第三章 PON技术.doc

第三章_PON技术第三章 PON技术
第一节 PON技术原理
随着以太网技术在城域网中的普及以及宽带接入技术的发展,人们提出了速率高达1Gbit/s以上的宽带PON技术,主要包括EPON和GPON技术:“E”,“G”是指吉比特级。
1987年英国电信公司的研究人员最早提出了PON的概念。1995年,全业务网络联盟FSAN(Full Service work)成立,旨在共同定义一个通用的 PON标准。1998年,国际电信联盟ITU-T工作组,以155Mbps的ATM技术为基础,(ATMPON)标准。这种标准目前在北美、日本和欧洲应用较多,在这些地区都有APON产品的实际应用。但在中国,ATM本身的推广并不顺利,所以APON在我国几乎没有什么应用。
2000年底,一些设备制造商成立了第一英里以太网联盟(EFMA),提出基于以太网的PON概念——EPON( Passive work)。EFMA还促成电气电子工程师协会(IEEE)在2001年成立第一英里以太网(EFM)小组,。EPON标准IEEE 。
2001年底,FSAN更新网页把APON更名为BPON(Broadband PON)。实际上,在2001年1月左右EFMA提出EPON概念的同时,FSAN也已经开始了带宽在1Gbps以上的PON,也就是Gigabit PON标准的研究。FSAN/ITU推出GPON技术的最大原因是由于网络IP化进程加速和ATM技术的逐步萎缩导致之前基于ATM技术的APON/BPON技术在商用化和实用化方面严重受阻,迫切需要一种高传输速率、适宜IP业务承载同时具有综合业务接入能力的光接入技术出现。在这样的背景下,FSAN/ITU以APON标准为基本框架,重新设计了新的物理层传输速率和TC层,推出了新的GPON技术和标准。2003年3月ITU-(PMD),2004年3月和6月发布了规范传输汇聚(TC)。
一、PON组成
PON,Passive work,无源光网络。
如图3-1,PON由光线路终端(OLT)、,光合/分路器(Spliter/ODN)和光网络单元(ONU)组成,采用树形拓扑结构。OLT放置在中心局端,分配和控制信道的连接,并有实时监控、管理及维护功能。ONU放置在用户侧,OLT与ONU之间通过无源光合/分路器连接。
所谓无源,是指在OLT(光线路终端)和ONU(光网络单元)之间的ODN(光分配网络)没有任何有源电子设备。
图3-1 PON组成结构
PON使用波分复用(WDM)技术,同时处理双向信号传输,上、下行信号分别用不同的波长,但在同一根光纤中传送。OLT到ONU/ONT的方向为下行方向,反之为上行方向。下行方向采用1490nm,上行方向采用1310nm。如图3-2。
图3-2 PON单纤双向传输原理
二、PON拓扑
PON系统的组网方式如下图3-3。有树型拓扑、环型拓扑、总线型拓扑、树型干冗余拓扑等4种,其中最常见的是树形拓扑。其中最常见的是树形拓扑。
图 3-3 PON拓扑
三、PON优势
相对成本低,维护简单,容易扩展,易于升级。PON结构在传输途中不需电源,没有电子部件,因此容易铺设,基本不用维护,长期运营成本和管理成本的节省大。
无源光网络是纯介质网络,彻底避免了电磁干扰和雷电影响,极适合在自然条件恶劣的地区使用。
PON系统对局端资源占用很少,系统初期投入低,扩展容易,投资回报率高。提供非常高的带宽。,并且随着以太技术的发展可以升级到10Gb/s。。
服务范围大。PON作为一种点到多点网络,以一种扇出的结构来节省CO的资源,服务大量用户。用户共享局端设备和光纤的方式更是节省了用户投资。
带宽分配灵活,服务有保证。G/EPON系统对带宽的分配和保证都有一套完整的体系。可以实现用户级的SLA。
四、EPON上下行工作原理
,如在以太帧中加入时戳(Time Stamp)、PON-ID等内容。
图3-4 下行链路
如图3-4,下行采用纯广播的方式:
(一)OLT为已注册的ONU分配标示号;
(二)由各个ONU监测到达帧的标示号,以决定是否接收该帧;
(三)如果该帧所含的标示号和自己的标示号相同,则接收该帧;反之则丢弃。
图3-5 EPON下行工作原理
如图3-5,上行采