PON系统简介
FTTH宽带基础原理
一、FTTH及PON基础知识1.1 PON系统基本原理PON无源光网络是指OLT光线路终端和ONU光网络单元之间的ODN光分配网络全部采用无源设备的光接入网络;PON是一种点对多点P2MP的光接入系统,它能够节省光纤资源、ODN无需供电、用户接入方便和支持多业务接入,是运营商目前大力推行的宽带光纤接入技术,主要有EPON和GPON两种技术;PON系统采用WDM密集波分复用技术,实现单纤双向传输;为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号,采用以下两种复用技术：●下行数据流采用广播技术；●上行数据流采用TDMA技术；●每PON口可以实现最大上行1.25G,下行2.5G传输速度;1.1.1 PON典型网络结构PON系统主要由OLT、ODN和ONU三部分组成,其中ODN不包含有源设备,OLT至ONU之间通过光分路器连接形成P2MP点到多点的结构;1.1.2 PON系统传输方式上行方向为TDMA方式各ONU上行数据分时发送,各ONU的发送时间与长度由OLT集中控制;下行方向为广播方式下行数据广播发送,每个ONU根据下行数据的标识信息接收属于自己的数据,丢弃其他用户的数据;1.2 PON系统组成PON系统的基本组成有：●局端的光线路终端OLT设备●ODN,指用于连接局端OLT设备和远端ONU设备之间的光分配网络,ODN只包含无源器件或设施●光网络单元ONU/ONT;1.2.1 OLT设备介绍OLT是PON的核心功能模块,OLT在物理上一般以机架的形式呈现;机架式OLT大型采用插板式结构,功能复杂、容量大,实现难度高;包括如下板卡:●接口板或者称为线卡●主交换板●主控板主控和主交换板可能合在一个板卡●上联板GE/10GE盒式OLT小型：1U高一体化小设备：2－4个PON口,1－2个上联GE口.功能简单,容量小,实现容易1.2.2 ONU设备介绍ONU位于用户终端和ODN之间,提供用户接口和多业务接入,ONU上联口PON口为光口,用户侧接口有：●以太网接口FE GE●POTS接口RJ11●E1接口●CATV接口ONU设备框图如图所示,其中PON接口模块是核心部分,语音处理模块以VoIP的方式提供语音业务,CPU负责整个ONU的控制和管理包括与OLT及网管的通信;1.2.3 FTTH ONU设备分类ONU设备根据用户端的应用方式不同,可分为下列几种类型：1SFU单住户单元型ONU ：主要用于单独家庭用户,仅支持宽带接入终端功能,具有1或4个以太网接口,提供以太网/IP业务,可以支持VoIP业务内置IAD或CATV业务,主要应用于FTTH的场合可与家庭网关配合使用,以提供更强的业务能力;2HGU家庭网关单元型ONU：主要用于单独家庭用户,具有家庭网关功能,相当于带EPON 上联接口的家庭网关,具有4个以太网接口、1个WLAN接口和至少1个USB接口,提供以太网/IP业务,可以支持VoIP业务内置IAD或CATV业务,支持TR-069远程管理;主要应用于FTTH的场合;3SBU单商户单元型ONU：主要用于单独企业用户和企业里的单个办公室,支持宽带接入终端功能,具有以太网接口和E1接口,提供以太网/IP业务和TDM业务;主要应用于FTTO的场合;1.3 ODN简介ODN位于ONU和OLT之间,为OLT与ONU提供光传输手段,完成光信号的传输和功率分配任务;ODN通常呈树型分支结构,主要包含下列设备：●局端配线设施：光配线架等;●光分配点设施：光配线架、光交接箱、光分线盒、光分路器、光分歧接头盒等;●光用户接入点设施：光分路器、光分线盒、光分歧接头盒等;●用户端接设施：用户智能终端盒、光纤信息面板;●其他基本器材：光缆、光纤连接器、尾纤等;1.4 FTTH在PON中的实现根据光纤到达用户侧的位置不同,宽带光接入网的应用方式建设模式包括以下几种,这些模式统称为FTTx,主要包含：1FTTN ：Fiber To The Node,光纤到节点2FTTZ ：Fiber To The Zone,光纤到小区3FTTCab：Fiber To The Cabinet,光纤到交接箱4FTTC ：Fiber To The Curb,光纤到路边5FTTB： Fiber To The Building,光纤到楼6FTTP： Fiber To The Premise,光纤到用户驻地7FTTH： Fiber To The Home,光纤到户8FTTO： Fiber To The Office,光纤到办公室其中最主要的应用方式有FTTH、FTTB/C、FTTCab,FTTH、FTTO、FTTP 以全程光纤的方式实现最终用户的接入,是最为理想的宽带光纤接入方式;1.5 FTTH典型组网结构FTTH的典型组网结构如图所示,根据用户的不同业务需求及家庭布线情况,家庭网络可采用不同的家庭组网方式,既可采用有线也可采用有线+无线AP的接入方式,可方便灵活地接入语音、宽带数据、IPTV、WLAN等业务;1.6 EPON和GPON技术比较下图展示了EPON和GPON技术未来发展的方向、各自的协议栈及支持的业务类型;GPON和EPON的主要技术指标对比：1.7 10G-EPONIEEE 802.3 av 规定了10Gb/s 下行、1Gb / s 上行的非对称模式10/1GBASE -PRX 和10Gb/s 上下行对称模式10 GBASE - PR 两种速率模式;10G-EPON标准标准●EEE802.3av,2009.9发布●在1G EPON标准基础上增补主要改进●定义了新的PMD子层光接口●对MPCP协议进行增补,扩展了ONU的发现方式,支持不同速率ONU的共存●采用了新的编码方式和FEC10G-EPON工作波长●10Gb/s下行：1575～1580nm1577nm●10Gb/s上行：1260～1280nm1270nm●1Gb/s上行： 1260～1360nm1310nm不同速率信号的共存物理层●下行：10G与1G信号以WDM方式共存●上行： 10G与1G信号以TDM方式共存多点控制协议增补数据链路层●OLT为不同类型的ONU打开不同的发现窗口●10G、1G注册采用不同的广播LLID二、FTTH线路要求及传输指标2.1 PON系统光链路损耗计算●光路损耗=所有分光器插损值之和+光纤长度KM0.4+熔纤点数目0.1+法兰盘个数0.5●ONU接收侧光功率＝ OLT发射光功率- 光路损耗只有当ONU接收侧光功率> ONU最小接收光功率时,ONU才能正常工作;●光链路中还要有一定的富余度：当传输距离≤5公里时,光纤富余度不少于1dB；当传输距离≤10公里时,光纤富余度不少于2dB；当传输距离＞10公里时,光纤富余度不少于3dB;2.2 影响光通道衰耗的几个因素以上图为例进行全径路光功率计算,红色点表示法兰盘,光通道全长3KM,光缆共有4个熔接点;2.3 各种分光器衰耗情况实测2.4 两种分光比的对比2.5 盒式分光器采用小盒子封装,可根据需求引出SC\FC\LC等不同的尾纤;2.6 分光器的选择●目前FTTH小区一级分光一般采用1：32的分光器,二级分光一般采用1：2+1：32/1：4+1：16/1：8+1：8 的分光器组合方式;●在机房机柜中,为了便于固定,选用机架式分光器;●在FTTH光交箱、光分线箱内,为了节约托盘的位置,一般选用盒式分光器;●对于新建小区,在计算分光器端口时,要有一定的余量,1个1：64的分光器只能覆盖60～62户,1：32 的分光器只能覆盖30户;三、FTTH装维标准3.1 FTTH开通必备工具FTTH装机必备工具：1、设备类：ONT光猫、FTTH光缆热熔机、光源光功率计、红光笔、手电筒、电钻、插排2、线路类：皮线光缆根据装机环境不同携带室内或室外皮线光缆、尾纤FC-FC\FC-SC、法兰适配器3、工具类：光缆切割刀、螺丝刀一字/十字、斜口钳、米勒钳子、皮线光缆开拨器、酒精、脱脂棉、热缩管、扎带、魔术粘扣、钢丝穿线使用、开孔器、锤子、梯子4、标记类：圆珠笔非水性/油性笔、标签纸3.2 