有源光网络和无源光网络..

浅谈光纤通信技术作者：张晶来源：《数字技术与应用》2013年第02期摘要：光纤通信是以光波为载波，利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介，通过光电变换，用光来传输信息的通信系统。

从国家骨干通信网到城域网以及到用户的接入网，基本上都是采用光纤通信的方式实现的。

关键词：光纤网络传输容量超高速超长距离 DWDM 自动交换光网络中图分类号：TN929.11 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）02-0044-01近些年来，随着技术的发展，核心网已经实现了光纤化、数字化。

这就要求我们对光纤通信技术有比较深刻的认识。

光纤通信技术是实现网络信息化的核心技术，它负责把网络中的信号安全、高速的进行传送。

目前，我国累计铺设光缆近400万公里，累计光纤用量近8000万公里。

随着对传输速度和质量的要求不断提高，未来建立一个速度更快、容量更大的光纤通信网络已经是刻不容缓。

1 光纤通信技术优势光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输介质，由于光波频率远高于电波的频率，同时作为传输介质的光纤的损耗又远低于其它传输介质，所以光纤通信技术拥有频带宽，通信容量大、损耗低，中继距离长、抗电磁干扰能力强、保密性能好等特点。

1.1 频带宽、损耗低以目前的技术而言，我们发现传输的最好载体依然是光，所以我们只有充分利用光谱才能带给我们充裕的带宽，只有利用光作为传输介质才能给我们带来更低的损耗更远的中继距离。

以单模光纤为例，当它位于1550nm窗口时，衰减仅为0.19～0.25dB/km，色散系数为15～20ps/（nm.km）。

由于光纤传输损耗低，所以其中继距离达到几十公里至上百公里。

近些年来，人们为了获得更大的带宽，一般常用以下几种方式来增加光纤传输容量，空分复用（SDM）、电的时分复用（TDM）、波分复用（WDM）、光的频分复用（OFDM）、光的时分复用（OTDM）和光孤子技术（So liton）。

基于实用性，只对TDM和WDM两种扩容方式作简要介绍。

常用的网络接入方案及接入设备计算机网络常用的网络接入方案及接入设备学校：西南交通大学学院：信息科学与技术学院专业：软件工程班级：软件二班姓名：田杰雄学号：20192740常用的网络接入方案1.ADSLADSL （Asymmetric Digital Subscriber Line ，非对称数字用户环路）是一种新的数据传输方式。

它因为上行和下行带宽不对称，因此称为非对称数字用户线环路。

它采用频分复用技术把普通的电话线分成了电话、上行和下行三个相对独立的信道，从而避免了相互之间的干扰。

即使边打电话边上网，也不会发生上网速率和通话质量下降的情况。

通常ADSL在不影响正常电话通信的情况下可以提供最高3.5Mbps的上行速度和最高24Mbps 的下行速度。

相关设备ADSL是一种异步传输模式（ATM）。

在电信服务提供商端，需要将每条开通ADSL业务的电话线路连接在数字用户线路访问多路复用器（DSLAM）上。

而在用户端，用户需要使用一个ADSL终端（因为和传统的调制解调器（Modem）类似，所以也被称为“猫”）来连接电话线路。

由于ADSL使用高频信号，所以在两端还都要使用ADSL信号分离器将ADSL数据信号和普通音频电话信号分离出来，避免打电话的时候出现噪音干扰。

通常的ADSL终端有一个电话Line-In，一个以太网口，有些终端集成了ADSL信号分离器，还提供一个连接的Phone接口。

某些ADSL调制解调器使用USB接口与电脑相连，需要在电脑上安装指定的软件以添加虚拟网卡来进行通信。

2. ISDN综合业务数字网(ISDN)是一种信息通信网络。

它提供端到端的数字连接，支持一系列的语音和非语音业务，可以用于计算机网络互联和用户网络接入。

数字化的发展趋势使得ISDN业务有了发展的空间。

用户只需要在现有的一对电话线上加上ISDN终端设备就可获取ISDN基本速率BRI（2B+D），从而使日常的使用业务从单一的语音通信拓展到文学、语音、数据和图象等多种综合业务。

