浅析无源光网络(PON)技术及解决方案
无源光网络技术
无源光网络技术【摘要】网络技术是我国重要的技术类型之一，对我国国民经济的增长和人民生活水平的提高都有着重要的影响，无源光网络技术作为一种新的技术类型，以其独特的优势在各个领域得到了广泛的应用，因此，探讨无源光网络技术具有重要的社会现实意义。
【关键词】无源光，网络技术，分析，探讨一、前言无源光网络技术是一种比较先进的网络技术之一，在各个行业都有广泛的应用，在新的时期，加强对这种技术的分析探讨，已经具有迫切性。
二、无源光网络的概念无源光网络(PON)，是指在OLT(光线路终端)和ONU(光网络单元)之间的光分配网络(ODN)没有任何有源电子设备.PON(无源光网络)技术是一种点对多点的光纤传输和接入技术，下行采用广播方式、上行采用时分多址方式，可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓朴结构，在光分支点不需要节点设备，只需要安装一个简单的光分支器即可，因此具有节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、综合建网成本低等优点。
PON包括ATM-PON(APON，即基于ATM的无源光网络)和Ethernet-PON(EPON，即基于以太网的无源光网络)两种。
三、无源光网络的优势无源光网络(PON)是一种纯介质网络，避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本，是电信维护部门长期期待的技术。
无源光网络的优势具体体现在以下几方面：1.无源光网络设备简单，安装维护费用低，投资相对也较小。
2.无源光设备组网灵活，拓扑结构可支持树型、星型、总线型、混合型、冗余型等网络拓扑结构。
3.安装方便，它有室内型和室外型。
其室外型可直接挂在墙上，或放置于”H”杆上，无须租用或建造机房。
而有源系统需进行光电、电光转换，设备制造费用高，要使用专门的场地和机房，远端供电问题不好解决，日常维护工作量大。
4.无源光网络适用于点对多点通信，仅利用无源分光器实现光功率的分配。
无源光网络(pon)技术
无源光网络(PON)技术1. PON技术的概述无源光网络(PON)技术是最新发展的点到多点的光纤接入技术。
无源光网络由光线路终端(OLT)、光网络单元(ONU)和光分配网络(ODN)组成。
一般其下行采用TDM广播方式、上行采用TDMA(时分多址接入)方式，而且可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构(典型结构为树形结构)，PON的本质特征就是ODN全部由无源光器件组成，不包含任何有源电子器件。
这样避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，简化了供电配置和网管复杂度，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本，是电信维护部门长期期待的技术,越来越受到业界的关注和重视,发展非常迅猛。
与点到点的有源光网络相比，PON技术的主要特点在于维护简单，成本较低(节省光纤和光接口)和较高的传输带宽，其高性能价格比的特点会使其在很长时间内保持竞争优势，PON一直视被为接入网未来的发展方向。
PON网络由于其简洁、廉价、可靠的网络拓扑结构被普遍认为是宽带接入网的最终解决方案，支持光纤到户FTTH。
与核心网不同的是，FTTH对成本更加敏感。
成本的突破很大程度上意味着条件的成熟。
剖析FTTH成本因素，主要有两个方面，一是设备采购成本，二是运营成本。
根据NTT公布的数据，FTTH的这两项成本已经与高速ADSL基本接近。
值得一提的是，目前ADSL设备的价格下降潜力已经不大，但是FTTH的成本随着规模增长有望继续下降。
从整体上看，在接入网领域光通信酝酿着新一轮的发展。
所以FTTH技术目前已被证实不仅技术上是成熟的，而且经济上是可行的。
