第4章_光纖接入技術(shù)

1、接入網(wǎng)技術(shù)接入網(wǎng)技術(shù)第第4章章 光纖接入技術(shù)光纖接入技術(shù)第第4章章 光纖接入技術(shù)光纖接入技術(shù)n本章教學(xué)重點(diǎn)本章教學(xué)重點(diǎn)n簡(jiǎn)要介紹光纖介質(zhì)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)簡(jiǎn)要介紹光纖介質(zhì)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)n介紹光接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型、應(yīng)用模式等介紹光接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型、應(yīng)用模式等n介紹兩種典型的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)介紹兩種典型的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)APON和和EPONn本章要求本章要求n熟悉光纖介質(zhì)的特點(diǎn)，熟悉光纖介質(zhì)的特點(diǎn)，F(xiàn)TTX的含義的含義n掌握掌握光接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)（特別是測(cè)光接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)（特別是測(cè)距）距）n理解理解EPON特點(diǎn)及主要應(yīng)用領(lǐng)域特點(diǎn)及主要應(yīng)用領(lǐng)域 第第4章章 光纖接入技術(shù)光纖接入技術(shù)4.0 引

2、言引言4.1 光接入網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)光接入網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)4.2 光纖在接入網(wǎng)中的延伸光纖在接入網(wǎng)中的延伸4.3 光接入網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)光接入網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)4.4 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)4.5 APON4.6 EPON4.0 引言引言n光纖接入前途無(wú)限光纖接入前途無(wú)限n性能優(yōu)越的通信光纖性能優(yōu)越的通信光纖n光接入網(wǎng)絡(luò)光接入網(wǎng)絡(luò)4.0 引言引言-光纖接入前途無(wú)限光纖接入前途無(wú)限n新業(yè)務(wù)的高性能需要高性能接入新業(yè)務(wù)的高性能需要高性能接入n接入介質(zhì)的特點(diǎn)接入介質(zhì)的特點(diǎn)n性能最優(yōu)越：光纖性能最優(yōu)越：光纖n使用最自由：無(wú)線(xiàn)使用最自由：無(wú)線(xiàn)n光纖接入的弱點(diǎn)：價(jià)格相對(duì)貴光纖接入的弱點(diǎn)：價(jià)格相對(duì)貴n絕大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商斷言：絕大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商

3、斷言：n“理想的寬帶接入網(wǎng)將是基于光纖的網(wǎng)絡(luò)理想的寬帶接入網(wǎng)將是基于光纖的網(wǎng)絡(luò)”4.0引言引言-性能優(yōu)越的通信光纖性能優(yōu)越的通信光纖n光纖：性能優(yōu)異的傳輸介質(zhì)光纖：性能優(yōu)異的傳輸介質(zhì)n高帶寬，大容量：高帶寬，大容量：10Tb/sn單波：?jiǎn)尾ǎ?0Gb/s, 40Gb/sn多波復(fù)用：多波復(fù)用：16/40/80/160波波n長(zhǎng)距離長(zhǎng)距離n光復(fù)用段：光復(fù)用段：LH/ULH/ELHn單段光傳輸距離：?jiǎn)味喂鈧鬏斁嚯x： 100200kmn多段光傳輸距離：多段光傳輸距離： 30004000kmn其他性能其他性能n抗電磁干擾、保密性好抗電磁干擾、保密性好n安全性好，不易盜聽(tīng)安全性好，不易盜聽(tīng)n價(jià)格降低可能性大

4、，節(jié)約資源，價(jià)格降低可能性大，節(jié)約資源，4.0 引言引言-性能優(yōu)越的通信光纖性能優(yōu)越的通信光纖n光纖分類(lèi)光纖分類(lèi)n多模光纖：用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的短距離傳輸多模光纖：用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的短距離傳輸nMMF: Multi-Mode Fibern常見(jiàn)規(guī)格：常見(jiàn)規(guī)格：62.5/125 、50/125n系統(tǒng)系統(tǒng)價(jià)格低，傳輸距離短、容量相對(duì)小一些價(jià)格低，傳輸距離短、容量相對(duì)小一些n單模光纖：用于通信系統(tǒng)和高要求計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)單模光纖：用于通信系統(tǒng)和高要求計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)nSMF: Single-Mode Fibern常見(jiàn)規(guī)格：常見(jiàn)規(guī)格：9.5/125n系統(tǒng)系統(tǒng)價(jià)格較高，性能很高價(jià)格較高，性能很高multiple light

