PON技术的发展和应用
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的发展及应用
EPON/GEPON技术
• EPON和GEPON的基本差别就是标准化，前者 往往指非标设备，后者指符合IEEE802.3ah规 范的设备技术的核心部分采用以太网技术。 • 在EPON/GEPON中，根据IEEE802.3以太网协 议，传送的是可变长度的数据包。由于以太网 适合携带IP业务，与APON相比，极大地减少 了传输开销。 • EPON/GEPON能够提供高达1Gbit/s的上下行 带宽。 • 传输距离最大10-20KM。支持的光分路比大于 17 16。
PON技术概述
相同的拓扑——P2MP光纤
APON
FSAN提出，ITU-T标 准化；
EPON
IEEE EFM工作组标准化， 编号802.3ah；
GPON
FSAN提出，ITU-T标 准化 G.984.x； ATM、GEM封装； 标准已经完成； 支持厂家极少。
ATM封装；
目前标准化最完善； 没有得到市场认可。
以太网封装；
国内标准正在制定中； 产品开始在市场上迅速 应用。
封装协议不同
14
APON技术
• APON技术的核心部分采用ATM技术。 • 利用ATM的集中和统计复用特性，提供从 窄带到宽带等各种业务，不仅支持可变速 率业务，也支持时延要求较小的业务，具 有支持多业务多比特率的能力。 • 对称速率(155.52Mbit/s)和非对称速率(下行 622.08Mbit/s，上行155.52Mbit/s)。 • 传输距离最大20KM。支持的光分路比在 32-64之间。
23
PON发展趋势
• APON最成熟，但业务提供能力有限、性价比低， 无法满足长远的发展，不建议大力发展，仅满足 某些特定区域的接入需求。 • EPON/GEPON简单、高速、成本低、用户面广， 技术、产品相对GPON成熟，是中近期可以大力 发展的无源技术。 • GPON透明传输、高速高效、电信级服务，是发 展的趋势，但成本相对高，商业化程度低，是中 远期大力发展的无源技术。 • GPON的市场定位与EPON不同，两者相互补充 24 的。
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网络知识介绍
TDM/WDM复用技术可以显著提高 PON网络的传输容量和灵活性，但同 时也增加了网络的复杂性和成本。
04 PON网络性能指标与评估方法
传输性能指标
带宽
PON网络提供的上下行带宽，决定了网络 传输数据的能力。
传输时延
传输速率
PON网络设备的传输速率，包括线路速率 和设备端口速率。
数据在PON网络中传输所需的时间，影响 网络的实时性。
03 PON网络关键技术
无源光分路器技术
原理
无源光分路器（Passive Optical Splitter）是PON网络中的关键设备，它采用光学原 理将一路光信号分成多路光信号，或将多路光信号合成一路光信号。
类型
常见的无源光分路器有熔融拉锥型、微光学型、光波导型等。
特点
无源光分路器具有无需电源、体积小、重量轻、可靠性高等优点，但同时也存在插入损 耗、分光比限制等缺点。
OLT设备安装
选择合适的位置，固定OLT设备，连接电源和接地线，配置网络 接口。
ONU设备安装
根据网络规划，确定ONU设备的安装位置和数量，连接电源和 网络接口。
光纤连接
使用合适的光纤和连接器，按照规定的光纤连接方式进行连接， 确保光信号的传输质量。
系统调试与测试
设备配置
对OLT和ONU设备进行配置，包括网络参数、业务参数、安全参 数等。
特点
突发光通信技术可以提高PON网络的带宽利用率和传输效 率，但同时也对光器件的性能提出了更高的要求。
TDM/WDM复用技术
01
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原理
实现方式
特点
时分复用（TDM）和波分复用（ WDM）是PON网络中常用的复用技 术，它们分别将多路信号在时域和频 域上进行复用和解复用。
50G-PON技术白皮书
1PON技术回顾和50G-PON展望1.1PON技术发展史回顾PON技术是一种基于无源ODN的宽带接入技术，上下行传输波长独立，数据时分复用。
PON 网络采用P2MP点到多点拓扑，一个PON口可以接多个ONU，有效节省局端资源。
连接OLT和ONU的ODN网络采用纯光介质，全程无源，避免了电磁干扰，环境适应性强，易于扩展和升级。
PON技术已经大规模应用，并具有高带宽、高可靠性、多业务承载和低成本等优点。
在PON技术的发展历程中，标准组织FSAN/ITU-T和IEEE起到了巨大的推动作用。
PON技术起源于早期的APON/BPON，商用PON技术历经3代发展，GPON和EPON已经大规模商用部署。
目前10G-EPON和XG(S)-PON设备已经成熟并步入大规模商用窗口期。
表1-1 PON技术演进第一代GPON/EPON技术可以为用户提供百兆带宽接入能力，逐步替换原有铜线接入技术。
第二代10G PON可以为用户提供300Mbps-1Gbps带宽，满足4K/8K视频业务规模应用，以及VR/AR业务的前期导入。
面向未来1G以上带宽需求业务如极致AR、政企接入、5G Fronthaul/Backhaul等，并对PON技术的带宽和延迟提出更高要求。
10G PON之后的下一代PON技术发展趋势主要有两种方向：方向一是提高单波长速率；方向二是多波长复用提高总速率。
业界普遍认可将下一代光接入网容量提升至50Gbps，因此如何简单、高效地实现系统容量升级成为目前PON领域研究的热点。
IEEE和ITU-T就是基于这个思路来研究PON技术的后续演进，并在积极推动中。
IEEE率先启动了下一代PON技术的标准制定，在单根光纤上支持25Gbps下行速率，同时上行支持10Gbps或25Gbps速率，并支持和10G-EPON的兼容。
