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PON技术在光纤接入网中的应用随着宽带接入需求的增加，光纤接入网已成为未来通信网络的发展方向。
而PON技术（Passive Optical Network）作为光纤接入网络中的重要组成部分，具有高带宽、低成本、易维护等优点，正逐渐成为主流的光纤接入技术。
本文将就PON技术在光纤接入网中的应用进行探讨。
一、PON技术概述PON技术是一种光分布式的传输方式，它采用了被动式光分路器（Passive Splitter）实现光信号的分配和传输，不需要电源和电子设备来增益信号，因此成本低、可靠性高。
PON技术采用了TDMA（Time Division Multiple Access）或者WDM（Wave Division Multiplexing）技术，可以实现多用户共享一根光纤，从而降低了光纤接入网络的建设和运营成本。
PON技术一般分为EPON（Ethernet PON）、GPON（Gigabit PON）和XG-PON（10G PON）等不同的标准，它们分别对应了不同的传输速率和应用场景。
EPON和GPON是较为成熟的技术，被广泛应用于FTTH（Fiber To The Home）等场景；而XG-PON则适用于对带宽要求较高的企业用户和大型机构。
1. 宽带接入随着互联网、智能家居等应用的普及，用户对宽带接入的需求越来越大。
传统的ADSL （Asymmetric Digital Subscriber Line）接入方式受限于电话线的性能，无法满足用户对高速宽带的需求。
而PON技术可以实现高速的光纤接入，为用户提供更高带宽的网络体验。
尤其是在FTTH场景下，PON技术可以实现家庭用户的高速宽带接入，支持高清视频、在线游戏等大流量应用的稳定运行。
2. 有线电视和光纤网联播传统的有线电视网络和光纤网络分别独立建设和运营，无法实现资源共享和业务融合。
而PON技术可以实现有线电视信号和光纤网络信号的统一传输，从而实现有线电视和光纤网的联播和资源共享。
无源光网络(PON)技术1. PON技术的概述无源光网络(PON)技术是最新发展的点到多点的光纤接入技术。
无源光网络由光线路终端(OLT)、光网络单元(ONU)和光分配网络(ODN)组成。
一般其下行采用TDM广播方式、上行采用TDMA(时分多址接入)方式，而且可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构(典型结构为树形结构)，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。
这样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，简化了供电配置和网管复杂度，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,越来越受到业界的关注和重视,发展非常迅猛。
与点到点的有源光网络相比，PON技术的主要特点在于维护简单，成本较低(节省光纤和光接口)和较高的传输带宽，其高性能价格比的特点会使其在很长时间内保持竞争优势，PON一直视被为接入网未来的发展方向。
PON网络由于其简洁、廉价、可靠的网络拓扑结构被普遍认为是宽带接入网的最终解决方案，支持光纤到户FTTH。
与核心网不同的是，FTTH对成本更加敏感。
成本的突破很大程度上意味着条件的成熟。
剖析FTTH成本因素，主要有两个方面，一是设备采购成本，二是运营成本。
根据NTT公布的数据，FTTH的这两项成本已经与高速ADSL基本接近。
值得一提的是，目前ADSL设备的价格下降潜力已经不大，但是FTTH的成本随着规模增长有望继续下降。
从整体上看，在接入网领域光通信酝酿着新一轮的发展。
所以FTTH技术目前已被证实不仅技术上是成熟的，而且经济上是可行的。
继1998年ITU-T通过了基于ATM的G.983系列建议，2001年开始，两大通信标准化组织IEEE和ITU-T开始研究制订新一代PON技术标准,以满足未来宽带接入网的要求。
PON作为FTTH唯一的实现方式，它的三个同胞兄弟APON、EPON和GPON似乎从一开始就注定了要在竞争中不断完善和发展。
基于PON技术的宽带接入1PON技术的概念1.1PON技术的概念以及特点无源光网络（PON）(PassiveOpticalNetwork，无源光网络)技术是一种一点到多点的光纤接入技术，它由局侧的OLT（光线路终端）、用户侧的ONU（光网络单元）以及ODN（光分配网络）组成。
所谓“无源”是指在ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成。