5、 pathsSourceDetectorMMFsingle light pathSMF4.0 引言引言-光接入網(wǎng)絡(luò)光接入網(wǎng)絡(luò)n在主干網(wǎng)上，光纖通信已經(jīng)成為高性能的主流在主干網(wǎng)上，光纖通信已經(jīng)成為高性能的主流n全業(yè)務(wù)接入的應(yīng)用需求全業(yè)務(wù)接入的應(yīng)用需求高帶寬需求高帶寬需求光接入網(wǎng)技術(shù)光接入網(wǎng)技術(shù)n“三網(wǎng)合一三網(wǎng)合一”在中國(guó)已進(jìn)入實(shí)施階段在中國(guó)已進(jìn)入實(shí)施階段n一個(gè)網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)全業(yè)務(wù)，并提供各種業(yè)務(wù)的一個(gè)網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)全業(yè)務(wù)，并提供各種業(yè)務(wù)的QoSn“光進(jìn)銅退光進(jìn)銅退的浪潮一浪高過(guò)一浪的浪潮一浪高過(guò)一浪n中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、廣電網(wǎng)絡(luò)都在大力建設(shè)中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、廣電網(wǎng)絡(luò)都在大力建設(shè)EPON

6、光網(wǎng)絡(luò)光網(wǎng)絡(luò)n光纖離用戶(hù)越來(lái)越近光纖離用戶(hù)越來(lái)越近FTTX（Cab、Budding、 Home）n終極目標(biāo)是光纖到家終極目標(biāo)是光纖到家FTTH（Home）n“光銅合璧光銅合璧”是目前主要的過(guò)渡方式是目前主要的過(guò)渡方式n介質(zhì)：光纖介質(zhì)：光纖+電話(huà)銅線(xiàn)電話(huà)銅線(xiàn) 技術(shù)：技術(shù)：EPON+ xDSL n介質(zhì)：光纖介質(zhì)：光纖+超類(lèi)雙絞線(xiàn)超類(lèi)雙絞線(xiàn) 技術(shù)：技術(shù)： EPON+n。4.1 光接入網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)光接入網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)nOAN：nOptical Access Network，光接入網(wǎng)，光接入網(wǎng)n光接入網(wǎng)概念：光接入網(wǎng)概念：n接入網(wǎng)中部分或全部使用光纖作為傳輸介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)中部分或全部使用光纖作為傳輸介質(zhì)

7、來(lái)實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)形式信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)形式n光接入網(wǎng)是光接入網(wǎng)是G.902標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)典型實(shí)例標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)典型實(shí)例4.1 光接入網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)光接入網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)用戶(hù)側(cè)用戶(hù)側(cè)網(wǎng)絡(luò)側(cè)網(wǎng)絡(luò)側(cè)光接入網(wǎng)光接入網(wǎng)(OAN)光光光光用戶(hù)側(cè)設(shè)備（用戶(hù)側(cè)設(shè)備（電電/ /光）光）光接入網(wǎng)光接入網(wǎng)設(shè)備設(shè)備光光光接入網(wǎng)光接入網(wǎng)設(shè)備設(shè)備網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備（網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備（電電/ /光）光）光光接入網(wǎng)系統(tǒng)管理功能接入網(wǎng)系統(tǒng)管理功能Q3ONUONUODNOLTAF中心局中心局終端設(shè)備終端設(shè)備用戶(hù)側(cè)用戶(hù)側(cè)網(wǎng)絡(luò)側(cè)網(wǎng)絡(luò)側(cè)UNISNI光接入網(wǎng)光接入網(wǎng)(OAN)4.1 光接入網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)光接入網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)n組成：組成：n光網(wǎng)絡(luò)單元光網(wǎng)絡(luò)單元ONU （

8、Optical Network Unit）n提供用戶(hù)到接入網(wǎng)的接口（光電轉(zhuǎn)換、物理接口）提供用戶(hù)到接入網(wǎng)的接口（光電轉(zhuǎn)換、物理接口）n提供用戶(hù)業(yè)務(wù)適配功能（速率適配、信令轉(zhuǎn)換）提供用戶(hù)業(yè)務(wù)適配功能（速率適配、信令轉(zhuǎn)換）n光分配網(wǎng)光分配網(wǎng) ODN（Optical Distribution Network）n為為OLT和和OUN之間提供光傳輸技術(shù)之間提供光傳輸技術(shù)n由光連接器和光分路器由光連接器和光分路器OBD (Optical Branching device)組成組成n完成光信號(hào)功率的分配及光信號(hào)的分、復(fù)接功能完成光信號(hào)功率的分配及光信號(hào)的分、復(fù)接功能n光線(xiàn)路終端光線(xiàn)路終端OLT（Optica

