PON与骨干网连接方法的研究
PON技术在光纤接入网中的应用
PON技术在光纤接入网中的应用随着宽带接入需求的增加，光纤接入网已成为未来通信网络的发展方向。
而PON技术（Passive Optical Network）作为光纤接入网络中的重要组成部分，具有高带宽、低成本、易维护等优点，正逐渐成为主流的光纤接入技术。
本文将就PON技术在光纤接入网中的应用进行探讨。
一、PON技术概述PON技术是一种光分布式的传输方式，它采用了被动式光分路器（Passive Splitter）实现光信号的分配和传输，不需要电源和电子设备来增益信号，因此成本低、可靠性高。
PON技术采用了TDMA（Time Division Multiple Access）或者WDM（Wave Division Multiplexing）技术，可以实现多用户共享一根光纤，从而降低了光纤接入网络的建设和运营成本。
PON技术一般分为EPON（Ethernet PON）、GPON（Gigabit PON）和XG-PON（10G PON）等不同的标准，它们分别对应了不同的传输速率和应用场景。
EPON和GPON是较为成熟的技术，被广泛应用于FTTH（Fiber To The Home）等场景；而XG-PON则适用于对带宽要求较高的企业用户和大型机构。
1. 宽带接入随着互联网、智能家居等应用的普及，用户对宽带接入的需求越来越大。
传统的ADSL （Asymmetric Digital Subscriber Line）接入方式受限于电话线的性能，无法满足用户对高速宽带的需求。
而PON技术可以实现高速的光纤接入，为用户提供更高带宽的网络体验。
尤其是在FTTH场景下，PON技术可以实现家庭用户的高速宽带接入，支持高清视频、在线游戏等大流量应用的稳定运行。
2. 有线电视和光纤网联播传统的有线电视网络和光纤网络分别独立建设和运营，无法实现资源共享和业务融合。
而PON技术可以实现有线电视信号和光纤网络信号的统一传输，从而实现有线电视和光纤网的联播和资源共享。
PON网络技术在光纤通信中的运用研究
PON网络技术在光纤通信中的运用研究随着信息时代的到来，通信技术的发展也逐渐成为社会发展的重要支撑。
尤其是光纤通信技术的出现，为信息传输带来了极大的改变，加速了通信技术的发展。
在众多的光纤通信网络技术中，PON（Passive Optical Network）网络技术因其低成本、高效率和可扩展性等优点得到广泛的应用研究和支持。
PON网络技术是一种被动式光网络技术，其基本的网络结构包括OLT（Optical Line Terminal，光线终端设备）、ONU（Optical Network Unit，光网络单元）和光分配网络ODN （Optical Distribution Network，光分配网络）。
与其他光网络技术不同的是，PON网络技术可以通过一条光纤连接数以千计的用户终端设备，通过光波分复用技术将不同用户之间的业务分离，提供共享带宽资源，实现网络信号的最大化传输。
在PON网络技术中，OLT是主要的控制节点，负责对网络中所有ONU的管理和控制，向ONU发送控制信息和数据。
而ONU则是网络中的最终设备，主要负责实现用户的访问和网络的数据传输。
在PON网络技术中，ODN则起到了重要的作用，它负责将OLT和ONU之间传输的光信号分配到不同的ONU设备，或者将来自不同的ONU设备的信号聚合到OLT设备上。
PON网络技术具有以下优点：第一，低成本。
相比于其他光纤通信技术，PON网络技术的设备和维护成本都相对较低，可以显著降低网络的建设和运营成本。
第二，高效率。
PON网络技术可以利用光波分复用技术将其发出的信号分成多个波长传输到不同的ONU上，从而提高带宽利用率和传输效率。
第三，可扩展性。
PON网络技术可以通过增加ONU数量来扩展网络规模，适应不断增长的用户需求。
第四，易于维护。
由于PON网络技术的架构简单，设备数量少，因此往往比传统的光纤通信网络更容易维护和升级。
目前，PON网络技术已经在全球范围内得到了广泛应用。
接入网系统中PON技术的运用分析