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，是通信行业长期期待的技术。
同有源系统比较，PON技术具有节省光缆资源、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。
1.2PON技术的工作原理（1）工作原理框图如图1所示，PON系统由位于中央局端的一个光线路终端（OLT）和位于客户端的一组关联光网络终端（ONT）组成，在它们之间是由光纤和无源分光器或连接器组成的光分配网络（ODN）。
（2）基于TDM/TDMA的上行/下行流量管理。
在PON中，OLT与ONU之间采用的数据传输方式包括WDM/WDMA、SCM/SCMA、CDM/CDMA和TCM/TCMA，实际应用中一般采用TDM/TDMA方式，图2、3表明在PON系统中从OLT到多个ONU其下行采用TDM广播方式、上行采用TDMA（时分多址）方式的数据传输过程。
2PON技术的分类以及在FTTx中的应用2.1FTTx技术FTTx技术分为FTTB、FTTC、FTTZ、FTTH、FTTO、FTTF 等。
其中最主要的是FTTB（光纤到大楼）、FTTC（光纤到路边）、FTTH（光纤到用户）三种形式。
随着软交换与光缆技术进一步成熟，FTTH将成为我们通信接入方式的最终目标。
有源光纤接入技术如PDH、SDH、MSTP、点到点以太网系统因机房建设、有源设备建设、维护成本高等原因而渐渐被淘汰；PON技术则因为无源化带来的维护成本低，以及无机房建设产生的建设成本低，愈加受到行业欢迎。
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。
PON技术在光纤接入网中的应用基本概念PON技术全称为被动光网络技术，是一种光纤接入网络技术，它是通过FTTH（光纤到户）的方式，将光纤接入用户家中或办公室内，提供高速宽带接入服务。
PON技术是一种点对多点（P2MP）的传输方式，在这种传输方式下，一个OLT（光线路终端）可以同时连接到多个ONU（光网络单元），实现数据的共享。
PON技术在光纤接入网中的应用范围很广泛。
其中，最主要的应用是在宽带上网、IPTV、VoIP和CCTV等方面。
宽带上网PON技术能够提供高速的网络接入速度，可以满足用户日益增长的上网需求。
PON技术可以提供1Gbps和10Gbps以上的连接速度，这意味着用户可以快速地下载文件、观看高清视频，在线游戏等。
IPTV随着IPTV服务的发展，越来越多的用户选择了IPTV来观看电视节目。
PON技术可以提供高带宽的视频传输服务，并支持多种视频编码格式，例如：H.264、MPEG4等。
这使得IPTV服务可以在高速网络上传输高清视频，从而提高了用户的观看体验。
通过PON技术，用户可以利用VoIP电话系统进行电话通讯。
PON技术可以提供高质量的语音传输服务，同时也可以支持各种类型的音频编码格式，例如：G.711、G.723、G.729等。
CCTV在一些公共场所（例如：商场、超市、银行等）中，通常都需要安装CCTV监控系统。
PON技术可以提供高带宽和高质量的视频传输服务，使得这些监控摄像头的画面可以实时地传输到监控中心。
PON技术的优点与传统的光纤接入技术相比，PON技术具有许多优势，包括：1. 更低的成本：由于PON技术采用点对多点传输方式，因此只需要使用很少的光纤线路就可以为多个用户提供服务，这使得它的成本相对于传统技术更低。
2. 更高的带宽：使用PON技术，可以实现1Gbps或更高的传输速度。
这使得用户可以享受更快的上网速度和更优质的服务。
3. 更低的功耗：由于PON技术是一种被动式技术，它不需要额外的电力设备支持，因此它可以节约大量的能源，并降低网络运行成本。
PON技术一．光纤知识DDF（Digital Distribution Frame）数字配线架数字配线架又称高频配线架，在数字通信中越来越有优越性，它能使数字通信设备的数字码流的连接成为一个整体，从速率2 Mb/s～155 Mb/s信号的输入、输出都可终接在DDF 架上，这为配线、调线、转接、扩容都带来很大的灵活性和方便性。
ODF（Optical Distribution Frame）光纤配线架光纤配线架（ODF）用于光纤通信系统中局端主干光缆的成端和分配，可方便地实现光纤线路的连接、分配和调度。
随着网络集成程度越来越高，出现了集ODF、DDF、电源分配单元于一体的光数混合配线架，适用于光纤到小区、光纤到大楼、远端模块局及无线基站的中小型配线系统。
尾纤接口主要有以下四种：SC/PC方、FC/PC圆、LC/PC两方、E2000/APC四种接口，光纤跳线1.一般用在光端机和终端盒之间的连接。