9、l Line Terminal）n提供與中心局設(shè)備的接口（光電轉(zhuǎn)換、物理接口）提供與中心局設(shè)備的接口（光電轉(zhuǎn)換、物理接口）n提供與提供與ODN的光接口的光接口n分離不同的業(yè)務(wù)分離不同的業(yè)務(wù)4.1 光接入網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)光接入網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)n光接入網(wǎng)的特點(diǎn)光接入網(wǎng)的特點(diǎn)n點(diǎn)到多點(diǎn)傳輸系統(tǒng)，介質(zhì)共享點(diǎn)到多點(diǎn)傳輸系統(tǒng)，介質(zhì)共享n下行：下行：OLT向各個(gè)向各個(gè)ONU采用廣播通信方式采用廣播通信方式n上行：上行：ONU向向OLT通信時(shí)需要某種分配信道的策略通信時(shí)需要某種分配信道的策略n面臨的問(wèn)題面臨的問(wèn)題n需解決需解決OLT和多個(gè)和多個(gè)ONU之間上下行信號(hào)的正確傳輸之間上下行信號(hào)的正確傳輸n關(guān)鍵是解決上行信道

10、的占用問(wèn)題關(guān)鍵是解決上行信道的占用問(wèn)題n下行傳輸：時(shí)分復(fù)用傳送數(shù)據(jù)流，各下行傳輸：時(shí)分復(fù)用傳送數(shù)據(jù)流，各ONU在規(guī)定時(shí)隙接收自在規(guī)定時(shí)隙接收自己的信息己的信息n上行傳輸：各種多址技術(shù)（時(shí)分、波分等）上行傳輸：各種多址技術(shù)（時(shí)分、波分等）4.2 光纖在接入網(wǎng)中的延伸光纖在接入網(wǎng)中的延伸中中心心局局OLTOAN的應(yīng)用示意圖的應(yīng)用示意圖n根據(jù)根據(jù)ONU位置，位置，OAN可分為三種應(yīng)用類(lèi)型可分為三種應(yīng)用類(lèi)型 n光纖到路邊光纖到路邊 FTTC n光纖到樓光纖到樓 FTTB n光纖到家光纖到家/辦公室辦公室 FTTH/O ONU FTTFTTC C OBDODNONUBudding FTT FTTB B

11、OBDODNONU FTTFTTH H homeOBDODN光纖到路邊光纖到路邊 FTTCnFTTC： Fiber To The Curb/CabnONU設(shè)在交接箱處設(shè)在交接箱處n用戶(hù)到用戶(hù)到ONU之間（引入線(xiàn)）仍用雙絞銅線(xiàn)連接或同軸纜之間（引入線(xiàn)）仍用雙絞銅線(xiàn)連接或同軸纜n通常為點(diǎn)到點(diǎn)和點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)通常為點(diǎn)到點(diǎn)和點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)n一個(gè)一個(gè)ONU可為一個(gè)或多個(gè)用戶(hù)提供接入可為一個(gè)或多個(gè)用戶(hù)提供接入n是一種介質(zhì)混合結(jié)構(gòu)是一種介質(zhì)混合結(jié)構(gòu)n通常采用通常采用FTTC+xDSL技術(shù)或技術(shù)或FTTC+Cable Modem技術(shù)技術(shù)ONU中中心心局局OLT光接入網(wǎng)光接入網(wǎng)ODBODN光纖到樓光纖到樓 FTTB

12、nFTTB： Fiber To The BuddingnONU設(shè)在辦公樓或居民住宅樓內(nèi)的某個(gè)公共地方設(shè)在辦公樓或居民住宅樓內(nèi)的某個(gè)公共地方n用戶(hù)到用戶(hù)到ONU之間（引入線(xiàn)）用之間（引入線(xiàn)）用UTP5類(lèi)線(xiàn)（或更高等級(jí)線(xiàn)）類(lèi)線(xiàn)（或更高等級(jí)線(xiàn)）連接連接n點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，一個(gè)點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，一個(gè)ONU為多個(gè)用戶(hù)提供接入為多個(gè)用戶(hù)提供接入n通常采用通常采用FTTB+Ethernet技術(shù)技術(shù)中中心心局局OLT光接入網(wǎng)光接入網(wǎng)ONUBuddingEthernetVDSLODBODN光纖到家光纖到家/辦公室辦公室 FTTH/OnFTTH： Fiber To The HomenONU直接放在用戶(hù)家里直接放在用戶(hù)家里

13、n中心局到用戶(hù)之間全部為光連接和光傳輸中心局到用戶(hù)之間全部為光連接和光傳輸n接入網(wǎng)無(wú)任何有源設(shè)備，是一個(gè)真正的透明網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)無(wú)任何有源設(shè)備，是一個(gè)真正的透明網(wǎng)絡(luò)n是一種真正意義上的寬帶接入技術(shù)是一種真正意義上的寬帶接入技術(shù)n是用戶(hù)接入網(wǎng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)是用戶(hù)接入網(wǎng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)綜上：綜上：FTTH和和FTTC更適合分散的個(gè)人用戶(hù)的接入更適合分散的個(gè)人用戶(hù)的接入 FTTB更適合單位和密集小區(qū)用戶(hù)的接入更適合單位和密集小區(qū)用戶(hù)的接入中中心心局局OLT光接入網(wǎng)光接入網(wǎng)ONUhomeODBODN4.3 光接入網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)光接入網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)n光纖的工作窗口光纖的工作窗口n光接入網(wǎng)的分類(lèi)光接入網(wǎng)的分類(lèi)n光接入網(wǎng)的傳輸技

