PON系统简介资料
PON基础知识介绍
PON基本知识介绍1、PON是一种点到多点的(P2MP)结构的无源光网络，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。
2、PON由光线路终端(OLT)、光网络单元(ONU)、光分配网络(ODN)组成。
3、GPON三大优势：1、更远的传输距离：采用光纤传输，接入层的覆盖半径20KM；2、更高的带宽：对每用户下行2.5G/上行1.25G(物理层)；3、分光特性：局端单根光纤经分光后引出后多路多户光纤，节省光纤资源；4、GPON可以提供全业务竞争方案可以有效解决双绞线接入的带宽瓶颈，满足用户对高带宽业务的需求，如高清电视、实况转播等，GPON是三网融合的上佳方案。
5、GPON采用WDM技术，实现单纤双向传输；分光比为1：16、1：32、1：64，可升级为1：128。
6、GPON广播方式：下行为广播方式，下行帧长固定为125us，所有的ONU都能收到相同的数据，但是通过GEMPORT ID来区分不同的业务的数据，ONU 通过过滤来接收属于自己的数据；上行采用TDMA方式(时分复用)传输数据，上行链路被分成不同的时隙，根据下行帧的字段来为给每个ONU分配上行时隙，这样所有的ONU都可以按照一定的秩序发送自己的数据了，不会产生为了争夺资源而冲突，每帧共有9120个时隙。
7、GPON的关键技术：1、突发光电技术：快速开启和关断能力2、测距：通过Ranging测距过程获取ONU的往返延迟，从而指定合适的均衡延迟参数，保证每个ONU发送数据时不会在分光器上产生冲突。
8、ONU需在OLT中注册使用。
9、GPON的保护方式：10、GPON系统可支持的最大物理距离，当光分路比为1:16时，应支持20km的最大物理距离；当光分路比为1:32时，应支持10km的最大物理距离。
11、光纤接入网的形式：FTTB（光纤到大楼）；FTTC（光纤到路边）；FTTZ（光纤到小区）；FTTH（光纤到用户）；FTTO（光纤到办公室）；FTTF（光纤到楼层）；FTTP（光纤到电杆）；FTTN（光纤到邻里）；FTTD（光纤到门）；FTTR（光纤到远端单元）。
PON技术介绍
PON技术介绍一、什么是pon无源光网络（PON）技术是一种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。
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）。
所谓“无源”，是指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，因此其管理维护的成本较低。
EPON的标准化工作主要由IEEE的802.3ah即EFM（EthernetFortheFirst Mile，第一英里以太网）工作组来完成，其制定EPON标准的基本原则是尽量在802.3体系结构内进行EPON 的标准化工作，工作重点放在EPON的MAC协议上，最小程度地扩充以太网MAC协议。
该标准目前还是草案，EFM计划在2004年正式发布EPON的相关标准。
我国目前正在积极进行EPON的标准化工作，通信行业标准《接入网技术要求－基于Ethernet的无源光网络（EPON）》正在制订中。
GPON是ITU提出的G比特级的无源光网络。
ITU在2003年正式通过并颁布了GPON标准系列中的三个标准：G.984.1、G.984.2和G.984.3。
由于GPON标准是ITU在APON标准之后推出的，因此G.984标准系列不可避免的沿用了G.983标准的很多思路。
GPON与EPON 都是千兆比特级的PON系统，与EPON力求简单的原则相比，GPON更注重多业务和QoS 保证，因此更受运营商的青睐。
但由于GPON标准复杂且开发较晚，技术尚不成熟，因此目前GPON产品还未到商品化阶段。
目前IEEE提出的EPON实现方案是：在与APON类似的结构和G．983的基础上，设法保留APON的物理层PON，而以Ethernet技术代替ATM技术作为数据链路层协议，构成一个可以提供更大带宽、更低成本和更强业务能力的新的结合体EPON。
PON网络知识介绍
PON网络知识介绍PON网络（Passive Optical Network）又称为无源光纤网络，是一种基于光纤传输技术的宽带接入网络。
