概述
PON即無源光網路(無源的光接入網),其光配線網(ODN)上的器件全部由無源器件(光纖、無源光分路器、波分復用器等)組成,不包含任何有源節點。
在PON中採用ATM信元的形式來傳輸信息的,稱為ATM—PON或簡稱APON。這種模式建立的是一個點到多點的系統,不僅可以利用光纖的巨大頻寬提供寬頻服務,還可以利用ATM進行高效的頻寬業務管理。
產生
在PON上實現基於ATM信元的傳輸,即APON(簡稱APON)技術。早在1995年“網際網路時代”之前,在人們還不知道IP最終會統治網路第三層協定的時候,幾個全球最大的電信運營商——日本電報電話公司(NTT)、英國電信(BT)、法國電信(France Telecom)等,就開始討論發展一種能支持話音、數據、視頻的接入網全業務解決方案。當時有兩個符合邏輯的選擇:協定層採用ATM,物理層採用PON。
經過以21個全球主要電信運營商為主的FSAN(全業務接入網)集團的不懈努力,1998年10月通過了全業務接入網採用的APON格式標準——ITU-T G.983.1;2000年4月批准其控制通道規範的標準ITU-T G.983.2;2001年又發布了關於波長分配的標準:ITU-T G.983.3,利用波長分配增加業務能力的寬頻光接入系統。
系統結構
典型的APON系統的網路拓撲結構為星型結構,作為點到多點的典型套用來說,更適合於面對將來進行系統的升級和擴容,同時加上光分配網的靈活性,使得系統支持更多的拓撲結構,如樹型、匯流排型等。憑藉這一點,在實際中,針對用戶的分散和對於業務階段性實施的需求,運營商可以通過APON系統一步到位,既滿足大用戶對於網路服務的要求,又避免了重複投資和重複施工。APON系統靈活的拓撲結構體現了設備在擴容和升級方面的靈活性。
工作原理
OLT(光線路終端)將到達各個ONU(光網路單元)的下行業務組裝成幀,以廣播的方式傳送到下行信道上,各個ONU收到所有的下行信元後,根據信元頭信息從中取出屬於自己的信元;在上行方向上,由OLT輪詢各個ONU,得到ONU的上行頻寬要求,OLT合理分配頻寬後,以上行授權的形式允許ONU傳送上行信元,即只有收到有效上行授權的ONU才有權利在上行幀中占有指定的時隙。
實現APON的關鍵技術有多址和接入控制技術(在使用TDMA上行接入時包括測距、頻寬分配等)、突發信號的傳送和接收技術、快速比特同步技術以及安全保密等方面的技術。
實用的PON系統主要是窄帶PON,由窄帶PON升級到寬頻的APON,終端設備和控制協定都需要進行大幅度的改動,傳輸速率的提高對物理層設備和媒質訪問控制(MAC)協定都有新的要求。只要寬頻PON的成本可以控制在窄帶PON的1.5倍以下,還是可以接受的。雖然寬頻PON的技術細節還需要在其實際的發展和使用中繼續研究和完善,但ITU-T在APON實用系統出現之前就確定了G.983建議,對APON進行了規範,它進入實用的步伐將會更加順利。
技術差別
EPON和APON最主要的區別表現在幀結構上(EPON和APON的幀結構格式、幀周期長度及打包方式全都不一樣),而它們的主要技術差別是:EPON的數據傳輸是以可變長度的分組進行,最長1,518位元組;而APON數據主要是以53位元組固定長度的ATM信元方式傳輸。
APON支持者聲稱,他們的系統具有固定長度的幀結構,因而能更快、更有效地同步;而基於IP的EPON方案,則從不知道數據包有多長,必須硬性切斷,並按較小的長度重新分組。這是因為,按網際網路規定的IP包最大長度為65,535位元組,而EPON協定規定的分組包最長為1,518位元組。
與此對應,EPON支持者爭辯說,用APON運載IP業務很難且效率低。APON的分組包必需按每48位元組一小段切割,而且每段得加上5位元組的字頭,所以這種處理方式既費時、複雜、浪費頻寬,又增加了額外的成本。