14、術(shù)光接入網(wǎng)的傳輸技術(shù)光纖的工作窗口光纖的工作窗口n光纖的工作窗口（可用工作波長(zhǎng)區(qū)）有三個(gè)：光纖的工作窗口（可用工作波長(zhǎng)區(qū)）有三個(gè)：n850nm窗口窗口 （ 780nm850nm）n1310nm窗口（窗口（ 1260nm1360nm）n1550nm窗口窗口 （ 1480nm1580nm）n三個(gè)工作區(qū)的使用情況三個(gè)工作區(qū)的使用情況n850nm波長(zhǎng)常用于多模光纖通信，未得到很好使用波長(zhǎng)常用于多模光纖通信，未得到很好使用n1310nm波長(zhǎng)應(yīng)用廣，主要用于提供波長(zhǎng)應(yīng)用廣，主要用于提供2Mb/s及以下業(yè)務(wù)及以下業(yè)務(wù)n1550nm波長(zhǎng)用于異波長(zhǎng)雙工下行通信及寬帶的新業(yè)務(wù)波長(zhǎng)用于異波長(zhǎng)雙工下行通信及寬帶的新業(yè)

15、務(wù)n現(xiàn)已打開(kāi)了第四個(gè)工作窗口：現(xiàn)已打開(kāi)了第四個(gè)工作窗口：1625nm 光接入網(wǎng)的傳輸技術(shù)光接入網(wǎng)的傳輸技術(shù)n空分復(fù)用空分復(fù)用 SDMn時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用TDMn波分復(fù)用波分復(fù)用WDM光接入網(wǎng)的傳輸技術(shù)光接入網(wǎng)的傳輸技術(shù)n空分復(fù)用空分復(fù)用 SDMn上下行雙向通信個(gè)各使用一根光纖上下行雙向通信個(gè)各使用一根光纖n兩個(gè)方向的通信單獨(dú)進(jìn)行，互不影響兩個(gè)方向的通信單獨(dú)進(jìn)行，互不影響n(yōu)性能最佳，設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)單性能最佳，設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)單n光傳輸設(shè)備和線(xiàn)纜雙倍，成本高光傳輸設(shè)備和線(xiàn)纜雙倍，成本高t t A1 B1 N1 A1保護(hù)時(shí)間保護(hù)時(shí)間OLTOBD上行上行 A1 B1 N1ONUONUONU光接入網(wǎng)的傳輸技術(shù)光接入網(wǎng)的

16、傳輸技術(shù)n時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用TDMn每個(gè)每個(gè)ONU動(dòng)態(tài)或固定分配一個(gè)時(shí)隙動(dòng)態(tài)或固定分配一個(gè)時(shí)隙n每個(gè)每個(gè)ONU在分配的時(shí)隙內(nèi)上傳數(shù)據(jù)在分配的時(shí)隙內(nèi)上傳數(shù)據(jù)n固有問(wèn)題固有問(wèn)題n每個(gè)每個(gè)ONU與與OLT距離不等距離不等 n傳輸時(shí)延不同傳輸時(shí)延不同n到達(dá)到達(dá)OLT的相位不同的相位不同n對(duì)對(duì)OTL要求要求n完善的測(cè)距技術(shù)，實(shí)現(xiàn)定時(shí)調(diào)整完善的測(cè)距技術(shù)，實(shí)現(xiàn)定時(shí)調(diào)整 和同步和同步n快速的同步技術(shù)快速的同步技術(shù)n快速、動(dòng)態(tài)的門(mén)限判決技術(shù)快速、動(dòng)態(tài)的門(mén)限判決技術(shù)PD：光電檢測(cè)器：光電檢測(cè)器 2 2 1 1 N N A1 B1 N1ONUONUONUOBD 1 1 N N 2 2上行上行WDMPDPDPD 2 2