2.光纤主要分为两类：单模光纤(Single-mode Fiber)：黄色，接头和保护套为蓝色；传输距离较长。
多模光纤(Multi-mode Fiber)：橙色，也有的用灰色表示，接头和保护套用米色或者黑色；传输距离较短。
3.光纤使用注意光纤跳线两端的光模块的收发波长必须一致，既两端必须是相同波长的光模块，简单的区分方法是光模块的颜色要一致。
一般的情况下，短波光模块使用多模光纤（橙色的光纤），长波光模块使用单模光纤（黄色光纤），以保证数据传输的准确性。
光纤在使用中不要过度弯曲和绕环，这样会增加光在传输过程的衰减。
光纤跳线使用后一定要用保护套将光纤接头保护起来，灰尘和油污会损害光纤的耦合光端机―――――将多个E1信号变成光信号并传输的设备。
（E1：一种中继线路的数据传输标准，通常速率为2.048Mbps，此标准为中国和欧洲采用）支持4E1~4032E1。
光端机分3类：PDH，SPDH，SDH。
PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy，准同步数字系列）小容量，一般是成对应用，也叫点到点应用，容量一般为4E1，8E1，16E1。
无源光网络(PON)技术概述摘要:简单介绍无源光网络（PON）技术，包括它们的组成、分类和性能特点，实际应用中的组网方式和光功率计算等。
关键词:无源光网络EPON GPON FTTx我国目前的主流有线宽带接入技术主要包括ADSL、FTTB+LAN、FTTx等，其中光纤接入（FTTx）技术是今后一定时期内的发展方向，它主要通过无源光网络（PON）技术实现。
1 光纤传输的优势光纤传输具有带宽高、线路直径小且重量轻、传输质量高和成本低等优势。
如今光纤的带宽理论上已经超过10GHz，每公里衰减小于0.3db，随着技术的发展，未来10～100Gb/s的传输也将成为可能；光纤即便包裹着保护套，也比同等的铜线尺寸小重量轻；更为突出的是，光纤传输抗干扰能力强，几乎可以忽略附近各种电子噪声源的干扰；此外，传输途中的低损耗可以增加中继器间的距离，因此减少了外部设备的成本，降低了维护运行费用。
2 无源光网络（PON）的组成与分类无源光网络（PON）系统由局端设备（OLT）、用户端设备（ONU/ONT）和光分配网（ODN）组成。
所谓“无源”，是指ODN 全部由无源光分路器和光纤等无源器件组成，不包括任何有源器件。
PON技术采用点到多点的拓扑结构，下行和上行分别采用时分复用（TDM）的广播方式和时分多址（TDMA）方式传输数据。
PON技术可以细分为很多种，目前常见的有APON（ATM PON）、EPON（Ethernet PON）和GPON（Gigabit PON），它们的主要区别体现在数据链路层和物理层的不同。
其中，APON以ATM作为数据链路层；EPON使用以太网作为数据链路层，并扩充以太网使之具有点到多点的通信能力；GPON则结合了APON和EPON的优点，使用ATM/GEM作为数据链路层，能够对多种业务提供良好支持，同时引入了更多的来自电信业的网络管理和运行维护思想。
目前，APON技术由于成本高，宽带低，已经基本被市场淘汰，主流代表技术为EPON 和GPON。
EPONEPON（以太无源光网络）是一种新型的光纤接入网技术，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，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，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理等等。
1.简介EPON波分复用技术EPON(Ethernet Passive Optical Network以太网无源光网络)IEEE802.3定义了以太网的两种基本操作模式。
第一种模式采用载波侦听多址接入/冲突检测（CSMA/CD）协议而应用在共享媒质上；第二种模式为各个站点采用全双工的点到点的链路通过交换机连接到一起。
相应的，以太网MAC可以工作于这两种模式之一：CSMA/CD模式或全双工模式。
EPON媒质的性质是共享媒质和点到点网络的结合。
在下行方向，拥有共享媒质的连接性，而在上行方向其行为特性就如同点到点网络。
下行方向：olt发出的以太网数据报经过一个1:n的无源光分路器或几级分路器传送到每一个ONU。
N的典型取值在4～64之间（由可用的光功率预算所限制）。
这种行为特征与共享媒质网络相同。
在下行方向，因为以太网具有广播特性，与EPON结构和匹配：OLT广播数据包，目的ONU有选择的提取。