继1998年ITU-T通过了基于ATM的G.983系列建议，2001年开始，两大通信标准化组织IEEE和ITU-T开始研究制订新一代PON技术标准,以满足未来宽带接入网的要求。
PON作为FTTH唯一的实现方式，它的三个同胞兄弟APON、EPON和GPON似乎从一开始就注定了要在竞争中不断完善和发展。
无源光网络(PON)技术探讨
无源光网络(PON)技术探讨宽带业务数据流的增加,使得PON技术得到了越来越多的应用。
介绍了PON 技术的概念、组成、工作原理及特点,并且对APON、EPON和GPON技术进行了综合分析比较。
标签：无源光网络;APON;EPON;GPON1 引言随着互联网的快速发展和个人电脑的普及,互联网数据流量激增,传统的铜缆接入方式显然已经无法满足通信业务量增长的需求。
由于光纤具有传输频带宽、容量大、损耗低、抗干扰能力强、价格便宜等优点,非常适合作为高速、宽带业务的传输媒体。
而在各种光接入技术中,PON(无源光网络)技术由于采用无源节点、敷设和运行维护成本低、对业务透明和易于升级等优点而备受关注。
2 PON系统的组成、各部分功能及工作原理无源光网络(PON)技术是最新发展的点到多点光纤接入技术,由于它采用光纤作为传输媒介,因此能提供无限的带宽。
而采用光分配网络的方案,更增加了组网的灵活性,如组成数型、星型、总线型等拓扑结构(典型结构为树型结构),克服了局端到多用户的点对点的连接方式所带来的经济成本和带宽的浪费。
特别是随着光纤向用户日益推进,其综合优势越来越明显。
无源光网络PON(Passive Optical Network)的定义: PON是一种应用于接入网,局端设备(OLT)与多个用户端设备(ONU/ONT)之间通过无源的光缆、光分/合路器等组成的光分配网(ODN)连接的网络。
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的光接入网。
无源光网络的构成(附原理图):OLT(Optical Line Terminal)-光线路终端,OLT位于局端,它是一个多业务提供平台,提供PON系统与核心数据、视频和电话网络间的接口。
OLT可提供各种广域网接口,可与数据通信系统、话音网关、IP等设备相连;还可提供吉比特以太网接口,OLT根据需要可配置多块光线路卡。
ONU(Optical Network Unit)-光网络单元,ONU提供用户的数据、视频和电话网络与PON间的接口。
PON技术介绍(精)
基于PON技术的宽带接入1PON技术的概念1.1PON技术的概念以及特点无源光网络（PON）(PassiveOpticalNetwork，无源光网络)技术是一种一点到多点的光纤接入技术，它由局侧的OLT（光线路终端）、用户侧的ONU（光网络单元）以及ODN（光分配网络）组成。
所谓“无源”是指在ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成。
无源光网络（PON）是一种纯介质网络，避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本，是通信行业长期期待的技术。
同有源系统比较，PON技术具有节省光缆资源、带宽资源共享，节省机房投资，设备安全性高，建网速度快，综合建网成本低等优点。
1.2PON技术的工作原理（1）工作原理框图如图1所示，PON系统由位于中央局端的一个光线路终端（OLT）和位于客户端的一组关联光网络终端（ONT）组成，在它们之间是由光纤和无源分光器或连接器组成的光分配网络（ODN）。
（2）基于TDM/TDMA的上行/下行流量管理。
在PON中，OLT与ONU之间采用的数据传输方式包括WDM/WDMA、SCM/SCMA、CDM/CDMA和TCM/TCMA，实际应用中一般采用TDM/TDMA方式，图2、3表明在PON系统中从OLT到多个ONU其下行采用TDM广播方式、上行采用TDMA（时分多址）方式的数据传输过程。
2PON技术的分类以及在FTTx中的应用2.1FTTx技术FTTx技术分为FTTB、FTTC、FTTZ、FTTH、FTTO、FTTF 等。
