寬帶接入技術(shù)

無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)接入技術(shù)摘要：無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)就是光接入網(wǎng)(OAN)中的光配線網(wǎng)(ODN),全部由光分路器(opticalsplitter)等無源器件組成，且不含任何有源節(jié)點(diǎn)的光接入網(wǎng)。本文對P0N技術(shù)作了較全面介紹，并對其技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：PON光纖接入技術(shù)Abstract:Passiveopticalnetwork(PON)islightaccessnetwork(OAN)ofopticalwiringnets(ODN),allbylightopticaldistributor(opticalsplitter),passiveparts,anddoesnotcontainanyactivenodelightaccessnetwork.ThispapermadeacomprehensiveP0Ntechnologyintroduction,andthetechnicalcharacteristicsandapplicationwerediscussed.Keywords：PONFiber-opticaccesstechnology目前，由于光纖可以傳輸很高速率的數(shù)字信號，容量很大；并可以采用波分復(fù)用、頻分復(fù)用、時分復(fù)用、空分復(fù)用和副載波復(fù)用等各種光的復(fù)用技術(shù)，來進(jìn)一步提高光纖的利用率，光纖接入技術(shù)得到了極大的重視和發(fā)展。無源光網(wǎng)絡(luò)(P0N)是一種新興的寬帶接入網(wǎng)技術(shù)，它克服了其它寬帶接入技術(shù)的局限性，在電信市場上有著廣泛的應(yīng)用。1、無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)結(jié)構(gòu)和工作原理：1.1、PON的結(jié)構(gòu)原理PON(無源光網(wǎng)絡(luò))是指ODN(光配線網(wǎng))中不含有任何電子器件，DN全部由光分路器(Splitter)等無源器件組成，不需要貴重的有源電子設(shè)備，是一種新興的透明的寬帶接入技術(shù)。PON網(wǎng)絡(luò)起始于前端的線路終端(OLT)，終止于光節(jié)點(diǎn)的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONu)。中間使用普通光分路器進(jìn)行光能量分路。信號從前端的OLT到用戶端的ONU稱為“下行”；信號從ONU到OLT稱為“上行”°PON網(wǎng)絡(luò)有總線型、樹形、星型等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。PON系統(tǒng)一般采用無源單(雙)星形拓?fù)?，分路比可以達(dá)到1：16?1：32,每個光節(jié)點(diǎn)可與數(shù)十個到數(shù)百個用戶端設(shè)備(CPE)相連。多個ONU共享光纖和前端OLT的回傳光接收機(jī)。PON下行采用時分復(fù)用(TDM)方式，信號廣播式下發(fā)，是“一發(fā)多收”；信號上行時，各ONU共用一根光纖進(jìn)行回傳，回傳采用時分多址(TDMA成術(shù)，“多發(fā)一收”，前端只設(shè)置一個回傳光接收機(jī)，在任意一個時刻只有一個ONU發(fā)送信號，各ONU單元輪流發(fā)送信號，實(shí)現(xiàn)光纖和回傳光接收機(jī)的資源共享。目前主要有兩種比較有前途的技術(shù)：A.PON和E—PON，即ATM.PON和Ethemet—PON。1.2、PON的關(guān)鍵技術(shù)1.2.1PON的雙向傳輸技術(shù)在PON中，OLT至ONU的下行信號傳輸過程是;OLT送至各ONU的信息采用光時分復(fù)用方式組成復(fù)幀送到饋線光纖；通過無緣光分復(fù)用器以廣播方式送至每一個ONU,ONU收到下行復(fù)幀信號后，分別去除屬于自己的那一部分信息。