通信网络技术 2023年7月25日第40卷第14期· 195 ·期间可能存在冲突现象，导致ONU 注册失败，即授权错误，进而致使网络连接断开或造成网络高延迟现象。
为有效避免ONU 注册失败问题，则需要确保在ONU 注册既定窗口时间内完成所有应答环节。
同时，接入网系统在实际运行期间的延迟时间具有较强随机性，因此接入网系统能够在一定程度上延长既定窗口的开放时间，从而提高ONU 注册成功率。
（2）当接入网系统注册过程中出现冲突现象后，ONU 自动识别技术可以在一定范围内对冲突类型进行判定，若处于判定范围内则可以对冲突进行跳过并继续进行注册、授权等相关步骤，从而大幅提高接入网系统在实际运行期间的响应效率与相应质量。
一般情况下，ONU 既定窗口时间通常为1 s 左右，在此段时间内ONU 自动识别技术便可以对存在冲突的注册过程中的既定窗口时间进行跳过，以此避免增加重复的注册内容，避免对接入网系统的宽带服务质量造成影响[7]。
OLT开始开始TS 长度长度开始长度MAC层物理层MA-控制.请求（门）MA-控制.指示（门）MA-数据.请求MAC控制层时钟寄存器MAC层物理层上行数据通道时隙开始寄存器时隙长度寄存器ONUONU控制层客户端MAC控制层时钟寄存器时间标记信息产生门信息MAC控制层客户端图1 MPCP 协议的基础结构与分层模型Gates 下游OLTReports上游ONU 1ONU 2ONU 3图2 ONU 自动识别技术的应用原理3.3 复用技术对于复用技术而言，其在接入网系统中的应用原理分为上行方面与下行方面。
首先，在接入网系统的上行过程中应用复用技术，能够将上行宽带资源有效共享至各个网络单元，同时各个网络单元时隙能够按需调用相关网络机制，以此达到明确各个网络单元中所需传输的信息包，从而达到无论网络传输过程中是否发生冲突，则网络单元都会基于网络机制与传输原则对信息包进行传输与共享。
PON技术在光纤接入网中的应用分析
PON技术在光纤接入网中的应用分析科学技术的快速发展，带动了网络的发展速度，目前宽带网已开始应用光纤接入技术，不仅有效的节省了资源和成本，同时也满足了用户对带宽需求不断增加的需求。
近年来同，随着宽带技术的快速发展，PON技术以其自身独有的特点被广泛的应用到光接入网中。
文章对PON无源光纤网络进行了介绍，同时对PON技术相对于传统网络的优势进行了分析，并进一步对PON技术的FTTX应用场景进行具体的阐述。
标签：光纤接入网；PON技术；FTTH前言：随着社会的快速发展，通信领域的用户和业务都呈不断增加的趋势，这就对带宽提出了更高的需求，从而使宽带光纤接入技术得以发展起来，宽带光纤接入技术以其较低的运营和维护成本，同时较好的扩展性受到广大运营商的欢迎。
目前在宽带接入技术中光纤接入技术是最为先进的技术之一，其自身诸多的优点，使宽带实现了长距离、高带宽、低成本、多样化的特点，完全屏弃了传统光技术的弊端，从而实现了宽带技术性的革命。
1 PON无源光纤网络简述PON也称之为无源光网络，可以实现一点到多点的光纤接入，此技术由局侧终端和用户侧的光网络单元及光网络一起组成。
PON技术非常简单，不再需要户外的有源设备，在交换机内和用户宅内即可完全信号的处理功能。
该技术在下行方向其以一点发送多點的信号，从而使各用户可以在不同的数据中取出自己所需要的设备。
其以复用技术实现了双向信号传输的处理工作，实现了在同一根光纤中进行不同波长信号的传送业务。
而对于上行方向，则一根光纤来完成信号的传输工作，多点进行传输，而由单点进行接收，在这种情况下很容易导致信号之间的冲突产生，所以需要多扯接入协议，从而使多用户可以访问共享通道。
2 PON技术相对于传统网络的优势2.1 高接入带宽。
GPON下行速率高达2.5Gbit/s，上行1.25Gbit/s的速率，EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽，并且随着以太技术的发展可以升级到10Gb/s。
PON技术在光纤接入网中的应用
PON技术在光纤接入网中的应用随着数字化时代的到来，人们对于网络的需求越来越高。
作为传输网络的重要技术，光纤接入网已成为目前最主流的接入方式之一。
在光纤接入网的技术架构中，PON技术被广泛应用。
PON，即被动光网络技术，是一种高效、安全、稳定的光纤传输技术。