标清电视（SDTV），是指分辨率达到720x576像素标准的电视系统。

可称为标准分辨率电视、标准清晰度电视（standard-definition television）。

高清电视（HDTV）：国际电联的定义是一个正常视力的观众在距该系统显示屏高度的三倍距离上所看到的图像质量应具有观看原始景物或表演时所得到的印象。

水平和垂直清晰度是常规电视的两倍左右，配有多路环绕立体声。

高清互动：高清互动电视是一种通过有线数字电视双向网络，基于高清互动机顶盒，输出高清晰度数字电视节目视频内容和综合信息服务平台，能提供高清直播、电视回看、视频点播、等服务。

云媒体电视（CMTV）：云媒体电视是以下一代广播电视网为基础，以综合视频、语音、数据等多媒体、全业务服务为途径，以开放化、智能化为特征，为用户提供融合广播电视、绿色互联网、可视通信以及开放的视频增值业务等全业务服务的安全可控的数字电视。

中国下一代广播电视网（NGB），是由科技部和广电总局联合组织开发建设，以有线电视网数字化整体转换和移动多媒体广播电视(CMMB)的成果为基础，以自主创新的“高性能宽带信息网”核心技术为支撑，构建的适合我国国情的、“三网融合”的、有线无线相结合的、全程全网的下一代广播电视网络。

OLT（光纤线路终端）OLT设备是重要的局端设备，它实现的功能是：1、与前端（汇聚层）交换机用网线相连，转化成光信号，用单根光纤与用户端的分光器互联。

2、实现对用户端设备ONU的控制、管理、测距等功能。

3、OLT设备和ONU设备一样，也是光电一体的设备。

PON（无源光网络）是指（光配线网中）不含有任何电子器件及电子电源，ODN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。

一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端（OLT），以及一批配套的安装于用户场所的光网络单元（ONUs）。

在OLT与ONU之间的光配线网（ODN）包含了光纤以及无源分光器或者耦合器。

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。

ONU (Optical Network Unit) 光节点。

ONU分为有源光网络单元和无源光网络单元。

一般把装有包括光接收机、上行光发射机、多个桥接放大器网络监控的设备叫做光节点。

ONU功能１、选择接收OLT发送的广播数据；２、OLT: optical line terminal(光缆终端设备），用于连接光纤干线的终端设备。

３、OLT机箱前视图：４、５、６、７、OLT功能８、1、向ONU(光网络分配单元）以广播方式发送以太网数据；2、发起并控制测距过程，并记录测距信息；3、为ONU分配带宽；即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小．EPON无源光网络系统中的局端设备（OLT），是一个多业务提供平台，同时支持IP业务和传统的TDM业务。

放置在城域网边缘或社区接入网出口，收敛接入业务并分别传递到IP网。

EPON无源光网络系统组网灵活，下联半径20公里范围内处于业务接入点的多个终端, 构成EPON系统网络。

该系统可支持多种业务模式，适应多种工作环境，为用户提供FTTx系列解决方案。

OLT除了提供业务汇聚的功能外，还是集中网络管理平台。

在OLT上可以实现基于设备的网元管理和基于业务的安全管理和配置管理。

不仅可以监测、管理设备及端口，还可以进行业务开通和用户状态监测，而且还能够针对不同用户的QoS/SLA要求进行带宽分配。

OLT路由功能测试方法可用CDRouter进行全自动测试OLT功能1、向ONU(光网络分配单元）以广播方式发送以太网数据；2、发起并控制测距过程，并记录测距信息；3、为ONU分配带宽；即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小．EPON无源光网络系统中的局端设备（OLT），是一个多业务提供平台，同时支持IP业务和传统的TDM业务。

放置在城域网边缘或社区接入网出口，收敛接入业务并分别传递到IP网。

EPON无源光网络系统组网灵活，下联半径20公里范围内处于业务接入点的多个终端, 构成EPON系统网络。

ONU：光纤网络单元（Optical Network Unit）。

ONU属于接入网的用户侧设备，为用户提供电话、数据通信、图像等各种UNI接口。

ONU简介ONU (Optical Network Unit) 光节点。

ONU分为有源光网络单元和无源光网络单元。

一般把装有包括光接收机、上行光发射机、多个桥接放大器网络监控的设备叫做光节点。

ONU功能１、选择接收OLT发送的广播数据；２、响应OLT发出的测距及功率控制命令；并作相应的调整；３、对用户的以太网数据进行缓存，并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送。

ONU设备完全符合IEEE 802.3/802.3ah·接收灵敏度高达-25.5dBm·发送功率高达-1至+4dBm·单光纤提供数据、IPTV，语音等业务，真正实现“triple-play”应用。