对于50Gbps带宽需求，采用多波长叠加技术和通道绑定技术提供2个25Gbps通道，实现50Gbps速率。
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1. 引言1.1 光纤接入网的发展背景随着信息社会的发展和数字化需求的增加，传统的铜线网速度逐渐无法满足用户对高速宽带的需求，光纤接入网应运而生。
光纤接入网相比传统的铜线网具有更大的带宽、更低的传输损耗以及更稳定的信号传输性能，成为未来宽带接入的主流技术。
在光纤接入网的发展过程中，经历了从早期的PON（Passive Optical Network）技术到目前的EPON（Ethernet Passive Optical Network）、GPON（Gigabit Passive Optical Network）以及XG-PON（10-Gigabit-capable Passive Optical Network）等多个阶段。
随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，PON技术在光纤接入网中发挥着越来越重要的作用，为用户提供更快的上网速度和更稳定的网络连接。
光纤接入网的发展背景为PON技术的应用提供了更加广阔的空间和更多的发展机会，也为用户提供了更加优质、高效的网络服务。
通过PON技术的不断创新和应用，光纤接入网将继续发挥着重要的作用，为信息社会的建设和数字化转型提供持续支撑。
1.2 PON技术的概念和特点PON技术（Passive Optical Network）是一种基于光纤传输的网络技术，其特点是采用passively，即passively和active components 组成，不需要use active components such as repeaters or regenerators to 每隔一段距离进行信号的增强。
这种passively nature of PON technology 减少了网络的复杂性，并且降低了维护和成本。
PON技术主要有三种主要类型，分别是EPON （Ethernet Passive Optical Network）、GPON（Gigabit Passive Optical Network）和XG-PON（10G-PON）。
浅谈PON技术的发展前景与应用
浅谈PON技术的发展前景与应用摘要：在PON技术还未正式商用前，各电信运营商宽带接入方式主要为LAN和DSL，DSL接入方式市场占用率较高，虽然当时可以满足人们对宽带的需求,但其对互联网电视、视频类节目等新业务的支持能力却严重受限。
大带宽的接入需求将成为宽带发展的方向。
在接入网技术的选择上，各电信运营商比较青睐于VDSL和FTTX 技术，其中VDSL是利用电话线开通高速宽带业务，由于其成本相对较底，提速存在局限性，只能作为一种过渡性方案，为用户提供差异化服务。
但随着互联网电视、网络视频会议、在线大型网游和HDTV 等新业务的出现，用户对带宽需求也越来越高,与此同时，随着光缆、PON网络设备成本的下降以及PON技术的不断成熟,使得FTTX应用技术成为高速宽带接入网发展的方向。
当今接入网技术中，EPON和GPON为PON技术中的两大主流技术,这两项技术各有优劣，但基于市场需求、成本以及技术成熟度等因素EPON已广泛应用于FTTX领域。
而GPON市场将成为EPON的补充市场,GPON将成为EPON的升级技术。
本文将着重阐述PON技术在当今接入市场上的优势及未来的发展前景和应用。
关健词：无源光网络，PON，DSL一、引言随着互联网的快速发展，推动了诸如互联网电视、网络视频会议、在线大型网游和HDTV等高带宽业务不断涌现，人们对网络的依赖和高带宽的需求将日益明显。
在高速带宽需求下，传统的铜缆接入技术（如VDSL）已无法满足需求，而VDSL技术虽然可达到很高的带宽，但其开通高速宽带业务受距离的约束，离VDSL设备越近速率越高.因为成本的原因电信运营商利用前期铜缆资源采用XDSL接入技术已接入了大量用户，因此如何发挥好前期的铜缆资源,成为确定目前宽带接入最佳解决方案的前提。
采用PON技术将OLT节点逐渐下沉到业务密集区，接入层由铜缆网逐渐向光接入网（FTTX）演进是现阶段接入网发展的方向和最佳选择。
二、 PON技术的发展1.什么是PONPON(无源光网络）是一种全新的点到多点的光纤接入技术,它由光节点OLT（光线路终端）、用户侧终端设备ONU(光网络单元）和ODN（光分配网络）组成，光分配网络全程采用无源光器件。
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光纤接入网是发展宽带接入业务的主要解决办法。采用 光纤接入网是光纤通信发展的必然趋势，光纤到户是公认的 接入网的发展目标。
DWDM等新技术的应用使得主干网络在几年之内已经有了 突破性的发展。由于以太网技术的进步，局域网带宽也从 10M, 100M到1G甚至10G。而目前大家关注，最需要突破的地 方就在于城域网到家庭用户之间的一段，这就是常说的“最 后一公里”，这是个瓶颈。必须打破这个瓶颈，才可能迎来 网络世界的新天地。这就好象在一个国家的公路系统，干线 和各地区干道都已经建成高等级的宽阔的公路，但通向家庭 和商家的门口却还是羊肠小道，这个公路网络的效率无法有 效地发挥。
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带宽优势
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维护优势
维护优势 ：1、传输过程无源，降低运维难度 2、集中远程网管，直接管理至每个用户，大大减轻了运营 /维护的投入和成本
