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摘 要 本文試著在簡述PON技術(shù)的概念、工作原理與特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，討論了PON技術(shù)分類以及在FTTx中的應(yīng)用特點(diǎn)，著重圖例說明PON技術(shù)在語音、數(shù)據(jù)、有線電視接入方面的成熟解決方案。
關(guān)鍵詞 PON ONU/OLT TDM/TDMA FTTx
1 PON技術(shù)的概念
1.1 PON技術(shù)的概念以及特點(diǎn)
無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)是一種一點(diǎn)到多點(diǎn)的光纖接入技術(shù)，它由局側(cè)的OLT（光線路終端）、用戶側(cè)的ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）以及ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）組成。所謂“無源”是指在ODN中不含有任何有源電子器件及電子電源，全部由光分路器（Splitter）等無源器件組成。
無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）是一種純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，避免了外部設(shè)備的電磁干擾和雷電影響，減少了線路和外部設(shè)備的故障率，提高了系統(tǒng)可靠性，同時節(jié)省了維護(hù)成本，是通信行業(yè)長期期待的技術(shù)。同有源系統(tǒng)比較，PON技術(shù)具有節(jié)省光纜資源、帶寬資源共享，節(jié)省機(jī)房投資，設(shè)備安全性高，建網(wǎng)速度快，綜合建網(wǎng)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
1.2 PON技術(shù)的工作原理
（1）工作原理框圖如圖1所示，PON系統(tǒng)由位于中央局端的一個光線路終端（OLT）和位于客戶端的一組關(guān)聯(lián)光網(wǎng)絡(luò)終端（ONT）組成，在它們之間是由光纖和無源分光器或連接器組成的光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）。
（2）基于TDM/TDMA的上行/下行流量管理。在PON中，OLT與ONU之間采用的數(shù)據(jù)傳輸方式包括WDM/WDMA、SCM/SCMA、CDM/CDMA和TCM/TCMA，實(shí)際應(yīng)用中一般采用TDM/TDMA方式，圖2、3表明在PON系統(tǒng)中從OLT到多個ONU其下行采用TDM廣播方式、上行采用TDMA（時分多址）方式的數(shù)據(jù)傳輸過程。
2 PON技術(shù)的分類以及在FTTx中的應(yīng)用
2.1 FTTx技術(shù)
FTTx技術(shù)分為FTTB、FTTC、FTTZ、FTTH、FTTO、FTTF等。其中最主要的是FTTB（光纖到大樓）、FTTC（光纖到路邊）、FTTH（光纖到用戶）三種形式。隨著軟交換與光纜技術(shù)進(jìn)一步成熟，F(xiàn)TTH將成為我們通信接入方式的最終目標(biāo)。
有源光纖接入技術(shù)如PDH、SDH、MSTP、點(diǎn)到點(diǎn)以太網(wǎng)系統(tǒng)因機(jī)房建設(shè)、有源設(shè)備建設(shè)、維護(hù)成本高等原因而漸漸被淘汰；PON技術(shù)則因?yàn)闊o源化帶來的維護(hù)成本低，以及無機(jī)房建設(shè)產(chǎn)生的建設(shè)成本低，愈加受到行業(yè)歡迎。在目前眾多的光纖接入技術(shù)中，PON技術(shù)比較適合FTTH的大規(guī)模發(fā)展。
2.2 各種PON技術(shù)的特點(diǎn)
PON技術(shù)始于20世紀(jì)80年代初，目前市場上的PON產(chǎn)品按照其采用的技術(shù)，主要分為APON／BPON（ATMPON／寬帶PON）、EPON（以太網(wǎng)PON）和GPON（吉比特PON）。
從長遠(yuǎn)的業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢看，ATM化的無源光網(wǎng)絡(luò)/寬帶無源光網(wǎng)絡(luò)（APON/BPON）可用帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。以FTTC為例，盡管典型主干下行速率可達(dá)622 Mbit/s，但分路后實(shí)際可分到每個用戶的帶寬將大大減小。按32路計算，每一個分支的可用帶寬僅剩19.5 Mbit/s，再按10個用戶共享計算，則每個用戶僅能分到約2 Mbit/s。