FTTH 一级分光组网FTTH一级分光：用户与汇聚设备OLT之间只有1个分光器的组网方式被称为一级分光;一般将大分光比分光器1：32/1：64安装于FTTH覆盖区域光缆交接箱中,通过束状尾纤光缆延伸至用户楼宇安装的光纤分线箱中;至用户家中的皮线光缆通过与束状尾纤连接法兰盘,再通过安装于光交箱中的分光器汇聚后上联至机房OLT设备;FTTH一级分光组网方式光衰耗相对较小,一般用于密集覆盖区域,该分光方式网络节点较少易于维护,用户端口受限于光交箱至楼宇光缆数量;机房---光交箱分光器---楼宇分线箱---用户一级分光方式示意图:3.3 FTTH 二级分光组网FTTH二级分光：用户与汇聚设备OLT之间存在2个及以上非特殊情况下不建议存在两个以上分光器分光器的组网方式被称为二级分光;一般将小分光比分光器1：2/1：4/1：8安装于FTTH覆盖区域光缆交接箱中,通过光缆延伸至用户楼宇安装的光纤分线箱中,于光纤分线箱中安装级联分光器1：32/1：16;至用户家中的皮线光缆通过与二级分光器相连,再通过安装于光交箱中的一级分光器汇聚后上联至机房OLT设备;FTTH二级分光组网方式光衰耗相对较大,一般用于全光覆盖小区,该分光方式光缆敷设少,易于扩容,用户端口受限于楼宇内分光器分光比;机房--光交箱分光器--楼宇分线箱分光器--用户二级分光方式示意图:。
PON测试网管系统功能介绍
目
系统管理 拓扑管理 流量管理 ODN测试 告警管理 资源管理 性能管理 报表管理 故障测试
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OLT配置一览表，展示了所属区域的全部OLT设备及其基本信息。 点击OLT名称超链接，可以查看该OLT设备的详细信息（设备流量信息、 端口流量信息、板卡信息、端口信息、光模块信息、下联ONU）；点 击用户数超链接，可以查看该设备下 用户的详细信息。
目
系统管理 拓扑管理 流量管理 ODN测试 告警管理 资源管理 性能管理 报表管理 故障测试
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报表分类：流量报表、故障报表、资源报表、综合查询。
流量报表：端口流量统计、忙时PON流量统计、接入点忙时PON口统计、 接入点忙时PON口详单。 端口流量统计：按日统计、最忙4小时均值流量、峰值流量分布情况。大 于50%提供了详单和趋势图查看。
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流量管理：流量TOP（OLT上联口、OLTPON口、ONUPON口、ONU 用户口）、流量监视
流量管理：流量TOP（OLT上联口、OLTPON口、ONUPON口、ONU 用户口）、流量监视
目
系统管理 拓扑管理 流量管理 ODN测试 告警管理 资源管理 性能管理 报表管理 故障测试
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ODN测试：ODN诊断、性能预警。
PON综合测试系统功能介绍
苏州科大恒星信息技术有限公司
w w w. s t a r i t . c o m . c n
网络监视 实时测试 故障定位 优化网络
目
系统管理 拓扑管理 流量管理 ODN测试 告警管理 资源管理 性能管理 报表管理 故障测试
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安全管理作为系统管理的主要模块，负责人员的管理 域与设备域的权限控制以及工作室定义
