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隨著通信技術的不斷發(fā)展，用戶對業(yè)務種類的需求越來越多樣化。網(wǎng)絡運營者不僅要提供電話和CATV等基本業(yè)務，還必須滿足用戶現(xiàn)在及將來對寬帶業(yè)務 （如可視電話、點播電視、家庭教育和高速數(shù)據(jù)傳送等）的需求。這些需求加在一起構成了一個共同的要求：就是建立一個通用的接入網(wǎng)絡。這個網(wǎng)絡必須十分靈 活，用戶通過一個通用接口與骨干網(wǎng)絡相連。同時通過這個接口，用戶可得到網(wǎng)絡運營者提供的各種服務。
為了實現(xiàn)這種寬帶接入，人們提出了各種不同的方案。例如，鋪設光纖或用xDSL（包括ADSL、HDSL、VDSL等）升級已有的電話線，或用 HFC。在這些方案中，光纖接入被認為是最有前途的解決方案。由于PON（無源光網(wǎng)絡）被認為是一種價格低、性能好的引進寬帶接入的方案，ITU也極力推 薦這種方案，所以接入網(wǎng)部分主要集中于PON系統(tǒng)。另外，由于ATM已被CCITT接納為一種標準的轉移模式，目前電信網(wǎng)的骨干網(wǎng)也正ATM化。為了使接 入網(wǎng)部分的PON和骨干網(wǎng)的ATM化趨勢相適應，一個很好的做法是使PON攜帶的信息ATM化，這種ATM化的PON就稱為APON。
1 APON系統(tǒng)
1.1 APON的產(chǎn)生及優(yōu)點
在光纖用戶網(wǎng)的研究中，為了滿足用戶對于網(wǎng)絡靈活性的要求，1987年英國電信公司（即英國BT公司）的研究人員最早提出了PON的概念。后來由于 ATM技術的迅速發(fā)展及其作為標準傳遞模式的地位，使研究人員開始注意到把ATM技術運用到PON的可能性，并于9O年代初提出了APON的建議。不久， 阿爾卡特公司研制了第一個試驗系統(tǒng)。
由于ATM和PON一些固有的特點，使得APON從一開始就占據(jù)了一個較高的起點，該方案有著巨大的優(yōu)勢：
·寬帶化并支持所有種類和各種速率的業(yè)務。
·靈活地滿足用戶需求。
·能夠全動態(tài)分配帶寬（這是在用戶網(wǎng)第一次做到）。
·簡單、有效的網(wǎng)絡運行和管理（O＆M）。
·安全性高。
·低時延。
·對業(yè)務復用／解復用的全力支持。
1.2 APON系統(tǒng)結構
圖1為一種基本APON系統(tǒng)結構。該系統(tǒng)采用無源雙星（PDS）拓撲，分路比為1∶16。從局端OLT（光線路終端）往ONU傳送下行信號采用TDM 技術，ONU（光纖網(wǎng)絡單元）傳送到局端OLT的上行信號采用TDMA技術。在上行和下行時，ATM信元都是被組裝在一個APON包中，研究表明，給每個 包加入8個開銷比特，可以提供同步及其它與網(wǎng)絡傳輸相關的功能。由于1310／1550nm WDM器件很便宜，且1310nm波長區(qū)激光器很便宜，所以一般采用WDM技術。
在下行方向，由ATM交換機來的ATM信元先送給OLT，OLT將其變?yōu)?55.52Mb／s或622.82Mb／s的速率，并以廣播方式用 1550nm波長區(qū)傳送到所有與OLT相連的ONU，每一個ONU可以根據(jù)信元VCI／PI選出屬于自己的信號的同步功能及時延調(diào)整功能。
1.3 采用的技術
1.3.1 測距
由于從不同的ONU到OLT的距離不等，上行信號到達OLT的時延也不同，為了避免不同的ONU上行信號在PON總線上產(chǎn)生重疊、互相干擾，保護收發(fā) 通路能夠同步，承載的不同ONU信號之間要有一個間隔，通常成為保護時間（guard time）�？梢酝ㄟ^測距（Ranging）程序來得到不同信號時間間隔，取最遠ONU傳輸時延作為時隙的時間間隔，使上行信號互不干擾。
1.3.2 猝發(fā)模式同步
上行方向傳送的信元在分路器上進行交叉復用，為了盡可能地減少連續(xù)信元的開銷，獲得最大的帶寬性能，已經(jīng)提出了許多種快速同步方法。其中最有效的方法是使用重復抽樣技術（Oversampling）。 該方法用一個非常短的前置段（3bit）來恢復時鐘相位，通過把這3bit插入到每個ATM信元的開銷比特中來恢復正確時鐘相位，精度在±1bit之內(nèi)。
1.3.3 光功率平衡
由于ONU與OLT路徑不同，造成光功率的損失也不同，這就要求接收機必須有一個大的動態(tài)范圍，能夠設置能分辨出的閾值功率。在APON系統(tǒng)中，每個 發(fā)射節(jié)點的輸出功率可以根據(jù)特定節(jié)點的光路損失而動態(tài)改變。為了滿足反射端光功率平衡和接收端光功率閾值的設定，在每個上行ATM信元中加入了3個開銷比特。