17、 1 1 N NOLT光接入網(wǎng)的傳輸技術(shù)光接入網(wǎng)的傳輸技術(shù)n波分復(fù)用波分復(fù)用WDMn不同波長(zhǎng)的信號(hào)共享一根光纖傳輸，彼此不干擾不同波長(zhǎng)的信號(hào)共享一根光纖傳輸，彼此不干擾n要求每個(gè)要求每個(gè)ONU在指定波長(zhǎng)上發(fā)射在指定波長(zhǎng)上發(fā)射n對(duì)激光二極管要求高（溫度、環(huán)境影響大）對(duì)激光二極管要求高（溫度、環(huán)境影響大）nOLT設(shè)備復(fù)雜，成本高（每個(gè)波長(zhǎng)都需光發(fā)射器和檢測(cè)器）設(shè)備復(fù)雜，成本高（每個(gè)波長(zhǎng)都需光發(fā)射器和檢測(cè)器）光接入網(wǎng)的分類(lèi)光接入網(wǎng)的分類(lèi)n根據(jù)光分配網(wǎng)是采用有源或無(wú)源設(shè)備，根據(jù)光分配網(wǎng)是采用有源或無(wú)源設(shè)備，OAN分：分：nAON和和PONnAON：Active Optical Network，有源光網(wǎng)

18、絡(luò)，有源光網(wǎng)絡(luò)nODN全部由有源器件組成（光放大器等）全部由有源器件組成（光放大器等）n特點(diǎn)：特點(diǎn)：n傳輸容量大：傳輸容量大：155Mb/s或或622Mb/s的接入速率的接入速率 n傳輸距離遠(yuǎn)：不加中繼器，距離為傳輸距離遠(yuǎn)：不加中繼器，距離為70多公里多公里n技術(shù)成熟：無(wú)論技術(shù)成熟：無(wú)論P(yáng)DH設(shè)備還是設(shè)備還是SDH設(shè)備，都已廣泛應(yīng)用設(shè)備，都已廣泛應(yīng)用n給有源設(shè)備供電是一件麻煩事給有源設(shè)備供電是一件麻煩事nPON：Passive Optical Network，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)nAPON、EPON和和GPON 4.4 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)n基本概念基本概念n系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)n數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳

19、輸n關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)PON的基本概念的基本概念nODN全部由無(wú)源器件組成（無(wú)源光分路器等）全部由無(wú)源器件組成（無(wú)源光分路器等）n信號(hào)在傳輸過(guò)程中無(wú)再生放大信號(hào)在傳輸過(guò)程中無(wú)再生放大n信號(hào)由光分路器、無(wú)源光功率分配器等傳至用戶(hù)信號(hào)由光分路器、無(wú)源光功率分配器等傳至用戶(hù)n實(shí)現(xiàn)透明傳輸，信號(hào)處理全由局端和用戶(hù)端設(shè)備完成實(shí)現(xiàn)透明傳輸，信號(hào)處理全由局端和用戶(hù)端設(shè)備完成n與有源光網(wǎng)絡(luò)比：與有源光網(wǎng)絡(luò)比：n覆蓋范圍和傳輸距離更小覆蓋范圍和傳輸距離更小n可靠性更高（戶(hù)外無(wú)有源設(shè)備，提高抗干擾能力）可靠性更高（戶(hù)外無(wú)有源設(shè)備，提高抗干擾能力）n價(jià)格更低、安裝維護(hù)更方便價(jià)格更低、安裝維護(hù)更方便n是光接入網(wǎng)有發(fā)展?jié)?/p>

20、力的技術(shù)（價(jià)格、維護(hù)等優(yōu)勢(shì)）是光接入網(wǎng)有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)（價(jià)格、維護(hù)等優(yōu)勢(shì)）PON的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)OLTONU1ONU2ONUnPON用戶(hù)用戶(hù)用戶(hù)用戶(hù)用戶(hù)用戶(hù)OBD業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)UNISNIODNn組成：組成：OLT、ODN、ONU，且，且ODN中全是無(wú)源器件中全是無(wú)源器件n共享介質(zhì)共享介質(zhì)n邏輯上是點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，物理拓?fù)淇捎卸喾N形式邏輯上是點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，物理拓?fù)淇捎卸喾N形式PON的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸n下行：下行：OLT向各向各ONU廣播通信，傳輸連續(xù)時(shí)隙流（下行幀）廣播通信，傳輸連續(xù)時(shí)隙流（下行幀）n局端數(shù)據(jù)局端數(shù)據(jù) OLT 封裝成連續(xù)時(shí)隙流下行幀封裝成連續(xù)時(shí)隙流下行幀 n以廣播方式傳送