系统维护还包括门限配置、EMS监控、日志查 询、在线用户管理几大功能。
PON产品介绍及其典型应用场景
PON产品介绍及其典型应用场景无源光网络系统（Passive Optical Network, PON）由光线路终端（OLT）、光分配网（ODN）、光网络单元/终端（ONU/ONT）组成的信号传输系统，简称PON系统。
ONU设备类型有很多，根据接入用户类型的不同，ONU可以分为SFU（Single Family Unit）、HGU（Home Gateway Unit）、SBU（Single Business Unit）、MDU（Multi Dwelling Unit）＞ MTU（Multi Tenan Unit）等。
面向不同用户和厂家，相应的说法也不相同，实际设备本身形态也会有所差别。
SFU （单住户单元）型ONU主要用于单独家庭用户，当商业用户不需要TDM业务时候, SFU可用于商业用户。
SFU仅支持宽带接入终端功能，具有1个或4个太网口，提供以太网/IP业务，可以支持VOIP业务或CATV业务，可以配合家庭网关使用。
HGU （家庭网关单元）型ONU主要用于单独家庭用户，具有家庭网关功能，相当于带PON J：联接口的家庭网关，具有4个以太网接口、1个WLAN接口和至少一个USB接口，提供以太网/IP业务，可以支持VOIP业务或CATV业务，支持TR-69远程管理。
SBU （单商户单元）型ONU主要用于单独企业用户或企业里的单个办公室，支持宽带接入终端功能，具有以太网接口和E1接口，提供以太网/IP业务和TDM业务，可选支持VOIP 业务。
MDU （多住户单元）型ONU主要用于多个住宅用户，具有宽带接入终端功能，具有多个（至少8个）用户侧接口（包括以太网接口、ADSL2+接口或VDSL2接口），提供以太网/IP 业务，可以支持VOIP业务或CATV业务。
MTU （多商户单元）型ONU主要用于多个企业用户或一个企业内的多个个人用户，具有宽带接入终端功能，具有多个以太网接口（至少8个）、E1接口和POTS接口，提供以太网/IP业务、TDM业务和VOIP业务。
PON网络知识介绍
EPON具有高带宽、低成本、易扩展和标准化程度高等优点，广泛应用 于接入网领域。
GPON技术
定义
GPON（千兆比特无源光网络）是一种基于千兆比特速率 的无源光网络，它能够提供更高的带宽和更远的传输距离。
工作原理
GPON采用ITU-T G.984标准，通过OLT和ONU之间的无 源光分配网络，实现数据的上下行传输。GPON支持多种 传输速率和传输距离，满足不同业务需求。
PON网络与5G的融合
5G前传
PON网络作为5G前传的主要传输方 式，能够提供大带宽、低时延、高可 靠性的传输通道，满足5G网络的需求。
5G回传
PON网络与5G回传相结合，可以实 现灵活的组网和低成本的网络建设， 提高网络覆盖和容量。
PON网络的智能化发展
AI在PON网络中的应用
利用人工智能技术对PON网络进行智能分析和优化，提高网络性能和用户体验。
特点
APON具有传输质量高、支持多媒 体业务和标准化程度高等优点，但 由于技术复杂度高、成本较高等因 素，应用相对较少。
EPON、GPON和APON的比较
带宽和速率
GPON具有更高的带宽和速率，能够满足未来更高带宽的需求。
传输距离
GPON支持更远的传输距离，适合覆盖范围较大的区域。
业务支持
APON主要应用于电信级多媒体业务，而EPON和GPON则支持多种业务类型。
网络维护问题
总结词
PON网络的维护涉及到多个方面，需要采取有效的措施来确保网络的 稳定性和可靠性。
1. 故障诊断与排除
建立完善的故障诊断和排除机制，及时发现和解决PON网络中的故障 和问题。
2. 定期巡检与维护
对PON网络设备和线路进行定期巡检和维护，确保设备和线路的正常 运行。
pon工作原理