上行方向：由于无源光合路器的方向特性，任何一个ONU发出的数据包只能到达OLT，而不能到达其他的ONU。
EPON在上行方向上的行为特点与点到点网络相同。
但是，不同于一个真正的点到点网络，在EPON种，所有的ONU 都属于同一个冲突域――来自不同的ONU的数据包如果同事传输依然可能会冲突。
因此在上行方向，EPON需要采用某种仲裁机制来避免数据冲突。
2.技术基础无源光网络（PON）的概念由来已久，它具有节省光纤资源、对网络协议透明的的特点，在光接入网中扮演着越来越重要的角色。
同时，以太网（Ethernet）技术经过二十年的发展，以其简便实用，价格低廉的特性，几乎已经完全统治了局域网，并在事实上被证明是承载IP数据包的最佳载体。
随着IP业务在城域和干线传输中所占的比例不断攀升，以太网也在通过传输速率、可管理性等方面的改进，逐渐向接入、城域甚至骨干网上渗透。
而以太网与PON的结合，便产生了以太网无源光网络（EPON）。
它同时具备了以太网和PON的优点，正成为光接入网领域中的热门技术。
3.技术的发展2000年11月，IEEE成立了802.3 EFM(Ethernet in the FirstMile)研究组，业界有21个网络设备制造商发起成立了EFMA，实现Gb/s以太网点到多点的光传送方案，所以又称GEPON（GigabitEthernetPON）。
EFM标准IEEE802.3ah；EPON就是一种新兴的宽带接入技术，它通过一个单一的光纤接入系统，实现数据、语音及视频的综合业务接入，并具有良好的经济性。
业内人士普遍认为，FTTH是宽带接入的最终解决方式，而EPON也将成为一种主流宽带接入技术。
由于EPON网络结构的特点，宽带入户的特殊优越性，以及与计算机网络天然的有机结合，使得全世界的专家都一致认为，无源光网络是实现“三网合一”和解决信息高速公路“最后一公里”的最佳传输媒介。
4.接入系统的特点局端（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；EPON采用以太网的传输格式同时也是用户局域网/驻地网的主流技术，二者具有天然的融合性，消除了复杂的传输协议转换带来的成本因素；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。
在ONU侧通过光分路器分送给最多32个用户，因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力；上下行均为千兆速率，下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽，上行利用时分复用（TDMA）共享带宽。
高速宽带，充分满足接入网客户的带宽需求，并可方便灵活的根据用户需求的变化动态分配带宽；点对多点的结构，只需增加ONU数量和少量用户侧光纤即可方便地对系统进行扩容升级，充分保护运营商的投资；EPON具有同时传输TDM、IP数据和视频广播的能力，其中TDM和IP数据采用IEEE802.3以太网的格式进行传输，辅以电信级的网管系统，足以保证传输质量。
通过扩展第三个波长（通常为1550nm）即可实现视频业务广播传输。
EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽，并且随着以太技术的发展可以升级到10Gb/s.在北京举办的2009中国FTTH高峰发展论坛上，中兴通讯发布了全球首台“对称”10G EPON设备样机。
5.技术特点EPON技术由IEEE 802.3 EFM工作组进行标准化。
2004年6月，IEEE 802.3EFM工作组发布了EPON标EPON模板准——IEEE 802.3ah(2005年并入IEEE 802.3-2005标准)。
在该标准中将以太网和PON技术相结合，在无源光网络体系架构的基础上，定义了一种新的、应用于EPON系统的物理层(主要是光接口)规范和扩展的以太网数据链路层协议，以实现在点到多点的PON中以太网帧的TDM接入。
此外，EPON还定义了一种运行、维护和管理(OAM)机制，以实现必要的运行管理和维护功能。
在物理层，IEEE 802.3-2005规定采用单纤波分复用技术(下行1490 nm，上行1310 nm)实现单纤双向传输，同时定义了1000 BASE-PX-10 U/D和1000 BASE-PX-20 U/D两种PON光接口，分别支持10 km和20 km的最大距离传输。
在物理编码子层，EPON系统继承了吉比特以太网的原有标准，采用8B/10B线路编码和标准的上下行对称1 Gbit/s数据速率(线路速率为1.25 Gbit/s)。