21、以廣播方式傳送 各各ONU收到信元流，取出屬于自己的數(shù)收到信元流，取出屬于自己的數(shù)據(jù)據(jù)用戶(hù)終端用戶(hù)終端n上行：上行：TDMA技術(shù)（動(dòng)態(tài)分配），突發(fā)傳送時(shí)隙流（上行幀）技術(shù)（動(dòng)態(tài)分配），突發(fā)傳送時(shí)隙流（上行幀）n各各ONU共享共享ODN，且數(shù)據(jù)突發(fā)性強(qiáng)。，且數(shù)據(jù)突發(fā)性強(qiáng)。n各各ONU向向OLT申請(qǐng)帶寬申請(qǐng)帶寬OLT授權(quán)授權(quán)ONU發(fā)送（上行的發(fā)送發(fā)送（上行的發(fā)送時(shí)隙、帶寬分配等）時(shí)隙、帶寬分配等） 獲得授權(quán)的獲得授權(quán)的ONU在指定時(shí)隙發(fā)送在指定時(shí)隙發(fā)送ONUONUOLTONUOBD上行突發(fā)模式上行突發(fā)模式下行連續(xù)模式下行連續(xù)模式保護(hù)時(shí)隙保護(hù)時(shí)隙PON的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸nPON的幀都是定時(shí)長(zhǎng)幀，分

22、上行幀和下行幀的幀都是定時(shí)長(zhǎng)幀，分上行幀和下行幀n為了實(shí)現(xiàn)為了實(shí)現(xiàn)TDMA接入，在上行時(shí)隙中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)要求附加開(kāi)銷(xiāo)。接入，在上行時(shí)隙中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)要求附加開(kāi)銷(xiāo)。上行時(shí)隙格式如下：上行時(shí)隙格式如下：ONUONUOLTONUOBD上行突發(fā)模式上行突發(fā)模式下行連續(xù)模式下行連續(xù)模式保護(hù)時(shí)隙保護(hù)時(shí)隙附加開(kāi)銷(xiāo)附加開(kāi)銷(xiāo)ATMATM信元信元/OAM/OAM信元信元/ /以太幀以太幀用于用于OLTOLT同步、標(biāo)同步、標(biāo)識(shí)信元開(kāi)始識(shí)信元開(kāi)始OAMOAM信元為管理信元，如信元為管理信元，如帶寬申請(qǐng)、測(cè)距等帶寬申請(qǐng)、測(cè)距等PON的關(guān)鍵技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)n測(cè)距技術(shù)測(cè)距技術(shù)n快速比特傳送技術(shù)快速比特傳送技術(shù)n突發(fā)信號(hào)的收發(fā)突發(fā)

23、信號(hào)的收發(fā)n攪碼技術(shù)（擾碼）攪碼技術(shù)（擾碼）n媒質(zhì)接入控制（媒質(zhì)接入控制（MAC）技術(shù)）技術(shù)測(cè)距技術(shù)測(cè)距技術(shù) 為何需要測(cè)距？為何需要測(cè)距？n采用采用TDMATDMA，必須保證每個(gè)時(shí)隙的數(shù)據(jù)彼此獨(dú)立，必須保證每個(gè)時(shí)隙的數(shù)據(jù)彼此獨(dú)立，互不干擾互不干擾nAPONAPON結(jié)構(gòu)中，各結(jié)構(gòu)中，各ONUONU到到OLTOLT的物理距離不等，則的物理距離不等，則各各ONUONU到到OLTOLT的傳輸時(shí)延不同，如不進(jìn)行時(shí)延補(bǔ)的傳輸時(shí)延不同，如不進(jìn)行時(shí)延補(bǔ)償，會(huì)出現(xiàn)時(shí)隙的重疊，造成數(shù)據(jù)干擾償，會(huì)出現(xiàn)時(shí)隙的重疊，造成數(shù)據(jù)干擾n為確保多個(gè)為確保多個(gè)ONUONU到到OLTOLT間的正確傳輸，必須引入間的正確傳輸，必須引

24、入測(cè)距機(jī)制，使各測(cè)距機(jī)制，使各ONUONU到到OLTOLT的邏輯距離相等的邏輯距離相等測(cè)距技術(shù)測(cè)距技術(shù)測(cè)距技術(shù)基本策略測(cè)距技術(shù)基本策略n單獨(dú)測(cè)距單獨(dú)測(cè)距+ +傳輸數(shù)據(jù)時(shí)測(cè)距相結(jié)合傳輸數(shù)據(jù)時(shí)測(cè)距相結(jié)合( (粗測(cè)精測(cè)）粗測(cè)精測(cè)）n單獨(dú)測(cè)距在單獨(dú)測(cè)距在ONUONU初裝聯(lián)網(wǎng)時(shí)必須進(jìn)行初裝聯(lián)網(wǎng)時(shí)必須進(jìn)行n傳輸數(shù)據(jù)時(shí)測(cè)距可根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)測(cè)距可根據(jù)OLTOLT的配置而定的配置而定n測(cè)距的基本原理測(cè)距的基本原理nOLTOLT向向ONUONU發(fā)送測(cè)距允許消息，消息中指明發(fā)送測(cè)距允許消息，消息中指明ONUONU的上行應(yīng)答的的上行應(yīng)答的時(shí)隙時(shí)隙nONUONU在指定的上行時(shí)隙中用測(cè)距在指定的上行時(shí)隙中用測(cè)距PLOAM