EPON以以太網(wǎng)為載體，采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸方式，下行速率目前可達(dá)到10Gbit/s，上行以突發(fā)的以太網(wǎng)包方式發(fā)送數(shù)據(jù)流。考慮PON是一種點(diǎn)到多點(diǎn)的物理和邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而傳統(tǒng)的以太網(wǎng)是點(diǎn)到點(diǎn)的協(xié)議，所以如何在點(diǎn)到多點(diǎn)的EPON中傳送點(diǎn)到點(diǎn)的以太網(wǎng)協(xié)議，是以太網(wǎng)應(yīng)解決的技術(shù)問題。此外EPON技術(shù)中還需解決的問題包括：點(diǎn)到多點(diǎn)的光系統(tǒng)中突發(fā)模式傳送的問題；PON中不同ONU與OLT的距離相差較大，需要解決到達(dá)OLT光信號強(qiáng)度的巨大偏差問題；解決非授權(quán)ONU的累積噪聲對授權(quán)ONU發(fā)出的光信號的干擾問題；EPON中帶寬共享和動態(tài)帶寬分配的處理問題；窄帶語音和寬帶業(yè)務(wù)在EPON中的兼容等問題。
相對而言，GPON技術(shù)可以更好地解決上述EPON這些問題。GPON除了支持更高的速率之外，還以很高的效率支持多種業(yè)務(wù)，提供豐富的OAM＆P功能和良好的擴(kuò)展性。GPON不僅可以提供10/100 Mbit/s、1 Gbit/s的業(yè)務(wù)，而且可以提供VLAN業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù)。同EPON是制造商驅(qū)動的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不一樣，GPON是運(yùn)營商驅(qū)動的標(biāo)準(zhǔn)，因此具有更周到的運(yùn)營利益考慮。
3 PON技術(shù)在語音+數(shù)據(jù)+圖像接入中的使用
3.1 語音業(yè)務(wù)解決方案
1. 方案一：內(nèi)置V5接口
如圖4所示，OLT內(nèi)置媒體中繼控制網(wǎng)關(guān)VoIP GW，VoIP GW通過V5接口連接PSTN，呼叫處理由PSTN交換機(jī)實(shí)現(xiàn)，VoIP GW通過MGCP等協(xié)議接入ONU，用戶VoIP語音的終結(jié)是由VoIP GW來完成的。
2. 方案二：NGN
如圖5所示，語音業(yè)務(wù)接入到NGN的TG、SG，通過E1/SS7連接到PSTN。
該方案在解決基本語音業(yè)務(wù)接入的同時，考慮到了未來對多業(yè)務(wù)的支持能力，可以提供豐富的增值業(yè)務(wù)。該方案更能適應(yīng)中長期的語音和多媒體發(fā)展需要，網(wǎng)絡(luò)的容量和業(yè)務(wù)能力可以根據(jù)NGN業(yè)務(wù)發(fā)展戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)量的遞升做平滑升級。
3. 方案三：TDM 業(yè)務(wù)的接入
TDM業(yè)務(wù)可以滿足企業(yè)大客戶多業(yè)務(wù)的接入需求，主要提供對銀行、公安等用戶的專線接入以及企業(yè)用戶PBX 的E1接入，此外，為滿足大容量TDM業(yè)務(wù)的需求，OLT可以提供STM-1/OC-3接口，通過SDH網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)E1/T1端到端的透明傳輸，如圖6所示。
3.2 視頻業(yè)務(wù)的接入
基于GEPON的IP TV解決方案組網(wǎng)如圖7所示，ONU的上聯(lián)接口需要VLAN來區(qū)分不同的業(yè)務(wù):即一個VLAN標(biāo)識寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)，另一個標(biāo)識IPTV業(yè)務(wù)。GEPON網(wǎng)絡(luò)通過VLAN來區(qū)分寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)與IPTV業(yè)務(wù)。在GEPON的上聯(lián)端口上要求至少提供兩個GE端口,一個支持IPTV業(yè)務(wù)，另一個支持寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)。GEPON設(shè)備GE上聯(lián)端口通過L2數(shù)據(jù)網(wǎng)或MSTP傳輸網(wǎng)，連接到AR（IPTV接入控制點(diǎn)）,作為IPTV業(yè)務(wù)接入控制點(diǎn)；傳統(tǒng)的寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)仍然由BRAS設(shè)備來終結(jié)。
4 總結(jié)
由上述內(nèi)容可知，PON技術(shù)作為一種適用的光纜接入技術(shù)，可以自行單獨(dú)應(yīng)用組網(wǎng)，可以在局端與遠(yuǎn)端間分別設(shè)立設(shè)備通過PON系統(tǒng)用于目前的村村通工程中，也可以在用戶集中的場所放置設(shè)備經(jīng)過PON系統(tǒng)的ODN上下傳達(dá)信息。在接入網(wǎng)技術(shù)寬帶化、IP化的今天，可以說PON技術(shù)必將發(fā)揮越來越大的主要作用。
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