·最高速率PON：上下行对称1Gb/s数据、VoIP语音和IP视频服务。

·基于自动发现与配置的ONU“即插即用”·基于服务水平协议（SLA）计费的高级服务质量（QoS）功能·丰富强大的OAM功能支持的远端管理能力·高灵敏度光接收和低输入光功耗·支持Dying Gasp功能有源光网络单元有源光网络单元主要应用于三网合一之时，其集成了CATV全频段RF输出；高质量VOIP音频；三层路由模式，无线接入等功能，轻松实现三网融合终端设备接入。

无源光网络单元无源ONU （光网络单元）是GPON（千兆无源光网络）系统的用户侧设备，通过PON（无源光纤网络）用于终结从OLT（光线路终端）传送来的业务。

与OLT配合，ONU可向相连的用户提供各种宽带服务。

如Internet surfing，VoIP，HDTV，VideoConference等业务。

ONU作为FTTx应用的用户侧设备，是“铜缆时代”过渡到“光纤时代”所必备的高带宽高性价比的终端设备。

光纤到户（FTTH）有源光网络(AON) 和无源光网络(PON) 是使FTTH 宽带连接成为两大系统，PON在FTTH 部署中更为普遍，具有成本效益。

PON主要基础组件和相关技术：OLT、ONT、ONU、ODN关键词：分光器，无源，无电源目前主要有两种PON 标准：千兆无源光网络(GPON) 和以太网无源光网络(EPON)。

1.千兆无源光网络(GPON)--OLT;ONU, ONT;ODN服务提供商的中心局有一个光线路终端（OLT）终端用户附近有多个光网络单元（ONU）或光网络终端（ONT），作为分光器（SPL）OLT与ONU/ONT之间的传输也使用了ODN（Optical Distribution Network）。

链接顺序：核心交换机--以太网电缆--ODN--ONU/ONT--用户在ODN 内，光缆、光纤连接器、无源光分路器和辅助组件相互协作备注：ONT本质上和ONU是一样的，ONT 是ITU-T 术语，而ONU 是IEEE 术语，属于不同的标准体，都是指GEPON系统中的用户侧设备，但在实践中，ONT和ONU根据它们的位置有一点区别。

OLT、ONU或ONT、ODN是GEPON系统的主要组成部分应用：无源光网络更适合家庭互联网、语音和视频应用。

此外，无源光网络还可应用于大学校园和商业环境，提供具有成本效益的解决方案GPON 模块GPON OLT CLASS C+/C++/C+++光模块，适用于光线路终端，其传输距离为20KM，速率为2.5G/1.25G，单模，SC接口,支持DDM。

GPON OLT CLASS B+光模块，适用于光线路终端，其传输距离为20KM，速率为2.5G/1.25G，单模，SC接口,支持DDM。

2.EPON (Ethernet Passive Optical Network，简称：EPON)是基于以太网的PON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。