25、PLOAM信元應(yīng)答信元應(yīng)答nOLTOLT計(jì)算往返時(shí)延，并與理想時(shí)延比較，計(jì)算出差值，發(fā)送計(jì)算往返時(shí)延，并與理想時(shí)延比較，計(jì)算出差值，發(fā)送一個(gè)測(cè)距時(shí)間給一個(gè)測(cè)距時(shí)間給ONUONUnONUONU根據(jù)測(cè)距時(shí)間調(diào)整均衡時(shí)延根據(jù)測(cè)距時(shí)間調(diào)整均衡時(shí)延快速比特傳送技術(shù)快速比特傳送技術(shù)n測(cè)距精度有限，各測(cè)距精度有限，各ONU到到OLT的上行比特流存在相位差異的上行比特流存在相位差異n需要采用某種技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速同步需要采用某種技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速同步n基本策略先實(shí)現(xiàn)位同步、再進(jìn)行信元同步基本策略先實(shí)現(xiàn)位同步、再進(jìn)行信元同步n普通的滑動(dòng)技術(shù)不能滿(mǎn)足快速同步要求，需采用其他技術(shù)普通的滑動(dòng)技術(shù)不能滿(mǎn)足快速同步要求，需采用其他技

26、術(shù)突發(fā)信號(hào)的收發(fā)突發(fā)信號(hào)的收發(fā)n需要快速開(kāi)啟和關(guān)閉光電路，以適應(yīng)上行的突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸需要快速開(kāi)啟和關(guān)閉光電路，以適應(yīng)上行的突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸n接收端，需要快速調(diào)整接收門(mén)限，以適應(yīng)不同距離用戶(hù)的信號(hào)接收端，需要快速調(diào)整接收門(mén)限，以適應(yīng)不同距離用戶(hù)的信號(hào)衰減衰減攪碼技術(shù)（擾碼）攪碼技術(shù)（擾碼）n為了保證共享介質(zhì)傳輸?shù)陌踩?，引入攪碼技術(shù)為了保證共享介質(zhì)傳輸?shù)陌踩?，引入攪碼技術(shù)n在發(fā)送端：通過(guò)一個(gè)隨機(jī)碼對(duì)信息進(jìn)行異或運(yùn)算后傳送在發(fā)送端：通過(guò)一個(gè)隨機(jī)碼對(duì)信息進(jìn)行異或運(yùn)算后傳送n在接收端：采用相同的隨機(jī)碼再進(jìn)行一次異或運(yùn)算，得到原始在接收端：采用相同的隨機(jī)碼再進(jìn)行一次異或運(yùn)算，得到原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)n數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的時(shí)隙

27、分配的時(shí)隙分配n接入請(qǐng)求接入請(qǐng)求/允許允許n帶寬的動(dòng)態(tài)分配帶寬的動(dòng)態(tài)分配n帶寬管理由帶寬管理由OLT完成完成n為不同的業(yè)務(wù)提供優(yōu)先級(jí)和帶寬為不同的業(yè)務(wù)提供優(yōu)先級(jí)和帶寬n上行帶寬的占用由媒質(zhì)接入控制上行帶寬的占用由媒質(zhì)接入控制MAC協(xié)議實(shí)現(xiàn)協(xié)議實(shí)現(xiàn)媒質(zhì)接入控制（媒質(zhì)接入控制（MAC）技術(shù)）技術(shù)4.5 APONnAPON：nATM Passive optical network，ATM無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò) n在在PON上傳送上傳送ATM信元，即在信元，即在ONU與與OLT之間之間傳送傳送ATM信元信元n物理層采用物理層采用PON，鏈路層采用，鏈路層采用ATMn存在存在PON中同樣的技術(shù)問(wèn)題中同樣的

28、技術(shù)問(wèn)題n標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：ITU-T的的G.983 G.983基本特點(diǎn)基本特點(diǎn)n基于基于ATM信元（信元（ONU與與OLT之間）之間）n支持對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)工作方式支持對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)工作方式n對(duì)稱(chēng)方式：對(duì)稱(chēng)方式： 雙向雙向 155.520Mb/sn非對(duì)稱(chēng)方式：上、下行分別為非對(duì)稱(chēng)方式：上、下行分別為155.520Mb/s、622.080Mb/sn雙向通信：雙向通信：n可用兩條光纖，波長(zhǎng)可用兩條光纖，波長(zhǎng)1310nm區(qū)區(qū)n或一條光纖，異波長(zhǎng)雙工或一條光纖，異波長(zhǎng)雙工(上行：上行：1310nm區(qū)區(qū),下行：下行：1550nm區(qū)區(qū))n無(wú)放大器最大距離：無(wú)放大器最大距離：20kmn最高最高32個(gè)用戶(hù)光分支