各ONU至OLT的上行信號采用OTDMA,OWDMA,CODMA,OSCMA等多只接入技術(shù)。1.2.1PON的雙向復(fù)用技術(shù)光復(fù)用技術(shù)作為構(gòu)架信息高速公路的主要技術(shù)，在過去、現(xiàn)在和將來，對光通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及對充分挖掘光纖巨大傳輸容量的潛力，將起著重要作用。國內(nèi)外對光波分復(fù)用技術(shù)、光時分復(fù)用技術(shù)、光碼分復(fù)用技術(shù)、光頻分復(fù)用技術(shù)及光副載波復(fù)用技術(shù)及它們的混合應(yīng)用技術(shù)被認(rèn)為是最具潛力的光復(fù)用技術(shù)。2、PON的特點(diǎn)PON是一種接入網(wǎng)技術(shù)，定位在常說的“最后一公里”，也就是在服務(wù)提供商、電信局端和商業(yè)用戶或家庭用戶之間的解決方案。1提供非常高的帶寬PON主要定位于TI(1.5Mb/s)和0C3(155Mb/s)之間的帶寬提供，而這一段帶寬是其他接入技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的。APON最高可以提供到下行622Mb/s,上行155Mb/s,而EPON目前可以提供上下行對稱的1.25Gb/s的帶寬，并且隨著以太技術(shù)的發(fā)展可以升級到10Gb/s。2靈活經(jīng)濟(jì)的寬帶接入方式PON結(jié)構(gòu)在傳輸途中不需電源，沒有電子部件，因此容易鋪設(shè)，基本不用維護(hù)，運(yùn)營和管理成本很低；多數(shù)PON系統(tǒng)都是一個多業(yè)務(wù)平臺，對于向全小網(wǎng)絡(luò)過渡是一個很好的選擇。3服務(wù)范圍大PON作為一種點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，以一種扇出的結(jié)構(gòu)來節(jié)省機(jī)房的資源，服務(wù)大量用戶。4帶寬分配靈活服務(wù)有保證無論是APON還是EPON系統(tǒng)，對帶寬的分配和保證都有一套完整的體系。3、PON的應(yīng)用PON系統(tǒng)非常適合于以下應(yīng)用。1高速接入和傳輸PON系統(tǒng)可以提供DSL、LAN、CableModem等接入方式無法提供的高質(zhì)量的寬帶。這非常適合于哪模式，接入到中小型甚至大型商業(yè)用戶。2集成數(shù)據(jù)、音頻、視頻業(yè)務(wù)大多數(shù)PON系統(tǒng)都可以同時提供IP業(yè)務(wù)和傳統(tǒng)的TDM業(yè)務(wù)，部分廠家的EPON系統(tǒng)還提供純通道的TDM服務(wù)，這樣，原有的ATM、FR、DDN等業(yè)務(wù)都可以通過這套系統(tǒng)繼續(xù)提供，因?yàn)椴捎锚?dú)立的帶寬，服務(wù)質(zhì)量可以完全保證。這不但使運(yùn)營商在同一套傳輸平臺上就可以根據(jù)用戶的要求隨時開通所需要的業(yè)務(wù)，而且非常容易向全I(xiàn)P業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)過渡。3整合T1/El傳輸線路，降低T1/El維護(hù)和運(yùn)營費(fèi)用T1/E1因?yàn)槠涓哔|(zhì)量的服務(wù)和帶寬保證一直受到重視，然而T1/E1線路的開通和維護(hù)都比較昂貴，尤其是在由于距離限制而需要使用中繼器的地方更是如此。很多PON系統(tǒng)在每個ONU上都可以提供多條T1/E1鏈路，使用單路光纖代替大量的銅線，在提供同樣服務(wù)的同時，節(jié)省了大量的設(shè)備、運(yùn)營和管理成本。4DSL、LAN擴(kuò)展DSL和LAN是目前中國寬帶的兩種主要接入方式。但DSL的距離限制擋住了大量的客戶，傳統(tǒng)的LAN技術(shù)也難以靈活地提供和保證用戶的帶寬。采用PON技術(shù)，不僅可以通過無源傳輸網(wǎng)絡(luò)直接連接到服務(wù)區(qū)域，再進(jìn)行DSL或LAN擴(kuò)展，從而為大范圍用戶提供服務(wù)，而且可以集中進(jìn)行管理和帶寬分配。