在数据链路层，多点MAC控制协议(MPCP)的功能是在一个点到多点的EPON系统中实现点到点的仿真，支持点到多点网络中多个MAC客户层实体，并支持对额外MAC的控制功能。
图1示意了EPON协议参考模型及多点MAC 控制协议的位置。
MPCP主要处理ONU的发现和注册，多个ONU之间上行传输资源的分配、动态带宽分配，统计复用的ONU本地拥塞状态的汇报等。
利用其下行广播的传输方式，EPON定义了广播LLID(LLID=0xFF)作为单拷贝广播(SCB)信道，用于高效传输下行视频广播/组播业务。
EPON还提供了一种可选的OAM功能，提供一种诸如远端故障指示和远端环回控制等管理链路的运行机制，用于管理、测试和诊断已激活OAM功能的链路。
此外，IEEE 802.3-2005还定义了特定的机构扩展机制，以实现对OAM功能的扩展，并用于其他链路层或高层应用的远程管理和控制。
相对于BPON和GPON，EPON协议简单，对光收发模块技术指标要求低，因此系统成本较低。
另外，它继承了以太网的可扩展性强、对IP数据业务适配效率高等优点，同时支持高速Internet接入、语音、IPTV、TDM专线甚至CATV 等多种业务综合接入，并具有很好的QoS保证和组播业务支持能力，是目前建设高质量接入网的重要备选技术之一。
6.技术现状自EFMA(Ethernet First Mile Alliance，第一公里以太网联盟)在2004年6月发布EPON技术规范IEEE 802.3 ah以来，EPON技术得到快速发展，目前相关的芯片和设备均已基本成熟，并有较大规模的应用。
在日本，NTT、KDDI、YahooBB等运营商从2004年开始部署EPON，采用FTTH、FTTB/C+VDSL/ADSL2+等多种组网方式，为用户提供高带宽互联网接入业务。
目前，日本市场上已经部署了超过500万线的EPON设备，而且每月新增的FTTH 用户数已经超过了DSL用户。
目前，EPON技术已经成熟，主要体现在以下方面：经过各标准化组织、设备和芯片制造商、运营商的共同努力，EPON商用芯片和光模块已经成熟，在中国电信的主导下，已经实现了EPON芯片级和系统级的互通测试;EPON产业链也在进一步成熟，形成了良性的市场竞争格局，设备成本进一步下降，已达到规模商用水平。
7.技术的应用公众客户综合接入对于公众用户来说，可以采用FTTH和FTTB/C/Cab等应用模式。
大客户、商业客户综合接入对于商业用户，可以根据业务需求和用户规模的不同，采取不同的实施模式，如FTTO、FTTB或FTTC。
“全球眼”等高带宽接入“全球眼”等对带宽(特别是上行带宽)要求比较高的应用可以采用EPON作为接入手段，具体组网方式如图5所示。
PON替代了原来模拟组网方案中的二/三层交换机，同时还节省大量的光纤收发器，并且不需要视频光端机设备。
村村通接入在光纤资源短缺的情况下，如村村通工程中，可采用多级分光且分光功率不等的光分路器方案，即在只有一芯或几芯光缆资源的情况下采用功率不等光分路器逐点汇聚。
8.功率预算按照IEEE802.3ah-2004的约定：OLT侧发射功率大于2dBm，接收灵敏度<-27dBm；对于ONU发射功率大于-1dBm，接收灵敏度<-24dBm，整个光链路的损耗上行<24dB，下行<23.5dB。
EPON上行1310nm和下行1490nm波长在G.652光纤中的损耗约为0.3dB/km。
综上可见功率预算对于长距离EPON来说是最为重要的因素。
为了提高传输距离，除了减少线路插入损耗外，还可以采用光放大的手段来提高光功率预算，具体包括以下两类方法：光放大器(图1)和中继器（OEO，optical-electrical-optical，光电光）（图2）。
光放大器方案在上下行方向均需要使用到Diplexer（WDM复用/解复用器）和OA（OpticalAmplifier,光放大器），而OBF(Optical Bandpass Filter, 光带通滤波器)则是可选的，使用OBF主要是为了克服OA的自发辐射效应，以提供更好的性能。
中继器方案则直接采用两个光模块背靠背互连，并使用本地的控制器来控制两个光模块的发光，从而达到简单的OEO中继的目的，成本较低。
但图2的方案仍然不够精细，因为OEO 会带来延时，而我们知道EPON上行方向是突发的，这样会带来一些时序上的轻微措施，在长距离的情形下，表现将更加明显。
为此对于更长距离的应用将需要内置智能单元以截获MPMC层的消息，来计算分析并弥补突发开销。
9.EPON的色散EPON系统中上行使用1310nm波长，下行使用1490nm波长，采用的光纤维ITU-TG.652光纤，我们知道G.652光纤的零色散波长为1300~1324nm区间，上行波长正好在这个区间内，因此对于ONU的光谱特性要求不高，可以使用FP 激光器。
