無源光纖網路

無源光纖網路

無源光纖網路(Passive Optical Network簡稱PON),是一種不含有任何電子器件及電子電源的光纖網路,與有源光接入技術相比,PON由於消除了局端與用戶端之間的有源設備,維護簡單、可靠性高、成本低,而且能節約光纖資源,是未來FTTH的主要解決方案。

無源光纖網路的結構

PON由光線路終端(OLT)、光配線網(ODN)及光網路單元(ONU)三部分組成。如圖1。OLT位於本地交換局或遠端,為ODN提供網路接口並與一個或多個ODN相連,其功能是為ONU所需業務提供必要的傳輸方式;ODN位於ONU和OLT之間,全部由無源器件構成,具有無源分配功能;ONU位於用戶側,提供用戶側接口並與ODN相連,一般在大樓或者用戶家中,用於實現光接入網的用戶接入

網路結構圖中基本功能塊有:光線路終端(OLT)(局端)、光配線網(ODN)、光網路單元(ONU)(遠端)及適配設備(AF)。主要參考點包括光傳送參考點S、光接收參考點R、業務節點間參考點T以及AF與ONU之間的參考點a。接口包括網路管理接口G3以及用戶與網路間接口UNI。

無源光纖網路的特點

1.無源光網路為純介質網,網路對業務透明傳輸,頻寬不受限制,易於升級擴容,有利於未來新業務的接入,便於向寬頻PON網(ATM PON)過渡,APON網可為用戶提供多媒體傳輸平台或引入波分復用(WDM)技術擴展業務。

2.PON網一般採用星形/樹形分支結構,便於構建靈活的光傳輸網路,用戶可共享光纖和OLT光收發設備,經濟性好,適應性強,系統可靠性高。

3.網路外部現場沒有有源電子設備,因而基本不需要維護,設備無需特製的機箱,減少了雷電危害和電磁干擾,提高了網路的可靠性。由於採用了無源的光功率分配器,使功率降低,因此適合短距離使用(一般在20公里內)。

4.可靈活配置接入1至16個E1,並可增加V24/V28或V11接口。

5.需要時可配置光鏈路備份、2Mbit/s電接口備份,進行綜合保護。

6.下行方向的傳輸過程是:OLT送至ONU的信息通過時分復用(TDM)的方式組成復幀在光纖中傳輸,再通過無源光分路器以廣播式送至每個ONU。ONU接收到下行信號後取出屬於自己的那部分信息;上行方向的傳輸過程是:ONU至OLT的上行信號主要採用時分多址(TDMA)、或碼分多址(CDMA)、波分多址(WDMA)及空分多址(SDMA)等多址接入方式。由於各ONU與OLT的距離不同,因此要對ONU進行測距以防止各ONU的上行信號的碰撞。但本系統具有複雜準確的測距功能和先進的遠端光功率控制能力。

7.功能完善的網管系統能對一個或多個系統進行集中監視管理。直觀的圖形化界面網路管理系統可完成:配置管理(設備清單、方框圖、創建鏈路等);故障管理(查看告警信息、重新配置等);性能管理(傳輸質量的測量、性能描述等);安全管理(接入等級的管理、口令等)。

8.復接2Mbit/s和V24/V28或V11接口信號。兩種時鐘源同步:外同步時鐘信號和OLT的2Mbit/s輸入信號。在無外部時鐘源時,使用局端OLT的內部振盪器時鐘源。

無源光纖網路的主流技術

目前PON技術主要有APON、EPON 和GPON等幾種,其主要差異在於採用了不同的二層技術。

APON是上世紀90年代中期就被ITU和全業務接入網論壇(FSAN)標準化的PON技術,FSAN在2001年底又將APON更名為BPON,APON的最高速率為622Mbps,二層採用的是ATM封裝和傳送技術,因此存在頻寬不足、技術複雜、價格高、承載IP業務效率低等問題,未能取得市場上的成功。

為更好適應IP業務,第一英里乙太網聯盟(EFMA)在2001年初提出了在二層用乙太網取代ATM的EPON技術,IEEE 802.3ah工作小組對其進行了標準化,EPON可以支持1.25Gbps對稱速率,將來速率還能升級到10Gbps。EPON產品得到了更大程度的商用,由於其將乙太網技術與PON技術完美結合,因此成為了非常適合IP業務的寬頻接入技術。對於Gbit/s速率的EPON系統也常被稱為GE-PON。

在EFMA提出EPON概念的同時,FSAN又提出了GPON,FSAN與ITU已對其進行了標準化,其技術特色是在二層採用ITU-T定義的GFP(通用成幀規程)對Ethernet、TDM、ATM等多種業務進行封裝映射,能提供1.25和2.5Gb/s下行速率和所有標準的上行速率,並具有強大OAM功能。在高速率和支持多業務方面,GPON有明顯優勢,但成本目前要高於EPON,產品的成熟性也遜於EPON。

無源光纖網路的套用

PON系統是一個開放的透明支線網傳輸平台,任何廠家的基於2Mbit/s、G .703接口的任何業務,均能在網上傳輸分配。

在城市接入網中,連線商業用戶及住宅用戶的業務復用設備,包括:交換機遠端模組、V5接口的接入網用戶設備(ONU)、PABX中繼、租用線復用器、LAN網關等,用於FTTC、FTTB、FTTZ光纖支線工程。可以構成具有獨立、集中網管的基站光纖傳輸網。由於基站所需2Mbit/s數量較少,點多容量小,基站分散,因此,PON網是最佳的選擇。

在專業通信網中,PON完成一點對多點的光纖支線延伸。根據石油系統各氣田的具體情況,對於生產井相對密集的氣田採用PON結合多業務復用設備,可實現生產數據、語音、圖像傳輸等多種業務,能達到高效、可靠、低成本的效果

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