3.5廣播視頻和視頻會議PON的點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)非常適合廣播和多點(diǎn)廣播應(yīng)用，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)恰好與我國目前網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的小區(qū)化相適應(yīng)。這與傳統(tǒng)的點(diǎn)到點(diǎn)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)相比，優(yōu)勢是顯而易見的。越來越多的廣播視頻、視頻會議、VOD等應(yīng)用將會給PON系統(tǒng)帶來更多的機(jī)會。目前，許多廠家生產(chǎn)的PON設(shè)備在接入網(wǎng)中得到應(yīng)用，例如格林威爾公司的EasyPath產(chǎn)品。它采用以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)技術(shù)，基于公司統(tǒng)一的MSAPE3600硬件和網(wǎng)管平臺，提供大容量、高集成度、多業(yè)務(wù)的接入能力。其局端設(shè)備EP2100(OLT)，利用PON下聯(lián)光12，通過一對光纖接至遠(yuǎn)端光纖配線點(diǎn)的光分路器，再由光分路器接至多個用戶端設(shè)備EP1500的PON上聯(lián)光12。局端設(shè)備EP2100可配置l0路下聯(lián)PON光接12(每個PON接12最多可以同時接入l6個用戶端設(shè)備EP1500)；上聯(lián)2路千兆、4路10M/100M以太網(wǎng)接和l6路El接12。用戶端設(shè)備EPi500具有1個PON上聯(lián)光12,l?2路相互獨(dú)立的10M/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)12,0?2路El接口。通過靈活的配置，可以實(shí)現(xiàn)普通以太網(wǎng)、以太網(wǎng)專線、VolP或者視頻會議等多種接入業(yè)務(wù)。4、應(yīng)用案例：PON組網(wǎng)應(yīng)用目前，無緣光纖接入網(wǎng)發(fā)展很快，組網(wǎng)方式多種多樣。PON主要采用無源光功率分配器將信息送至各用戶。由于采用了光功率分配器，使功率降低，因此，較適合于短距離使用。若需傳輸較長距離，可采用摻鉺光纖放大器來增加功率。無源光網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用構(gòu)成視用于需求而定，下面舉兩個例子來說明PON組網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用。4.1PON-FTTCPON-OLT可以用過無源光分路器與多個PON-ONU連接，每個PON-ONU防止在一個用戶群(4-120個用戶)附近，PON-ONU利用雙絞線連接到各用戶家中。4.2PON-FTTHFTTH光纖接入系統(tǒng)可提供電話業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、CATV業(yè)務(wù)及其他寬帶業(yè)務(wù)。改系統(tǒng)主要有中心局接口單元、光網(wǎng)絡(luò)單元、無源光網(wǎng)絡(luò)及OAM系統(tǒng)等部分組成。其中COIU是FTTH-0512系統(tǒng)與交換機(jī)的接口設(shè)備，ONU是FTTH-0512系統(tǒng)與用戶的結(jié)構(gòu)設(shè)備，PON是COIU和ONU之間的光分配網(wǎng)絡(luò)，OAM系統(tǒng)負(fù)責(zé)日常維護(hù)、測試與管理。FTTH-0512系統(tǒng)的組網(wǎng)方式有兩種，即點(diǎn)對點(diǎn)方式和點(diǎn)對多點(diǎn)方式。5、結(jié)束語由于PON的標(biāo)準(zhǔn)未最終確定，一些技術(shù)難點(diǎn)的解決方案有待成熟，突發(fā)性光器件成本有待進(jìn)一步降低，因此PON作為一種新的接入技術(shù)仍在不斷發(fā)展之中。在當(dāng)前的情況下，PON