与传统的以太网相比，PON技术最大的优势在于能够实现高速远距离的传输，同时采用点对多点的传输方式，使得网络传输更加高效。
在光纤接入网的应用中，PON技术主要分为EPON和GPON两种。
EPON技术基于IEEE 802.3ah标准，是一种成熟的技术，它采用的是TDMA（时分多路复用）方式，可实现对下行和上行的分别控制，提高了网络的灵活性和可靠性。
而GPON技术则是基于ITU-T G.984标准的技术，它采用的是WDM技术和TDMA技术相结合的方式，可以同时传送多个信号，并且支持多种业务类型，是目前最为主流和普及的PON技术。
在EPON和GPON两种技术中，为了提高网络的安全性和可靠性，通常会采用AES加密算法和SNMP网络管理协议来保护和管理网络数据。
而在网络部署方面，随着5G、物联网等新兴业务的不断涌现，PON技术也相应地有了更多的应用场景。
例如，在智能城市建设中，PON技术可以作为城市覆盖的骨干网络，从而实现城市内不同区域的数据传输和共享；在家庭网络中，PON技术则可以实现高清视频、在线游戏、智能家居等多种服务的传输。
总之，PON技术在光纤接入网中的应用，为建设智慧城市、提高家庭生活质量、促进信息社会发展等起到了至关重要的作用。
随着技术的不断发展和创新，PON技术也将继续推动网络的升级和改善。
探讨PON技术的三网融合解决方案
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１ Ｅ Ｐ Ｏ Ｎ的三 网融合解决方案
Ｅ Ｐ ＯＮ系统的数据是基于 以太 网帧传输 的，基于 Ｅ Ｐ ＯＮ接入系统
ＭＰ Ｅ Ｇ一 ２或 Ｈ． ２ ６ ４压 缩编码 的视 频、音频 传送流 封装 进 Ｉ Ｐ包 ，通过 Ｉ Ｐ网传送到 用户 ，然 后用 Ｉ Ｐ机顶盒解 码 ，还
Ｆ — Ｔ Ｖ是模拟和数字视频广播 ，采 的三 网融合框 图如 图 １所示 。图中的 Ｐ Ｂ Ｘ是指专用交换机 ，筒而言之 原为视频 、音频信号 。Ｒ 用对射频 副载波 的高效调制方式 ，Ｒ Ｆ － Ｔ Ｖ叠加 网能够 同时 就是集 团 电话 ，它被广泛地运用在企业办公机构 中，极大地提高 了企 携 带数百多个 ＭＰ ＥＧ一 ２视 频流进入用户家庭 。在 Ｆ Ｔ Ｔ ＨＨ 业 的办事效率 。 情况 下 ，上述 两种 模 式都能 发挥 重要 作 用，共存 于 同一
基于PON技术的光接入网应用模式探讨
基于PON技术的光接入网应用模式探讨1.PON技术概述进入21世纪以来，全球宽带接入网进入了大发展阶段。
我国宽带接入网在近两年发展也十分迅速，当前主要应用的宽带接入技术有xDSL、LAN、MSTP以及传统专线接入等。
以ADSL为代表的宽带接入技术虽然初步解决了数据接入的问题，但靠出租带宽的宽带运营战略，随着用户上网流量的增加（如P2P等应用），运营商的宽带接入与业务发展进入了“平台期”。
甚至出现每比特收益&宽带ARPU迅速下降，陷于收入增长低于成本增长的怪圈。
对于运营商而言，只有进行宽带接入网改造，以及细分客户群进行多业务转型，才能驱动宽带收益的提升，“TriplePlay”等多业务将成为运营商创造宽带新收入的关键。
宽带接入网改造以及多业务转型，要求接入设备具有基于统一网络承载多业务的能力，并满足不断增长的带宽需求。
DSL技术由于带宽和接入距离限制，已逐渐无法满足需求。
PON（无源光网络）宽带技术具有高带宽、广覆盖、单纤接入、接口丰富以及综合业务接入能力。
PON系统的引入，不但可以大大提升商业用户接入速度以及综合业务能力，并且能够提供足够的业务质量保证。
对于家庭用户而言，除了速度的提升，一根光纤可以提供包括语音、视频和数据业务的需求。
同时由于光纤本身的高度稳定性，有效降低运行维护成本，从而帮助运营商实现接入网建设的“一劳永逸”。