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? 网络扩展能力强
1、ADSL （接入由于其距离和选线率的限制使其速率有限） 2、Cable Modem （改造费用不菲、政策因素 ） 3、FTTx+ LAN （接入灵活，成本低，支持业务类型丰富） 4、PON（相比 LAN有更高的带宽，更好的服务质量）
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?专线、遗留 TDM 业务
? VOIP
?Multi-Play 业务承载
? （2）目标网络建构是 ALL IP 网络架构。分组网综合统一承载业务流，配合软交换＋网关
www.th模em式ega实ller现y.co现m 有网络的综合接入。
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基于PON技术的全新光接入网络架构
企业FTTO
网络扩展优势
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提纲
? 接入网的发展趋势 ? PON系统简介 ? PON系统的应用 ? 光纤接入网建设原则
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PSTN Internet
PON系统简介
? Passive Optical Network 无源光网络
PON技术的发展和应用
陕西天元通信设计咨询有限公司
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提纲
? 接入网的发展趋势 ? PON系统简介 ? PON系统的应用 ? 光纤接入网建设原则
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光纤接入网是发展宽带业务的必然趋势
成本优势
PON网络有效减少机房数量，节省主干光纤资源，大大减低对供电的需 求。相对于FTTx+LAN接入，成本低。由于PON是单纤双向系统，采用 P2MP方式相对于以往的光纤收发器P2P方式节省大量的接入层光缆投资。
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带宽优势
ONT
RNC GE
PON是当前接入层建设的一种热门选择
iManager N2000 MediaX
Apply Server
IOSS
PSTN
SS
NGN
SHLR
Internet
业务管理层 网络控制层 核心承载层
POTS
ADSL/
ADSL2+
UA
xPON OLT
ONT
ADSL2+/ VDSL2
LAN
STB
Varied BTS Phone PC IP TV CATV
OLT
PON
GE
PSN
N*E1
BSC
N*E1 STM-1
Extender box
N*E1 STM-1
RNC
SDH
STM-1
ONT
P2P
ONT
带宽优势： GPON采用1：64分光时，每 ONT分配的带宽可以达到 36M。EPON采用1：32分光时， 每ONT分配的带宽可以达到 28M。
数据业务。
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城域核心 城域传送
移动城域网现状及目标网络
IP/MPLS/OTN网 络
Packet Transport Network （PTN）
E2E
网 络 运 营
接入
…
BTS
NodeB
家庭用户
? 2G/3G 移动基站承载
商业用户
2G/3G RAN
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接入层是运营商发展宽带(固定)业务的建设重点
多种模式
FTTN/C/B/H
多种技术
P2P/P2MP/有无源
接入层建设
多种接入
DSL/LAN/光接入
多种形态
DSLAM/AG/XPON
? 运营商需跟据自身运营情况来灵活组合 ,选择最佳的接入层网络规划
VOD
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移动城域网现状及目标网络
IP 骨干专网
CMNET
BSC
MGW
SGSN
SDH
SDH
地市 县 乡
…
村
BTS
商业用户
移动用户
家庭用户
? （1）移动城域网为两张物理网络：一张 SDH传送网，承载移动无线主业务和大客户及专
线业务；一张数据网，承载 Internet 、IPTV、NGN、多媒体信息终端、大客户专线等固定
? xPON 在网络中属于边缘接入层；
Phone HSI
? xPON 定位于可同时提供语音、高带宽接入的设备；
? 贯穿PSTN 、NGN、IMS不同网络的重要设备类型。
边缘接入层
DSLAM
Home/SMB
Enterprise
IPTV
Game Centrex
HSI VPN
? TDM和IP同时支持
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PON网络在城域网中的定位
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PON网络的优势
?成本优势 ?带宽优势 ?维护优势 ?带宽拓展优势
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PBX
FE/GE E1/POTS SBU
AP接入
FE
FE
SBU
大客户
Splitter
TDM
P2P
SDH
OLT E1/STM-1
IP
10GE
ROUTER
PSTN/3G Internet/3G
基站回传 BTS
E1
CBU
FE ONT
Node 企业接入： FTTO/FTTB ?无线回传 ?家庭接入