其中最主要的是FTTB（光纤到大楼）、FTTC（光纤到路边）、FTTH（光纤到用户）三种形式。
随着软交换与光缆技术进一步成熟，FTTH将成为我们通信接入方式的最终目标。
有源光纤接入技术如PDH、SDH、MSTP、点到点以太网系统因机房建设、有源设备建设、维护成本高等原因而渐渐被淘汰；PON技术则因为无源化带来的维护成本低，以及无机房建设产生的建设成本低，愈加受到行业欢迎。
PON专线解决方案
PON专线解决方案目录一、项目背景与目标 (2)1. 项目背景介绍 (3)2. 目标及需求说明 (4)二、PON技术原理及优势分析 (5)1. PON技术简介 (7)1.1 定义及发展历程 (8)1.2 主要技术特点 (9)2. PON技术优势分析 (10)2.1 高速传输能力 (11)2.2 灵活的网络拓扑结构 (12)2.3 优秀的网络安全性能 (13)三、PON专线解决方案设计 (14)1. 整体架构设计思路 (16)2. 硬件设备选型与配置方案 (17)3. 软件系统配置及功能实现 (18)四、PON专线解决方案实施流程 (19)1. 实施前准备工作 (19)2. 设备安装与调试过程 (21)3. 系统测试与验收标准 (22)4. 用户培训及后期维护支持 (23)五、性能评价与测试分析 (24)1. 性能评价指标体系建立 (25)2. 测试方法及步骤描述 (26)3. 测试数据记录与分析报告 (27)六、风险分析及应对措施 (29)1. 项目实施过程中可能遇到的风险 (30)2. 风险评估及应对措施制定 (31)七、投资与成本分析 (32)1. 项目投资规模及构成 (33)2. 成本效益分析 (34)3. 回报预测及收益评估方法 (35)一、项目背景与目标随着信息技术的快速发展，企业对网络质量和服务质量的要求越来越高。
在这种背景下，PON专线作为一种新型的接入网络技术，因其高带宽、高可靠性和灵活性的优势，得到了广泛的应用和推广。
本项目旨在解决企业在网络接入方面的需求，为企业提供更加稳定、高效的网络服务。
当前网络环境复杂多变，企业面临着网络安全、数据传输质量等方面的挑战，需要一种高效、稳定的网络接入方案；PON专线技术以其独特的优势，如高带宽、低损耗、灵活接入等，成为企业网络接入的重要选择；随着企业业务的快速发展，对网络的需求越来越高，需要一种能够适应企业发展需求的网络解决方案。
构建一个基于PON专线的企业网络接入方案，为企业提供高质量的网络服务；优化网络结构，提高网络带宽和传输质量，满足企业日益增长的业务需求；通过本项目的实施，推动企业信息化建设，提高企业的竞争力和运营效率。
无源光网络(PON)
无源光网络（PON）系统概述2008年12月12日 23:38 中电网述PON技术沿革第一代的PON采用TDM信号，例如DS1/E1信号等。
其下行帧(downstream frame)是一个TDM帧，其时间槽是被指派给每一ONT之数据资料。
对任何TDMA协定来说，上传的数据资料必需被分割成几个区块，以脉冲的方式传输。
这些早期的PON从它们的上传TDM时间槽收集数据资料，并在所指定的上传脉冲时间槽中以较高的速度传送。
对语音信号来说，这样可反应出许多语音样品。
对封包数据资料来说，在一个对应的点对点信号中，就只是包在帧里要传输的一堆封包字节。
第二代的PON采用ATM，在将上传资料分割成区块做上传脉冲时提供了一个方便的协议。
ATM则提供一个运载TDM流量和封包的机制来支持QoS。
此时的ATM被认为是下一代网路的基础，并已经被用在DSL系统中的宽带接入。
由OLT分配给ONT的上传脉冲时间槽主要是所允许传送的ATM信元数目。
ITU-T G.983 Broadband PON (B-PON) 系列定义了一个由Full-Service Access Network (FSAN) 联盟所发展出的ATM PON (APON) 系统和协定。
由於IP封包包括更多的用户数据资料，同时IP封包一般都是在以太网帧中，因此在路由的过程中采用封包技术是有道理的。