目前，业界最主要的两个PON标准，一个是由IEEE802.3ah工作组制定的EthernetPON(EPON)标准，另一个是由ITU/FSAN制定的GigabitPON(GPON)标准，其共同的特点如下：·高接入带宽GPON下行速率高达2.5Gbit/s，上行1.25Gbit/s的速率，EPON采用上下行各1.25Gbit/s的速率，可以满足现在和未来各种宽带业务的需要；·节省光纤资源点到多点（P2MP）的树状广播形网络拓扑结构，从局端的一芯光纤，最后可以分支到32/64个终端ONU设备，极大节省了馈线段的光纤资源，特别是对于地域广阔的地区，或者原有光纤资源有限的运营商，采用PON技术组网可以大大提高光纤资源的使用效率；·设备运维、管理成本低PON光纤接入技术，只有局端（OLT）和用户侧设备（ONU）为有源设备，其中间的光分布网络采用稳定性高、体积小巧、成本低的无源分光器，无需提供电源、空调等机房设备，也不占用机房空间，只需安装在光交接箱或光配线架的适当位置即可，易于维护；（文章编辑：胶原蛋白粉：；静脉曲张袜）2.PON应用模式探讨目前PON的应用模式主要有下列几种：·“PON+DSL”的方案“PON+DSL”的方案，将DSLAM尽量靠近用户，克服xDSL接入距离和带宽的限制，并采用PON设备将下移的DSLAM汇聚。
PON网络技术在光纤通信中的运用研究
PON网络技术在光纤通信中的运用研究引言一、PON网络技术概述Passive Optical Network（PON）是一种无源光网络技术，它采用了被动光分配器并使用光纤传输数据，使得光纤通信网络可以实现多用户共享。
PON网络一般包括一个OLT （Optical Line Terminal）、多个ONU（Optical Network Unit）和ODN（Optical Distribution Network）。
OLT负责与上层网络交换数据，ONU连接用户终端，而ODN则用来传输光信号。
PON网络技术通过使用被动光分配器和多路复用技术，实现了光纤通信网络的低成本、高效率和高可靠性，因此越来越受到广泛关注和应用。
二、PON网络技术在光纤通信中的优势1. 高带宽PON网络技术可以实现高带宽传输，满足用户对高速数据传输的需求。
由于光纤的特性使得PON网络可以实现Gbps级别的传输速度，可以满足多种应用场景的需求，如高清视频、云计算等。
2. 高效率PON网络技术采用了多路复用技术，可以实现多用户共享一根光纤，有效地提高了光纤的利用率。
这种共享方式可以大幅降低网络建设和运营成本，提高了网络的运营效率。
3. 灵活性PON网络技术可以根据实际需求灵活地部署和扩展。
由于光纤通信的特性，PON网络可以覆盖较大的区域，同时可以通过增加OLT和ONU的方式来灵活地扩展网络规模。
4. 高可靠性PON网络技术采用了光纤传输技术，免受电磁干扰影响，因此具有较高的信号传输可靠性。
PON网络采用了被动光分配器，无需外部电源，降低了设备的故障率和维护成本。
PON网络技术适用于家庭宽带接入场景，能够提供高速、高带宽的网络接入服务，支持用户的多媒体应用需求，如高清视频点播、在线游戏等。
2. 企业以太网接入PON网络技术也可以应用于企业以太网接入，可以满足企业对大带宽、高可靠性的网络需求，同时降低网络建设和运营成本。
3. 移动通信基站接入PON网络技术还可以应用于移动通信基站接入，为移动通信基站提供高速、高带宽的接入网络，满足移动通信基站对数据传输的需求。
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运营探讨Operation discussion摘 要：数据从PON 传入骨干网时，线路上传输的有一部分数据是内部数据，这些数据是最终要回到PON 接入端口的。
由于这些内部数据转发位置的不同从而产生了PON 与骨干网两种不同的连接方法。
一种方法转发位置是在PON 接入端口，另一种在骨干网端口。
本文通过对两种方法的比较发现，当网络负载不是很大时，内部数据在PON 接入端口处转发比在骨干网端口处转发的网络参数有所改善，而当网络负载很大时，反而会使网络形成拥塞。
关键词：PON ；骨干网；内部数据；连接方法中图分类号：TP301 文献标识码：B 文章编号：1673-1131(2010)03-067-03一、引言随着网络技术的飞速发展和网络规模的迅速扩大，以前的技术瓶颈接入网的也得到了很好的发展，特别是PON （Passive Optical Network ）的出现，为我们提供了一种很好的接入网模式。