pon工作原理Pon工作原理解析1. 什么是PonPon是一种用于光接入网的技术，全称为Passive Optical Network，即被动光网络。
它是一种简化的光纤传输网络架构，将传输和多路复用功能集中在中央办公室（CO）处，通过光纤将高容量的信号传输到用户的终端。
Pon通过光分配器（ODN）将信号分发给用户，实现了高速、高带宽的传输。
2. Pon的工作原理Pon的工作原理主要包括以下几个步骤：光线传输Pon通过光纤将信号从中央办公室传输到用户终端。
光的传输是通过光模块和光纤完成的。
光模块将电信号转换成光信号，光信号经过光纤传输，最后再被光模块转换回电信号，供用户使用。
光分配在用户终端，Pon通过光分配器将光信号分发给多个用户。
光分配器是一种 passiv device，它将从中央办公室传来的光信号分发给不同的用户。
一根光纤从中央办公室传输到光分配器处，然后通过不同的输出接口将信号分发给用户。
多路复用与解复用Pon利用波分复用技术实现多用户共享光纤资源。
在传输过程中，Pon使用多路复用器将用户的数据信号合并在一条光纤上进行传输。
在用户终端，使用相应的解复用器将光信号分解成不同的用户信号，供各个用户使用。
光功率补偿与调节在Pon系统中，光信号会经过不同长短的光纤传输，会导致光功率的衰减。
为了保证传输质量，Pon系统通常使用光功率补偿和光功率调节技术，对光信号进行补偿和调节，确保每个用户都能够获得相应的光功率。
3. Pon的优势和应用Pon具有以下几个优势：•高带宽：Pon可以提供高速的数据传输能力，满足用户对于大带宽的需求，适用于高清视频、在线游戏等应用。
•长传输距离：Pon系统可以实现较长的传输距离，光信号可以传输数十公里，可以覆盖更广的区域。
•低成本：Pon系统的设备和维护成本相对较低，光分配器和用户终端设备简单，降低了建设和运营的成本。
Pon广泛应用于以下领域：•家庭宽带接入：Pon可以提供高速宽带接入服务，满足家庭用户对于高速上网的需求。
PON网络的技术演进
ITU 是 GPON 标准的制定组织。在 GPON 的演进路线中出现了演进分化。 GPON 先以单波扩容至 10G 的方式演进到非对 称的 10G-GPON 阶段，然后出现演进分 化，部分标准制定者支持以合波方式继 续演进到非对称的 40G-TWDM PON 阶段；部分标准制定者支持演进到 对称的 XGS-PON 阶段。40G-TWDM PON 或 XGS-PON 之后，GPON 将以波分 技术为主向 100G-PON 阶段演进
FASN （全业务接入网论坛)
FSAN 主导完成了 APON， BPON， GPON 设备标准，对于 PON 技术的演 进分为两种方案： NG-PON1 和 NG-PON2。 NG-PON1 是一种共存模式方案，即 在兼容现有 ODN 的基础上，通过标准扩展将 GPON 过渡到 NGPON，其中又分为 XG-PON1 和 XG-PON2两种模式。 NG-PON2 则被称为下一代 PON，是全新的用于 满足长期发展的演进方案，其目标是提供一个独立的下一代光网络接入方案， 如 WDM PON。相关标准正在订定中。
⑤10G-EPON 和 EPON 的指标对比
13
10G-GPON 技术
①XG-PON 系统参考模型
②XG-PON 速率模式 XG-PON只支持一种速率模式，下行9.95328Gbit/s ，上行2.48832Gbit/s 。
③XG-PON 的原理及上下行波长 XG-PON 标准是对 GPON 标准的拓展，其原理与 GPON 相同， 在下行方向采用广播 方式，在上行方向采用 TDMA 方式， 主要在波长上有所区别。
PON基本原理
PON系统采用WDM（波分复用）技术，使得不同的方向使用不同波
长的光信号，实现单纤双向传输。
PON技术知识概述
ODN – 光纤连接器
● PC
● Physical Contact ● 微球面研磨抛光。 ● 回波损耗≥40dB，常用于电信网络，传