光通信中的无源光网络技术研究无源光网络技术是目前光通信领域研究的重点内容之一。

无源光网络是以被动元件为主要构成的光网络，也称为全光网络。

相比有源光网络，无源光网络的构建成本更低，同时无需进行耗能量的光放大，从而可以有效降低光信号传输过程中的能耗，提高光网络的可靠性和稳定性。

本文将对无源光网络的技术特点、发展现状及研究进展进行探讨。

一、无源光网络技术特点无源光网络中的主要光元器件是光纤、光栅、波导等无源器件，它们均没有自己的电源设备，也不需要人为干预，可靠性高、寿命长。

通过对无源光网络进行一定的设计和优化，可以将网络所需的光源等主要器件做进被动元器件中，从而在光网络传输过程中最大限度地减少光信号损耗，提高网络传输效率和可靠性。

二、无源光网络发展现状当前，无源光网络技术已经得到了广泛的应用和研究。

无源光网络已广泛用于高速通信、无线通信、光存储、光计算等领域。

在实际应用中，无源光网络的优点有很大发挥空间。

三、无源光网络研究进展在无源光网络领域中，有很多的研究方向，例如光路调度、数据安全、新型纤芯等方面，进行不断的改进和创新，科技进步带来的发展速度越来越快。

目前，人们对光通信的期望越来越高，因此无源光网络技术的研究也必须不断创新和更新。

四、一个令人振奋的新突破在无源光网络的研究中，近年来有一个令人振奋的新突破：基于真空电子器件的新型无源光网络。

这种新型的无源光网络主要利用微小尺寸的真空电子器件进行信号控制和调制，从而实现对光信号的高效传输和处理。

相比传统的无源光网络，这种新型网络具有更高的灵活性、更高的传输速率、更高的抗干扰能力等优点。

当前，这种基于真空电子器件的新型无源光网络已经在一些领域中得到了广泛的应用，并有望在未来成为光网络的新标准。

五、结论无源光网络技术是光通信领域中的重要研究方向。

无源光网络的发展趋势是越来越灵活和高效，无源光网络需要在多个方面进行创新和应用，从而更好地服务于实际需求。

在未来的科技发展中，无源光网络将成为光通信的主流技术，并为人们的通信、互联网等带来无与伦比的体验和效果。

一、主要技术指标、术语和定义（一）术语及定义1、无源光网络：由光纤、光分路器、光连接器等无源光器件组成的点对多点的网络，简称PON。

2、无源光网络系统：由光线路终端OLT、光分配网ODN、光网路单元ONU 组成的信号传输系统，简称PON 系统。

根据采用的信号传输格式可简称xPON，如APON、BPON、EPON 和GPON 等。

3、光分配网：是无源光网络的另一种称呼，由馈线光缆、光分路器、配线光缆组成的点对多点的光分配网络，简称ODN。

4、馈线：光分配网中从光线路终端OLT 侧紧靠S/R 接口外侧到第一个分光器主光口入口连接器前的光纤链路。

5、配线：光分配网中从第一级光分路器的支路口到光网络单元ONU 线路侧R/S接口间的光纤链路。

采用多级分光时，也包含除一级光分路器以外的其它光分路器。

6、冷接子：一种通过机械方式快速实现裸光纤对接的光纤接续器件。

7、光分路器：一种可以将一路光信号分成多路光信号以及完成相反过程的无源器件，简称OBD。

8、分光分纤箱：专门为安装光分路器设计制作的箱体或机框，内部包含光纤熔接盘和光纤活动连接器等配件，具有一定的防尘功能。

箱式可分成落地安装式或挂墙安装式，机框式可安装在标准19 英寸机架上。

9、综合信息箱（家居配线箱、多媒体箱）：安装在最终用户处，具有电话、数据、有线电视等网络综合接线功能的有源信息分配箱。

10、用户光缆终端盒：提供光缆到达用户做终结的光纤保护盒，通常装有光接插件。

11、入户光缆：引入到用户建筑物内的光缆。

12、皮线光缆：是一种采用小弯曲半径光纤，具有低烟无卤阻燃特性外护套的非金属光缆，适用于室内暗管、线槽、钉固等敷设方式。

（二）主要技术指标1、光纤线路衰减系数2、线路设计维护余量的取值要求3、光分路器插损（三）ODN系统方面的主要设计规范1、光缆组网的主要原则（1）ODN应安全可靠，向下逐步延伸至通信业务最终用户。

（2）同一路由上的光缆容量应综合考虑，不宜分散设置多条小芯数光缆。

EPON技术简介1EPON技术介绍1.1PON技术发展光纤接入从技术上可分为两大类：有源光网络(AON，ActiveOpticalNetwork)和无源光网络(PON，PaiveOpticalNetwork)。

１９８３年，ＢＴ实验室首先发明了ＰＯＮ技术；PON是一种纯介质网络，由于消除了局端与客户端之间的有源设备，它能避免外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少线路和外部设备的故障率，提高系统可靠性，同时可节省维护成本，是电信维护部门长期期待的技术。

PON的业务透明性较好，原则上可适用于任何制式和速率的信号。

目前基于PON的实用技术主要有APON/BPON、GPON、EPON/GEPON等几种，其主要差异在于采用了不同的二层技术。

图1PON的两个主要标准体系APON是上世纪90年代中期就被ITU和全业务接入网论坛（FSAN）标准化的PON技术，FSAN在2001年底又将APON更名为BPON，APON的最高速率为622Mbp，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，未能取得市场上的成功。

为更好适应IP业务，第一英里以太网联盟（EFMA）在2001年初提出了在二层用以太网取代ATM的EPON技术，IEEE802.3ah工作小组对其进行了标准化，EPON可以支持1.25Gbp对称速率，随着光器件的进一步成熟，将来速率还能升级到10Gbp。