所以為了避免复杂性以及和ATM相关的高带宽用量，第三代的PON系统就采用了以太网帧。
两个主要的高速PON标准包括了ITU-T(G.984 系列)的Gigabit PON(GPON)和 IEEE(802.3ah)的Ethernet PON (EPON)。
一、B-PON目前大部份在北美和欧洲所采用的PON系统包括了Verizon的雄心勃勃的FiOS专案，它采用ITU-T G.983系列的B-PON。
此G.983系列包括ONT和OLT功能区块的规格、上行和下行帧率及格式、TDMA上行接入协议、实体接口、ONT管理以及控制接口、存活度之强化、以及DBA。
无源光网络(PON)技术概述
无源光网络(PON)技术概述摘要:简单介绍无源光网络（PON）技术，包括它们的组成、分类和性能特点，实际应用中的组网方式和光功率计算等。
关键词:无源光网络EPON GPON FTTx我国目前的主流有线宽带接入技术主要包括ADSL、FTTB+LAN、FTTx等，其中光纤接入（FTTx）技术是今后一定时期内的发展方向，它主要通过无源光网络（PON）技术实现。
1 光纤传输的优势光纤传输具有带宽高、线路直径小且重量轻、传输质量高和成本低等优势。
如今光纤的带宽理论上已经超过10GHz，每公里衰减小于0.3db，随着技术的发展，未来10～100Gb/s的传输也将成为可能；光纤即便包裹着保护套，也比同等的铜线尺寸小重量轻；更为突出的是，光纤传输抗干扰能力强，几乎可以忽略附近各种电子噪声源的干扰；此外，传输途中的低损耗可以增加中继器间的距离，因此减少了外部设备的成本，降低了维护运行费用。
2 无源光网络（PON）的组成与分类无源光网络（PON）系统由局端设备（OLT）、用户端设备（ONU/ONT）和光分配网（ODN）组成。
所谓“无源”，是指ODN 全部由无源光分路器和光纤等无源器件组成，不包括任何有源器件。
PON技术采用点到多点的拓扑结构，下行和上行分别采用时分复用（TDM）的广播方式和时分多址（TDMA）方式传输数据。
PON技术可以细分为很多种，目前常见的有APON（ATM PON）、EPON（Ethernet PON）和GPON（Gigabit PON），它们的主要区别体现在数据链路层和物理层的不同。
其中，APON以ATM作为数据链路层；EPON使用以太网作为数据链路层，并扩充以太网使之具有点到多点的通信能力；GPON则结合了APON和EPON的优点，使用ATM/GEM作为数据链路层，能够对多种业务提供良好支持，同时引入了更多的来自电信业的网络管理和运行维护思想。
目前，APON技术由于成本高，宽带低，已经基本被市场淘汰，主流代表技术为EPON 和GPON。
无源光网络技术（pon）原理及技术应用
无源光网络技术（pon）原理及技术应用李丽媛【摘要】当下很多人都已习惯使用宽带,支持宽带发挥作用的重要技术便是PON,随着宽带的应用,这种技术也被人们逐渐了解。
PON用中文表示为无源光网络,它由三部分构成,分别是OLT、ONU及ODN,ODN主要功能是对光进行调配,光纤及耦合器共同构成了ODN。
无源光这种技术发挥功效的主要介质便是无源光的各种元件,同时光纤也发挥了重要作用,所以就成本而言,这种网络技术的花费较少,不仅如此,此种技术还有另外一个优点,即可防止来自外部环境的各类干扰,像电磁、雷电等等,因此在安全性方面,此种技术和有源技术相比具有一定的优越性。
现阶段的无源技术由多种技术结合而成,包括APON、GPON,同时EPON也是其中重要的技术之一,但这几种技术的不同之处在于二层技术上的差异。
【期刊名称】《电子技术与软件工程》【年(卷),期】2013(000)024【总页数】1页(P35-35)【关键词】PON;APON;EPON;GPON;TDMA【作者】李丽媛【作者单位】大庆油田信息技术公司创业分公司,黑龙江省大庆市163000【正文语种】中文【中图分类】TN915.63当下很多人都已习惯使用宽带，支持宽带发挥作用的重要技术便是PON,随着宽带的应用，这种技术也被人们逐渐了解。