与传统的以电信号为传输媒介的网络相比，PON网络具有更高的带宽、更远的传输距离和更低的成本。
PON网络的原理是在光纤传输链路中使用无源光纤设备，将光纤传输链路划分为不同的分支，每个分支连接到终端用户。
光信号从中心节点传输到终端用户的过程中，不需要额外的光源和光放大器进行增强，而是通过分光器进行分配和光栅进行反射，实现信号的传输。
这种设计使得光信号可以同时传输给多个用户，提高了网络的利用率。
光线路终端（OLT）是PON网络的中心节点，负责管理和控制整个网络。
OLT与电信运营商的核心网相连，并通过光纤链路将信号传输给ONU。
同时，OLT也负责对网络中的光信号进行调度和控制，以满足不同用户的需求。
光网络单元（ONU）是连接到终端用户的设备，通过PON网络接收和发送光信号。
每个终端用户都会有一个独立的ONU。
ONU可以是家庭用户的宽带接入设备，也可以是办公楼、学校等机构的网络终端设备。
ONU负责与OLT进行通信，将光信号转换成电信号，并将数据传输到用户终端设备。
光纤分配器（ODN）是将光信号从OLT分发到不同的用户分支的装置。
ODN将光信号分成不同的波长，然后通过分光器将其传输到不同的终端用户。
这种设计使得光信号可以在不同的用户之间共享，提高了网络的利用率。
PON网络具有许多优点。
首先，它提供了高带宽的网络接入，可以满足用户对高速互联网和大带宽应用的需求。
其次，PON网络的传输距离可以达到几十公里，远远超过了传统的电线传输距离。
此外，PON网络的构建成本较低，因为它使用了无源光纤设备，减少了能耗和维护成本。
然而，PON网络也存在一些挑战和限制。
首先，由于光纤传输链路的共享特性，网络的带宽会随着用户数量的增加而减少。
其次，由于是无源光纤网络，因此在信号传输过程中可能会存在一些损耗和衰减。
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系统组成介绍
光线路终端（OLT）
OLT是PON系统的核心设备，负责控制和管理整个PON网络。
OLT连接多个ONU（光网络单元），实现数据传输和交换。
OLT支持多种PON技术，如EPON、GPON、10G-EPON等。
OLT具有多种功能，如带宽分配、QoS控制、安全控制等。
02
节省成本：PON技术可以节省光纤资源，降低网络建设成本。
04
绿色环保：PON技术可以降低能耗，减少碳排放，符合绿色环保的要求。
PON系统的应用场景
STEP4
STEP3
STEP2
STEP1
家庭宽带接入：提供高速稳定的家庭网络连接
企业网络连接：为企业提供高速稳定的网络连接，支持远程办公和协同工作
校园网络建设：为学校提供高速稳定的网络连接，支持远程教学和科研
5
智能环保：利用PON系统实现环境监测和污染预警
3
智能医疗：利用PON系统实现远程医疗和医疗资源共享
6
智能政务：利用PON系统实现政务信息共享和政务服务优化
1
智能交通：利用PON系统实现实时交通信息监控和调度
4
智能教育：利用PON系统实现远程教育和教育资源共享
01
企业内部网络：连接企业各部门，实现信息共享和协同工作
02
企业外部网络：连接合作伙伴、客户和供应商，实现业务协同和资源共享
03
远程办公：连接员工和家庭，实现远程办公和移动办公
04
云计算：连接数据中心和云计算平台，实现数据存储和计算资源共享
智慧城市建设
2
智能安防：利用PON系统实现高清视频监控和实时报警
PON基础知识材料
PON基本概念 接入网概述 GPON协议分析 GPON关键技术 GPON系统的管理和业务发放模式
GPON网络保护方式
GPON网络保护方式
GPON网络保护方式
PON基本概念 接入网概述 GPON协议分析 GPON关键技术 GPON系统的管理和业务发放模式
GPON管理中的基本消息类型
嵌入式OAM（物理层和GTC层进行管理）：带宽授权，动态带宽分配信令 PLOAM（物理层和GTC层进行管理）：onu注册、加密等 OMCI提供了更高层次的统一的管理系统通道，用于管理在GTC层上层定义的业务
✓ APON,BPON和GPON是ITU-T标准； EPON是IEEE标准
✓ EPON用最简单的技术为大多数的主流业务 提供足够的功能和性能的支持
✓ GPON用最复杂的方式为全部的业务提供完 美的功能和性能的支持
PON技术的标准化进展
PON基本概念 FTTH：Fiber To The Home，光纤到户