由于其将以太网技术与PON技术完美结合，因此成为了非常适合IP业务的宽带接入技术。

对于Gbp速率的EPON系统也常被称为GEPON。

100M的EPON与1G的EPON的不同在速率上的差异，在其中所包含的原理和技术，是一致的，目前业界主要推广的是GEPON，百兆位的EPON也有不多的一些应用。

在后面文档中提到的EPON，如果没有特别说明，都是指千兆位的GEPON。

EPON是几种最佳的技术和网络结构的结合。

EPON采用点到多点结构，无源光纤传输方式，在以太网上提供多种业务。

通信专业常用英语术语详解ADM Add Drop Multiplexer 分插复用器：利用时隙交换实现宽带管理，即允许两个STM-N信号之间的不同VC 实现互连，并且具有无需分接和终结整体信号，即可将各种G.703规定的接口信号(PDH)或STM-N信号(SDH)接入STM-M(M>N)内作任何支路。

AON Active Optical Network 有源光网络：有源光网络属于一点对多点的光通信系统，由ONU、光远程终端OLT 和光纤传输线路组成。

APON ATM Passive Optical Network ATM无源光网络：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理想长远解决方案，代表了面向21 世纪的宽带接入技术的最新发展方向。

ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line 非对称数字用户线：非对称数字用户线系统ＡＤＳＬ是一种采用离散多频音ＤＭＴ线路码的数字用户线ＤＳＬ系统。

AA Adaptive Antenna 自适应天线：一种天线提供直接指向目标的波束，比如移动电话的天线，能够随目标移动自动调整功率等因素，也称为智能天线（SMART ANTENNA）。

ADPCM Adaptive Differential Pulse Code Modulation 自适应脉冲编码调制：一种编码技术，将模拟采样的比特数从8位降低到3到4位，完成传输信号的压缩，ITU-T推荐G.721 为32位ADPCM定义了一种算法（每秒8000次采样，每次采样采4比特），与传统PCM编码相比，它的传输容量加倍。

ADFE Automatic Decree Feedback Equalizer自适应判决反馈均衡器：一种利用判决后的信号作为后向抽头的输入信号，可以消除噪声对后向抽头信号的影响的均衡器技术。

AMI Alternate Mark Inversion 信号交替反转码：一种数字传输中常用的编码技术，逻辑0由空电平表示，而逻辑1由交替反转的正负电压表示。

无源光网络无源光网络（passive optical network，简称PON）是一种基于光纤通信技术的网络架构，在高速数据传输、宽带接入和通信领域具有重要的应用价值。

本文从PON的定义、原理、工作模式、优势和应用等方面进行综述。

PON是一种分布式的光纤网络，光信号从光线端到终端进行传输，不存在中间设备参与处理和转发。

它基于波分复用技术，将光信号分成不同波长，以满足多用户的数据传输需求。

PON通过光纤和各个用户终端之间的光分配器进行数据传输，实现了一条光纤同时为多个用户提供服务。

PON的工作原理是将光信号由中心局传输到各个用户终端，然后通过光分配器将光信号进行分发。

中心局发送光信号，用户终端接收光信号，并将数据传输到中心局。

PON的主要组成部分包括OLT（Optical Line Terminal，光线端）、ODN （Optical Distribution Network，光分配网络）和ONT （Optical Network Terminal，光网络终端）。

PON有多种工作模式，包括APON、BPON、EPON和GPON等。

其中，GPON是目前应用最广泛的一种模式，具备高带宽、远距离传输和高效能的优势。

PON的工作模式决定了其支持的带宽和覆盖范围。

无源光网络相比传统的有源光网络具有许多优势。

首先，PON减少了光纤的使用量，降低了网络建设和运营成本。

其次，PON具有高带宽的特点，能够满足用户对高速宽带的需求。

此外，PON还具备抗干扰和安全性强的特点，保障了数据的传输质量和安全。

无源光网络在通信领域有广泛的应用。

在宽带接入方面，PON为用户提供了高速宽带接入服务，满足了互联网的需求。

在视频监控和视频会议方面，PON能够提供高质量的图像和音频传输，支持实时视频传输。

在智能家居和物联网方面，PON 能够支持大规模的设备连接，为用户提供智能化的生活体验。

总而言之，无源光网络是一种重要的通信技术，具备高带宽、低成本和高安全性的特点。