PON （Passive Optical Network）無源光網(wǎng)絡(luò)原理

PON是在所謂的“最后一公里”中缺少帶寬時的解決方案。家庭用戶為了獲得快速因特網(wǎng)接入,可以選擇的方法極其有限(電話或電纜系統(tǒng))。同樣,企業(yè)也局限于T1和T3載波提供的性能,雖然目前的無線、光纖和衛(wèi)星業(yè)務(wù)都已更加成熟。PON提供了城域中的另一種解決方案。它主要用于解決寬帶最終用戶接入終端局的問題，由于這種接入技術(shù)使得接入網(wǎng)的局端(OLT)與用戶(ONU)之間只需光纖、光分路器等光無源器件，不需租用機房和配備電源，因此被稱為無源光網(wǎng)絡(luò)。它用于FITH(光纖到家庭)。混合PON系統(tǒng)將光纜延伸到通信公司的遠程終端,然后利用銅線DSL業(yè)務(wù)進入家庭。

在PON的架構(gòu)中，一個光纖終端（OLT）下可以有多個無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）的單元。每一個單元均可形成一個獨立的PON網(wǎng)，藉由并不昂貴的分波器和光纖分布連接多種不同類型的ONT。對于接入網(wǎng)絡(luò)的無源性設(shè)計，減少了對電子元件的需求，如此一來便可以降低維修成本的支出。

無源光網(wǎng)絡(luò)是“復(fù)興的”光纜技術(shù),它最初是為有線電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的。最近以來,它作為一種能在城域提供高速接入的體系結(jié)構(gòu)而得到關(guān)注。PON現(xiàn)在是ITU規(guī)范。

通過PON，單根光纖從服務(wù)提供商的設(shè)備延伸到靠近居民區(qū)或商務(wù)中心的位置。“無源”是指該系統(tǒng)在服務(wù)提供商和客戶之間不需要電源和有源的電子組件。它僅由光纖、分路器、接頭和連接器組成。一根光纖可為多個客戶提供服務(wù),而此前的系統(tǒng)要求每個客戶都有獨立的光纖。PON可遠距離使用,它是農(nóng)村地區(qū)的理想選擇。

在圖中描述了基本的PON體系結(jié)構(gòu)。其概念是將光纖中繼線從服務(wù)提供商的頭端輻射到用戶。此系統(tǒng)具有以下組件:

OLT (光線路終端) PON光纖在服務(wù)提供商設(shè)施處的終端。

ONT(光網(wǎng)絡(luò)終端) 在用戶位置的終端。

OAS(光接人交換機) 位于服務(wù)提供商處的交換機,它聚合來自所有用戶的信元/數(shù)據(jù)分組并提供向因特網(wǎng)和PSTN的連接。

POS(無源光分路器) 或“分路器”在沿著進入多點樹狀拓?fù)涞穆窂降娜我恻c分離中繼線和光信號。

ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元) 提供對用戶的扇出連接。每條PON中繼線最多可支持32次分路和64個0NU。用戶與ONU的連接可以使用同軸電纜、雙絞線、光纜,甚至是無線連接。

I0T(智能光終端) 主要指設(shè)計用于商業(yè)連接的0NU。它為企業(yè)提供多種話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),與綜合接入設(shè)備非常類似。

PON中繼線的帶寬范圍從l55Mbit/s到622Mbit/s。每一次分路都會減少帶寬,因此用戶可用的帶寬取決于在他和頭端設(shè)備之間的分路次數(shù)。例如,對622Mbit/s的中繼線,如果對其分路以支持32個0NU,則與0NU相連的用戶最多可獲得19.5Mbit/s的帶寬。該帶寬由所有用戶分享。為了組織此纜路上的通信,可以采用許多技術(shù),包括ATM、以太網(wǎng)、FDM(頻分復(fù)用)以及WDM(波分復(fù)用)。

FSAN (全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)絡(luò))聯(lián)盟對ATM PON(APON)作出了決定,APON變成ITU G.983標(biāo)準(zhǔn)。APON使用眾所周知的技術(shù),并提供有保障的QoS(因為ATM信元有固定的大小以及ATM專用的QoS協(xié)議功能)。APON是一種基于ATM信元的TDM／TDMA技術(shù)，由于ATM在實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的復(fù)用以及適應(yīng)不同帶寬方面的靈活性，使APON成為一種結(jié)合ATM多業(yè)務(wù)多比特率支持能力和無源光網(wǎng)絡(luò)透明寬帶傳送能力的比較理想的長遠解決方案，是未來寬帶接入技術(shù)的發(fā)展方向，其標(biāo)準(zhǔn)遵循ITU－TG.983建議，最高速率為622Mbit/s。因為APON二層采用的是ATM封裝和傳送技術(shù)，因此存在帶寬不足、技術(shù)復(fù)雜、價格高、承載IP業(yè)務(wù)效率低等問題。為更好適應(yīng)IP業(yè)務(wù)，第一英里以太網(wǎng)聯(lián)盟（EFMA）在2001年初，IEEE802.3ah工作小組對其進行了標(biāo)準(zhǔn)化， 由Cisco和Corning牽頭的數(shù)家公司正在促進以太網(wǎng)PON的使用。他們稱以太網(wǎng)比ATM更有理由成為PON的選擇,因為大多數(shù)企業(yè)都使用以太網(wǎng)連接，所以提出了在二層用以太網(wǎng)取代ATM的EPON技術(shù)。IEEE組成了“Ethernet in the First Mile Study Group(第一英里以太網(wǎng)研究組)”對以太網(wǎng)PON以及其他接入技術(shù)進行評估。EPON可以支持1.25Gbit/s對稱速率，將來速率還能升級到10Gbit/s，EPON產(chǎn)品得到了更大程度的商用。

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