的PON系统千兆比特级的PON系统下行线路速率(Mbit/s)12501244.16或2488.32上行线路速率(Mbit/s)1250155.52或622.08或1244.16或2488.32线路编码8B/10B NRZ最大分路比64128数据链路层协议Ethernet Ethernet over GEM/ATM支持的ODN等级Class A和B Class A、B和C支持的最大逻辑传送距离0.5m~10km或0.5m~20km60km(最大物理距离和最大光纤距离差20km)支持TDM业务需增加硬软件容易支持上行中心波长(nm)13101310下行中心波长(nm)14901490CATV中心波长(nm)15501550EPON、GPON、10G EPON的高分光比支持能力n已部署设备大量采用PX20光模块,功率预算为26dB,在5km、7个活接头环境下满足32路分光比n PX20+光模块功率预算为29.5dB,产品已成熟,集采价格与PX20光模块基本相同,支持64路分光比EPONGPON n有成熟产品的光模块为CLASS B+,功率预算为28.5dB,在5km、7个活接头环境下满足64路分光比n CLASS C+光模块光功率预算为33dB,支持128路分光比,GPON技术和设备取得了进步,基本形成了良性产业链格局,达到规模商用水平。
当前应用FTTH/O10G EPON n光接口标准PRX30规定至少支持29dB光功率预算,加上FEC提供的3-5dB增益,能够支持128路分光比,2010年下半年,10G-EPON非对称设备已基本成熟,集团公司已安排在有需求的地方进行试商用,优先用于FTTN/FTTB场景,中远期用于FTTH结论:EPON/GPON支持64路分光均已成熟,在FTTH场景下,应最低以64路分光部署网络,支持128路分光的光模块成熟后,可及早进行试验推广EPON 的技术优势采用基于EPON 的FTTH 优势采用基于EPON 的FTTH 优势EPON 只是对现有IEEE802.3协议作一定的补充,与现有以太网的良好兼容性是其最大的优势之一。
EPON 只是对现有IEEE802.3协议作一定的补充,与现有以太网的良好兼容性是其最大的优势之一。
EPON 相对于现有类似技术的优势主要体现在以下几个方面:上下行信道均为千兆比特。
上下行信道均为千兆比特。
采用PON 的结构,减少了大量的光纤和光器件以及维护的成本。
采用PON 的结构,减少了大量的光纤和光器件以及维护的成本。
良好的兼容性良好的兼容性高带宽高带宽低成本低成本EPON 设备的技术成熟、集中采购使得设备成本迅速下降EPON 技术的组网模式可节省管道与机房空间,降低能耗及综合运营成本的空间EPON 设备的技术成熟、集中采购使得设备成本迅速下降EPON 技术的组网模式可节省管道与机房空间,降低能耗及综合运营成本的空间PON 技术原理1宽带接入网总体架构3目录商用EPON 设备及ODN 材料简介6EPON 系统网元5ODN 设计和典型场景4EPON 关键技术21490nm1310nmEPON 的原理——信号复用EPON 的原理——信号复用«EPON 系统采用WDM 技术,实现单纤双向传输(强制)为了分离同一根光纤上多个用户的上下行方向的信号,采用以下两种复用技术:为了分离同一根光纤上多个用户的上下行方向的信号,采用以下两种复用技术:下行数据流:TDM 技术上行数据流:TDMA 技术«广播方式EPON的原理——下行数据EPON的原理——下行数据l在ONU注册成动后分配一个唯一的LLID;l在每一个以太网帧前添加一个LLID,替代以太网前导符的最后两个字节(不改变原有帧结构);l ONU接收数据时,仅接收符合自己的LLID的帧或者广播帧。
«TDMA 方式l 原则:任一时刻只能有一个ONU 发送上行信号,系统才能正常工作l 不同的ONU 分配不同的时间片,轮流发送上行数据;每个ONU 发送上行数据的时间片可以是动态的,时间片的大小和多少在宏观上表现为带宽的大小l 由于数据速率非常高,因此细微的由ONU 的距离不同而产生的时延应该在发送上行数据的时候予以考虑——需要测距EPON 的原理——上行数据EPON 的原理——上行数据2.测距和时延补偿技术1.上行信道复用技术3.光器件4.突发信号的快速同步EPON 关键技术(一)EPON 关键技术(一)«上行信道复用技术(EPON 技术的核心)目前主要采用TDMA 方式,即如何使用TDMA 使上行信道的带宽利用率、时延和时延抖动等指标达到要求。
涉及到上行带宽的分配方法、ONU 发送窗口固定还是可变、最大的ONU 发送窗口应为多大、ONU 发送窗口的间隔、以太网帧是否切割等问题。
目前主要采用TDMA 方式,即如何使用TDMA 使上行信道的带宽利用率、时延和时延抖动等指标达到要求。
涉及到上行带宽的分配方法、ONU 发送窗口固定还是可变、最大的ONU 发送窗口应为多大、ONU 发送窗口的间隔、以太网帧是否切割等问题。
EPON 关键技术(二)EPON 关键技术(二)«测距和时延补偿技术由于光纤信道时延较大,ONU 与OLT 之间的距离将会影响到上行信道的复用,如果准确测量各个ONU 到OLT 的距离并能精确的调整ONU 的发送时延,则可以减小ONU 发送窗口间的间隔,从而提高上行信道的利用率并减小时延。