PON用中文表示为无源光网络，它由三部分构成，分别是OLT、ONU及ODN，ODN主要功能是对光进行调配，光纤及耦合器共同构成了ODN。
无源光这种技术发挥功效的主要介质便是无源光的各种元件，同时光纤也发挥了重要作用，所以就成本而言，这种网络技术的花费较少，不仅如此，此种技术还有另外一个优点，即可防止来自外部环境的各类干扰，像电磁、雷电等等，因此在安全性方面，此种技术和有源技术相比具有一定的优越性。
现阶段的无源技术由多种技术结合而成，包括APON、GPON,同时EPON也是其中重要的技术之一，但这几种技术的不同之处在于二层技术上的差异。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
浅析无源光网络(PON)技术及解决方案
作者：蒙川
来源：《城市建设理论研究》2012年第35期
摘要:为了满足人们日益增长的高带宽需求，接入新技术无源光网络PON应运而生。
基于PON的FTTx是根据光纤深入用户的程度而区分的不同组网方式，本文就基于PON的几种常见的FTTx应用场景及解决方案进行介绍。
关键词:无源光网络；PON；FTTx；
中图分类号：TN711文献标识码：A文章编号：
1.引言
截止2010年12月底，中国宽带网民数量达到4.5亿，固网用户中的宽带普及率达到98.3%[1]，而ITV用户也已突破600万。
人们对带宽的需求越来越高，未来五至十年，用户对带宽的需求将达到20M（其中1×10M用于高清电视，2×3M用于标清电视，1×4M用于Internet接入）。
宽带化已成为接入网发展的必然趋势。
传统的xDSL在带宽上明显已不能满足用户今后的高带宽的需求，所以，接入新技术无源光网络PON（Passive Optical Networks）[2]应运而生。
2.PON技术简介
PON是一种点到多点的无源光网络，它由局端的光线路终端 OLT（Optical Line Terminal）、用户侧的光网络单元ONU（Optical Network Unit）/光网络终端ONT（Optical Network Terminal）以及光分配网络 ODN（Optical Distribution Network）组成。
OLT设备放置在中心机房，具备链路分配、实施监控、管理及维护功能。
ONU放置在用户侧，ONU与OLT之间通过无源分光器连接，其间没有任何有源电子元件及器件，从而也降低了管理维护成本。
PON 使用波分复用 (WDM) 技术实现单芯双向信号传输，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：数据从 OLT 到多个ONU 以广播式下行，下行波长为 1490nm；对于上行则采用时分多址 (TDMA) 技术分时隙给 ONU 传输上行数据，上行波长为 1310nm【3】。
2.1PON的分类
PON领域中最重要的三中技术为APON、EPON和GPON，其中APON因为ATM技术发展不顺以及全网IP化趋于明显，已逐渐退出历史舞台。
目前市场上应用较为广泛的有EPON 和GPON。
EPON是千兆以太网技术与无源光网络的结合，上下行传输速率为 1.25Gbps，典型光分路比为 1：32。
它采用点到多点结构、无源光纤传输。
在物理层采用了 PON 技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。
PON的标准号为IEEE 802.3ah，由IEEE EFM研究小组制定完成。
EPON综合了 PON 技术和以太网技术的优点：低成本、高带宽、扩展性强、灵活快速的服务、与现有以太网的兼容性、方便的管理等等。
GPON是 ITU-T 的标准，它最大下行传输速率可高达2.5Gbps，上行最大传输速率达1.25 Gbps，典型光分路比为1：64；GPON遵循ITU-T G.984标准，采用GFP封装技术，既可以支持 TDM 业务也可以支持以太网业务。
GPON 可以灵活地提供多种对称和非对称上下行速率，PON接口的告警和性能监视能力更强，具有自动进行光纤网络的维护和诊断能力，能够提供更精细的业务模型。