PON的组成
PON基本概念
✓ OLT：Optical Line Terminal光线路终端。 在PON 的统一管理方面，OLT是主要的管理 中心，实现网络管理的主要功能
✓ ONU：Optical Network Unit光网络单元。 放在用户侧，接入用户终端。
PON的分类
✓ PON=ATM PON，Broadband PON， Gigabit PON，Ethernet PON
GPON管理中的基本消息类型
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
02
03
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。
pon名词解释
pon名词解释PON是一种网络架构，它的全称是Passive Optical Network。
它的特点是将一组光纤连接到多个终端设备，从而在多个设备之间共享网络资源。
以下是一个PON的简单介绍。
1. 架构PON的通信模型基于两种重要的结构组件：光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)。
它们之间通过光纤连接。
OLT将信息传输到ONU，而ONU则将其转换为电信号并将其传输到用户终端设备，例如电话和计算机。
2. 工作方式PON运作时有两条不同的信道。
一个是上行信道，响应终端设备的数据请求和流量密度；另一个是下行信道，将数据流和用户数据发送到终端设备。
在PON中，上行传输和下行传输利用不同的波长。
3. 优势PON拥有许多优势。
首先，它有高带宽、高品质的传输质量。
其次，PON具有高效的能耗管理，因为只需要在用户需要服务时才使用光纤。
此外，由于PON是一种集中式的网络结构，可以大大降低需要安装的光纤数量，从而降低网络成本。
4. 应用领域目前，PON主要用于家庭和企业网络。
家庭用户可以通过PON访问宽带互联网和其他高速网络应用，例如在线视频、音乐和互联网电话。
在企业网络中，PON可以为员工提供高质量的数据和语音通信服务，使工作效率得到提高。
总之，PON作为一种高效、可靠的网络架构，被广泛应用于各个领域。
它不仅可以提高网络通信速度和质量，还可以提高网络安全性和能源管理效率。
随着技术的发展，PON将会继续发挥其重要作用，并在未来的网络建设中发挥更大的作用。
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总体来看，PON技术的关键是在线路中引入了无源的分路器，这使得 系统设备的理论成本和线路成本均可以较传统的P2P技术有较大幅度 的优化，还可以增强OAM能力和QoS水平；另外，由于分路器是无源 器件，维护简单，环境适应能力强。
5
PON技术的组网形式
PON技术组网形式 (网络拓扑结构)
树型（典型结构为树型） 星型 总线型
在多种基于PON的技术中，EPON由于其产品成熟度和价格方面 的优势已逐渐成为最受欢迎的FTTH技术，特别是基于千兆端口的 EPON可将单根光纤的接入速率从100Mbps提高到1000Mbps，已 成为目前阶段业界公认的最适合市场需求的光纤接入技术。
9
EPON与GPON的技术比较
EPON与GPON技术特点比较
容易支持 1310 1490 1550
10
EPON的技术优势
采用基于EPON 的FTTH优势
EPON相对于现有类似技术的优势主要体现在以下几个方面：
良好的兼容性
高带宽 低成本
EPON只是对现有IEEE802.3协议作一定的补充， 与现有以太网的良好兼容性是其最大的优势之一。
上下行信道均为千兆比特。 采用PON的结构，减少了大量的光纤和光器件 以及维护的成本。
14
EPON技术原理
EPON的原理——上行数据
TDMA方式
原则：任一时刻只能有一个ONU发送上行信号，系统才能正常工作 不同的ONU分配不同的时间片，轮流发送上行数据；每个ONU发送上行 数据的时间片可以是动态的，时间片的大小和多少在宏观上表现为带宽的 大小 由于数据速率非常高，因此细微的由ONU的距离不同而产生的时延应该 在发送上行数据的时候予以考虑——需要测距 15
光纤到大楼 (FTTB)
光纤到路边 (FTTC)
光纤到邻里 (FTTN )
FTTH是实现话音、视频、数据三网合一最好的解决方案。 FTTH的普及将彻底改变我们的生活和工作方式!
