PON （Passive Optical Network）無源光網絡原理

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接入,可以選擇的方法極其有限(電話或電纜系統)。同樣,企業也局限于T1和T3載波提供的性能,雖然目前的無線、光纖和衛星業務都已更加成熟。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，由于這種接入技術使得接入網的局端(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絡。它用于FITH(光纖到家庭)。混合PON系統將光纜延伸到通信公司的遠程終端,然后利用銅線DSL業務進入家庭。

在PON的架構中，一個光纖終端（OLT）下可以有多個無源光網絡（PON）的單元。每一個單元均可形成一個獨立的PON網，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。對于接入網絡的無源性設計，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。

無源光網絡是“復興的”光纜技術,它最初是為有線電視網絡設計的。最近以來,它作為一種能在城域提供高速接入的體系結構而得到關注。PON現在是ITU規范。

通過PON，單根光纖從服務提供商的設備延伸到靠近居民區或商務中心的位置。“無源”是指該系統在服務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,而此前的系統要求每個客戶都有獨立的光纖。PON可遠距離使用,它是農村地區的理想選擇。

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

OLT (光線路終端) PON光纖在服務提供商設施處的終端。

ONT(光網絡終端) 在用戶位置的終端。

OAS(光接人交換機) 位于服務提供商處的交換機,它聚合來自所有用戶的信元/數據分組并提供向因特網和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撲的路徑的任意點分離中繼線和光信號。

ONU(光網絡單元) 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) 主要指設計用于商業連接的0NU。它為企業提供多種話音和數據業務,與綜合接入設備非常類似。

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備之間的分路次數。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,包括ATM、以太網、FDM(頻分復用)以及WDM(波分復用)。

FSAN (全業務接入網絡)聯盟對ATM PON(APON)作出了決定,APON變成ITU G.983標準。APON使用眾所周知的技術,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協議功能)。APON是一種基于ATM信元的TDM／TDMA技術，由于ATM在實現不同業務的復用以及適應不同帶寬方面的靈活性，使APON成為一種結合ATM多業務多比特率支持能力和無源光網絡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的發展方向，其標準遵循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，因此存在帶寬不足、技術復雜、價格高、承載IP業務效率低等問題。為更好適應IP業務，第一英里以太網聯盟（EFMA）在2001年初，IEEE802.3ah工作小組對其進行了標準化， 由Cisco和Corning牽頭的數家公司正在促進以太網PON的使用。他們稱以太網比ATM更有理由成為PON的選擇,因為大多數企業都使用以太網連接，所以提出了在二層用以太網取代ATM的EPON技術。IEEE組成了“Ethernet in the First Mile Study Group(第一英里以太網研究組)”對以太網PON以及其他接入技術進行評估。EPON可以支持1.25Gbit/s對稱速率，將來速率還能升級到10Gbit/s，EPON產品得到了更大程度的商用。

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