PON 的发展历程看，它主要经历了APON 、PON 刘 强/电子科技大学 宽带光纤传输与通信网技术教育部重点实验室（成都·610054）EPON 、GPON 等阶段，分别由ITU-T G.983、IEEE802.3ah 、ITU-T G.984等标准加以规范，由于EPON 推出较早，且技术复杂度不高、成本较低，所以在我国应用较多。
近年来WDM PON 又因其超大的传输带宽获得大家的广泛关注，业界对WDM PON 进行了广泛研究[1-9]。
WDM PON 也被认为是接入网的最终解决办法，FTTH （光纤到户）的时代似乎就要来到了。
然而PON 与骨干网的连接方法好像则被大家所忽略，在整个网络的其它方面多取得突飞猛进的发展时，PON 接入骨干网的性能显然会影响整个网络性能。
因此，本文重点研究了PON 接入骨干网时，不同的接入方法对网络的影响，并做出了仿真。
二、PON 的接入方法PON 系统要接入骨干网用以下方法即可如图1所示，几个PON 接入端口与骨干网端口分别两两相连。
数据从OLT 到了PON 接入端口后，根据不同的目的地址把数据发送到相应的骨干网端口，这样数据就可以从PON 传输到骨干网Connection method between PON and the backbone networkLiu Qiang(Key Laboratory of Broadband Optical Fiber Transmission & Communication Networks, Ministry of Education,University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054)Abstract: Part of the data transmitting from PON to the backbone network are internal data, these data are ultimately to return to PON access port. The different forward locations of the internal data produce two different connection methods between PON and the backbone network. One way the forward location is PON access port, another is the backbone network port. In this paper, a comparison of two methods found that when the network load is not large, internal data forwarding in the PON access port compare with in the backbone network port, the network parameters improved, but when the network load is large, there may be network Congestion.Key words: PON; backbone network; internal data; connection method67与骨干网连接方法的研究&Informationcommunications信息通信上，下行数据则正好相反。
但是，在整个传输数据中存在相当大一部分业务数据是内部数据，即它们的目的地址是本交换网内部的其它PON 或者本PON 网络内部的其它ODN 。
如果按照这种方法连接，那这部分数据会先从PON 接入端口输到骨干网端口，在骨干网端口进行选路后传输到PON 接入端口。
显然，这样增加了数据的传输延时，加大了骨干网端口的排队。
因此，我们可以将内部数据在接入网端口上就可以进行交换，不必进入骨干网端口，希望通过这种方法可以降低数据传输延时，减小骨干网端口的排队，提高网络性能。