29、個(gè)用戶(hù)光分支n利用波長(zhǎng)分配增加業(yè)務(wù)能力利用波長(zhǎng)分配增加業(yè)務(wù)能力n傳輸技術(shù)：上、下行均采用時(shí)分復(fù)用傳輸技術(shù)：上、下行均采用時(shí)分復(fù)用APON的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)n接入的主干網(wǎng)為接入的主干網(wǎng)為ATM網(wǎng)網(wǎng)n傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流為傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流為ATM信元流信元流n拓?fù)洌簾o(wú)源雙星結(jié)構(gòu)拓?fù)洌簾o(wú)源雙星結(jié)構(gòu)n一個(gè)一個(gè)ODN（即（即1個(gè)個(gè)OBD）最多支持）最多支持32個(gè)個(gè)ONU（用戶(hù)單元）（用戶(hù)單元）n當(dāng)當(dāng)ONU大于大于32時(shí)，要求一個(gè)時(shí)，要求一個(gè)OLT提供多個(gè)提供多個(gè)ODN接口接口OLTODNONU1ONU2ONUnAPON（傳輸（傳輸ATM信元流）信元流）ATM 交換機(jī)交換機(jī)用戶(hù)用戶(hù)用戶(hù)用戶(hù)用戶(hù)用戶(hù)OBDAPON的數(shù)

30、據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸nAPON在在PON上傳送上傳送ATM信元信元nAPON幀傳輸?shù)幕驹硗瑤瑐鬏數(shù)幕驹硗琍ON，只是，只是APON幀中封幀中封裝的是裝的是ATM信元信元nAPON幀中上行信元格式如下：幀中上行信元格式如下：3 3字節(jié)字節(jié)保障區(qū)間保障區(qū)間前導(dǎo)符前導(dǎo)符定界符定界符ATMATM（OAMOAM）信元）信元5353字節(jié)字節(jié)測(cè)距要求測(cè)距要求用于用于OLTOLT同步同步信元的開(kāi)始信元的開(kāi)始PLOAMPLOAM 1 1ATMATM信元信元1 1ATMATM信元信元2 2ATMATM信元信元2727PLOAMPLOAM 2 2ATMATM信元信元2828ATMATM信元信元5353PLOAM

31、PLOAM 3 3下行幀格式下行幀格式1 1幀幀=56=56個(gè)信元，每信元個(gè)信元，每信元5353字節(jié)字節(jié)ATMATM信元信元1 1ATMATM信元信元2 2ATMATM信元信元5252ATMATM信元信元5353上行幀格式上行幀格式1 1幀幀=53=53個(gè)信元，每信元個(gè)信元，每信元5656字節(jié)字節(jié)3 3字節(jié)頭部字節(jié)頭部上下行速率為上下行速率為155.520Mb/s155.520Mb/s的幀結(jié)構(gòu)的幀結(jié)構(gòu)n定時(shí)長(zhǎng)幀定時(shí)長(zhǎng)幀n下行速率為下行速率為155.52Mb/s時(shí)，每幀時(shí)，每幀56個(gè)信元個(gè)信元n下行速率為下行速率為622.08Mb/s時(shí)，每幀時(shí)，每幀224個(gè)信元個(gè)信元APON的幀格式的幀格式AP

32、ON的延續(xù)的延續(xù)GPONn弱化弱化ATMn保留了保留了APON的許多優(yōu)點(diǎn)，與的許多優(yōu)點(diǎn)，與APON有很多相同之處，但更高有很多相同之處，但更高效、高速效、高速n支持上、下行不對(duì)稱(chēng)速率：支持上、下行不對(duì)稱(chēng)速率：n下行下行2.488Gb/s，上行，上行1.244Gb/sn適配協(xié)議采用適配協(xié)議采用ITU-T G.7041： GFP（通用成幀協(xié)議）（通用成幀協(xié)議）n支持多業(yè)務(wù)、多承載（包括支持多業(yè)務(wù)、多承載（包括ATM業(yè)務(wù)、業(yè)務(wù)、TDM業(yè)務(wù)以及業(yè)務(wù)以及IP/Ethernet業(yè)務(wù)），提供明確的服務(wù)質(zhì)量保證和服務(wù)級(jí)別，業(yè)務(wù)），提供明確的服務(wù)質(zhì)量保證和服務(wù)級(jí)別，具有電信級(jí)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)和業(yè)務(wù)管理能力。具有電信級(jí)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)和業(yè)務(wù)管理能力。nGPON成為目前最為理想的寬帶光纖接入網(wǎng)技術(shù)成為目前最為理想的寬帶光纖接入網(wǎng)技術(shù)4.6 EPONnEPON：Ethernet Passive optical networkn在在PON上傳送上傳送Ethernet幀幀n基于基于Ethernet技術(shù)和技