8
PON技术与FTTH的关系
PON技术与FTTH的关系(二)
用光纤连接用户，主要有两种方式
1 2
用光纤直连到每个用户 采用无源光网络（PON）技术，用光分路器把光信号 进行分支，一根光纤为多个用户提供光纤到家庭服务
千兆比特级的PON系统 1250 1250 8B/10B 16 _ Ethernet Class A和B
支持的最大逻辑传送距离
支持TDM业务 上行中心波长（nm） 下行中心波长（nm） CATV中心波长（nm）
0.5m～10km或0.5m～20km
需增加硬软件 1310 1490 1550
60km（最大物理距离和最大光纤距离差20km）
ATM技术；
目前提供的接入速率 相对较低，业务提供 能力有限，没有得到 市场认可。
各种PON技术的主要差异在于采用了不同的二层技术 4
PON的技术特性
点对多点光纤接入技术——PON的通用特性
点对点方式：需要2N个收发模块， 光纤总长度为N*(D1+D2)。
点对多点方式：需要N+1个收发模 块，光纤数量为(D1+N*D2)。
IEEE EPON
系统特性 下行线路速率（Mbit/s） 上行线路速率（Mbit/s） 线路编码 最小分路比（TC层） 最大分路比（TC层） 数据链路层协议 支持的ODN等级
ITU—T GPON
千兆比特级的PON系统 1244.16或2488.32 155.52或622.08或1244.16或2488.32 NRZ 64 128 Ethernet over GEM/ATM Class A、B和C
APON ITU-T标准化 标准已经成熟；
EPON IEEE EFM工作组 标准化，编号 802.3ah； 以太网封装； 标准完善； 产品开始在市场上 迅速应用。 协议不同
GPON
FSAN提出，ITU-T 标准化；
ATM、GEM封装； 标准较完善； 支持厂家较少。
1490nm
1310nm
为了分离同一根光纤上多个用户的上下行方向的信号， 采用以下两种复用技术： 下行数据流：TDM技术 上行数据流：TDMA技术
13
EPON技术原理
EPON的原理——下行数据
广播方式
在ONU注册成动后分配一个唯一的LLID； 在每一个以太网帧前添加一个LLID，替代以太网前导符的 最后两个字节（不改变原有帧结构）； ONU接收数据时，仅接收符合自己的LLID的帧或者广播帧。
EPON设备的技术成熟、集中采购使得设备成本迅速下降 EPON技术的组网模式可节省管道与机房空间，降低能耗 及综合运营成本的空间
11
Байду номын сангаас
目
录
1
PON 技术原理 2 3 4
EPON关键技术
EPON系统网元 商用EPON设备简介
12
EPON技术原理
EPON的原理——信号复用
EPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输(强制)
6
PON系统网元组成
典型PON系统组成
网络侧接口
其它组成部分 网管系统
用户侧接口
局端 OLT( 光线 路终 端)
ODN（光配线 网）：连接前 两种设备由 单模光纤(SM fiber)和无源分 光器(Splitter) 组成的 ODN(光分配网 络) 7
用户侧的 ONT/ON U(光网络 终端或称 作光网络 单元 )
无源光网络(PON) 指光配线网(ODN)不含有任何电子器件及电子电源，全部由光分路 器(Splitter)等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。 是一种点到多点的光纤接入技术。
本质特征 光配线网(ODN)全部由无源光器件组成。
3
PON的技术种类
点对多点光纤接入技术—PON技术发展
相同的拓扑——无源P2MP
PON系统简介交流材料
汇报人: 徐继晖
湖北邮电规划设计有限公司 2007年12月
目
录
1
PON 技术原理 2 3 4
EPON关键技术
EPON系统网元 商用EPON设备简介
2
PON技术的含义
PON技术是一种宽带接入网技术
PON ODN Splitter
Passive Optical Network 无源光网络 Optical Distribution Network 光配线网 光分路器
PON技术与FTTH的关系
PON技术与FTTH的关系(一)
FTTH
Fiber To The Home 光纤到户
基于EPON的FTTH可为用户提供高达1000 Mbit/s的双向对称带宽
FTTH是接入网发展的一种最终形式，光纤接入网（统称FTTx） 以光网络单元（ONU）的位置所在,分为
光纤到户 (FTTH)