具体的连接方法如图2所示，把所有PON 接入端口两两相连，这样数据到达PON 接入端口时，就需要判断数据的类型，而PON 接入端口这增加了判断数据类型的功能，如果是外部数据则传输到骨干网端口，如果是内部数据则直接传输到相应的PON 接入端口。
这样虽然提高了网络的复杂程度和网络器件的性能要求，增加了网络成本，但是减小了内部数据的延时，提高了网络性能。
三、不同接入方法对网络性能的影响虽然表面看起来第二种接入方法，内部数据的传输步骤减少了，可以降低传输延时，但是又带来了新的问题，这种方法增加了接入网接入点的网络负担和队列长度，当网络负载很大时，同样也会增加延时，只不过将原来浪费在步骤上的延时转移到了PON 接入端口的队列等待上，同时又增加了对网络设备的要求，增加了对接入点存储量的要求。
另外，不同类型的网络，不同的网络用户，内部数据所占数据总量比例不同，第二种方法所提高的网络性能参数不同，内部数据比例越高，骨干网接口处网络负担减轻越大，而PON 接口处在网络负载重的情况下，越容易产生拥塞。
为此，本文通过仿真模型，对以上两种方法进行了比较。
3.1 仿真模型为了对上述两种方法进行对比，基于OPNET 仿真平台建立了仿真模型。
在仿真模型中包含４个PON 接入端口和４个骨干网端口，光信道的传输速率为1Gb/s 。
第一种方法的模型中，PON 接入端口可以跟任意骨干网端口进行数据传输，而各个PON 接入端口之间不能进行数据传输；第二种方法的模型中，PON 接入端口可以跟任意骨干网端口进行数据传输，而且各个PON 接入端口之间可以进行数据传输。
无论从任何网络来的数据，达到入端口后不进行缓存，直接发送到所要到达的目的端口。
由于来自网络的数据目的地址是随机的，有可能同时到达某端口，因此在目的端口处就该有缓存队列，对来不及及时转发的数据进行缓存。
任何数据在出端口处遵循先到先出的原则，数据没有优先级，既降低模型的复杂度又尽可能的减少数据的传输时延。
从每个端口出来到数据都应该进行传输时延统计，以便进行网络性能的分析。
假设内部数据量分别占总数据量的比例为n ，n 的值分别为5%，10%和20%。
通过对不同内部数据量的网络的仿真，比较不同网络性能提高的不同。
3.2 性能分析基于上述仿真模型，分别对PON 接入端口和骨干网端口各队列的长度和各出端口数据传输时延进行了仿真。
在仿真过程中，我们不断增加两个方向入口的数据量，使网络负载不断提高，以便观察网络性能。
我们首先看数据从PON 接入端口往骨干网端口传输的性能，如图3，图4所示，可以看出，第一种方法随着网络负载的不断提高，骨干网端口各队列的长度和骨干网出端口数据传输时延不断提升，跟第一种方法比较，第二种方法无论是队长还是时延都有所降低，而且n 值越大，降低的幅度越大，这是由于第二种方法内部数据不需要到骨干网端口使得到达骨干网端口数据量减少的缘故，而且n 值越大减少的越多。
可以看出，第二种方法确实可以起到减轻网络负担，减少数据延时的作用。
图1 第一种连接方法图2 第二种连接方法68运营探讨Operation discussion再来分析数据从骨干网端口往PON 接入端口传输的性能，如图5，图6所示，可以看出，第二种方法确实增加了骨干网端口处队列的长度和数据的传输时延，而且n 值越大增加幅度越大。
这是由于内部数据从某个PON 接入端口直接传输过来，增加了整个网络的业务量，而且n 值越大增加的越多。
值得注意的是随着骨干网端口负载的逐渐增加，但到达某一个值时PON 接入端口会达到满载出现拥塞，这时骨干网端口负载却不大。
n 值越大，这种情况越容易出现，这个临界负载越低。
可以看出第二种方法在网络负载较大时，并不一定提高网络性能。
四、结束语目前主要的接入网方案有ADSL 、HFC 、PON 等，在这三种方案中，PON 由于其带宽、维护成本等方面的优势，正受到业界的广泛关注，并已有较大规模的应用。
PON 接入骨干网的方法会对整个网络性能产生很大影响。
本文对比了两种PON 接入骨干网的方法，得出了各自的优越性。
在网络负载较低时，第二种方法确实可以改善队列长度，传输时延等性能指标，而当网络负载很大时，反而会使网络形成拥塞。
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