输数据和语音信号。 ● 蓝色接头。
● APC
● Angled Physical Contact。 ● 呈8度角并做微球面研磨抛光。 ● 回波损耗≥60dB，常用于有线电视网络，
ODN – 光纤
● 多模光纤
● 中心玻璃芯较粗，可传多种模式的光。 ● 模间色散较大，传输距离比较近。 ● 一般用橙色（橘红色）表示，也有的用灰色
表示。
● 单模光纤
● 中心玻璃芯很细，只能传一种模式的光。 ● 其模间色散很小，传输距离较长。 ● 一般用黄色表示
ODN – 光纤连接器
● FC
● Ferrule Connector ● 螺丝紧固型。 ● 用于公共通信线路，局域网，CATV，测量仪器等
● PON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输（强制）。
1490nm
1310nm
PON工作原理
● 为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，采用以下两种复用技术：
● 下行数据流采用广播技术； ● 上行数据流采用TDMA技术。
ODN – 波长
● G.652标准单模光纤 ● 下行（OLT到ONU）波长1490nm，承载语音和数据信号 ● 上行（ONU到OLT）波长1310nm ，承载语音和数据信号 ● 下行还可以使用1550nm的波长，用于承载CATV视频信号 ● 上下行是否可以采用相同波长？
OLT G.65x
SNI
Splitter
EMS
ODN
上行波长: 1310nm 传输距离 20km~60km
● 逻辑距离：特定传输系统能够实现的最大距离，它不受光功率预算的限制 ● 物理距离：指特定传输系统能够实现的最大物理距离
PON系统光功率计算
PON系统光功率计算**一、PON系统光功率计算的原理**PON（Passive Optical Network）系统是一种基于光纤传输的通信网络，包括光线路终端（OLT）、光分纤器（ODN）和光网络单元（ONU）。
在PON系统中，光信号传输通过光纤连接OLT和ONU之间的各个模块，光功率计算则是衡量光信号传输强度和质量的重要指标之一1. 光功率检测器：光功率计通过光功率检测器接收光信号，然后将光信号转化为电信号。
光功率检测器通常采用具有线性响应特性的光电二极管（Photodiode）或光电二极管阵列（Photodiode Array），其输出电流与入射光功率成正比。
2.光电转化效率：光功率计通过光电转化效率来计算光功率。
光电转化效率是指光功率检测器将光信号转化为电信号的效率，通常用单位面积上的光功率和检测器输出电流之比来表示。
3.光衰减校正：在实际应用中，由于光信号在传输过程中可能会受到光纤衰减、连接器损耗等影响，因此需要进行光衰减校正。
光衰减校正是通过在光信号传输路径上添加可调衰减器，使测量到的光功率与实际光源的光功率相匹配。
**二、PON系统光功率计算的方法**1.单次测量法：单次测量法是最简单、最直接的方法，即通过一次测量得到光功率值。
这种方法适用于需要快速获得光功率的场合，但由于设备和环境的不稳定性，单次测量可能存在较大的误差。
2.平均测量法：平均测量法是通过多次测量，并对测量结果取平均值来减小测量误差的方法。
平均测量法可以提高测量的准确性和稳定性，但需要进行多次测量并进行数据处理。
3.自动补偿法：自动补偿法是通过设备自动进行光功率补偿，以提高测量的准确性和稳定性。
这种方法一般通过光功率计的自动补偿功能来实现，光功率计可以根据检测器的响应特性进行光功率计算和补偿，从而减小测量误差。
**三、PON系统光功率计算的应用**1.网络调试和故障定位：PON系统的光功率计算可以用于网络调试和故障定位，通过测量不同模块的光功率，可以判断网络连接是否正常、信号强度是否合适，并确定故障位置。