2.2 PON 的优势
相对于传统的xDSL接入方式，PON有如下优势：首选，铜缆的价格逐年上涨并且失窃严重，xDSL的线路建设成本越来越高，而PON的传输介质是价格低廉且资源丰富的光纤，其网络建设成本要远低于xDSL；其次，光纤为非金属导体，不受雷击，电磁干扰，线路运行维护成本要低于xDSL；不过最为重要的是PON能提供更高的带宽来满足高清电视（ITV）类业务的需求。
基于PON的FTTx接入方式已被广泛看好，作为“FirstMile”的理想接入方式。
3.基于PON的 FTTx应用场景及解决方案
3.1 FTTB应用场景及解决方案
3.1.1 FTTB应用场景
FTTB建网模式主要应用于商业楼宇（写字楼、商场、专业市场、宾馆）、住宅小区等。
光纤到楼FTTB建网模式，多个宽带用户共享一套ONU，主要应用于商业楼宇和新建小区场合，提供VOIP语音业务、宽带上网业务、ITV业务、可视通讯等综合业务的接入，该种模式满足高带宽业务接入要求，节省纤芯和上行数据端口资源，建网成本较FTTH模式低。
末端采用五类网线，一般铜线接入距离在100米以内，ONU设备主要放在楼内。
3.1.2 FTTB解决方案
FTTB的组网如图2所示：OLT设备放置中心机房，ONU设备通过分光器和光交接箱上联至OLT设备。
16层及以上的商业楼宇或高层楼宇：每单元可放置2～3个ONU；9～15层楼
宇：每单元可放置1个ONU；5～8层商业楼宇：每个ONU可覆盖2～3个单元；4层以下，每个ONU可覆盖3～5个单元。
当ONU至用户的距离100米市，ONU可采用内置
DSLAM+AG方式或ONU分散建设方式。
如图2：FTTB网络拓扑图
3.2 FTTH应用场景及解决方案
3.2.1 FTTH应用场景
FTTH建网模式主要应用在高档住宅小区、别墅区等。
每个用户独享一套ONU，支持VOIP语音业务、宽带上网业务、高清电视业务、ITV业务、可视通讯等综合业务的接入，根据业务需求类型，选择不同的ONU终端实现家庭综合通讯业务接入，该种模式的建网成本较高。
3.2.2 FTTH解决方案
FTTH的组网如图3所示：OLT设备放置中心机房，分光器集中放置在光交接箱（高档住宅小区安装在地下室，别墅区优选安装在户外），分线盒放置在楼层弱电井内（别墅区可采用美化分线盒方式挂在外墙），ONU放置于室内用户终端盒内。
光纤到用户家中，每个用户都有单独的ONU。
FTTH建设模式中的ONU宜采用内置LAN+IAD方式。
图3：FTTH网络拓扑图
3.3FTTV/C应用场景及解决方案
3.3.1FTTV/C应用场景
FTTV/C建网模式主要应用于有高带宽需求的行政村落。
由于村落分散，距离较长，每个村落的业务量小，为节省建设和维护成本，优选每个行政村落所有用户共享一套ONU。
3.3.2FTTV/C解决方案
FTTV/C的组网如图5所示：OLT 一般放在乡镇局所；ONU设置在有光缆需求的村，每村一个ONU；根据OLT覆盖范围、ONU需求数量，确定PON分光比；分光器放置在靠近村落路边的光交接箱或者一体化机柜内，主要采用二级分光方式（分光方式须满足光衰耗要求），在局端设置一级光分路器（不均匀分光），在行政村设置二级光分路器（均匀分光）。
FTTV/C建设模式中的ONU宜采用内置DSLAM+AG方式。
图5：FTTC/V网络拓扑图
4.结语
在接入网宽带化大趋势下，PON的优势是传统xDSL无法比拟的，PON不仅能满足用户的高带宽需求，而且能降低电信运营商建网和运行维护成本，而对于选择EPON还是GPON，主要取决于各电信运营商的接入环境、网络背景和运营成本等因素。
参考文献:
[1] CNNIC.第27次中国互联网发展状况统计报告
[R]./research/bgxz/tjbg/201101/t20110120_20302.html. 2011.
[2] 石永辉.卢琨.下一代 PON 技术发展及现状[J].电力系统通信.2011.32(221):39-40
[3] 林刚. FTTx 无源光网络路在何方[J].通信技术.2011.44(05):85-86。