第5章 光纖接入網(wǎng)技術(shù) - 副本

1、第第 5 5 章章 光纖接入網(wǎng)技術(shù)光纖接入網(wǎng)技術(shù) 本章介紹光纖接入網(wǎng)技術(shù)，主要內(nèi)容包括：本章介紹光纖接入網(wǎng)技術(shù)，主要內(nèi)容包括： 光纖接入網(wǎng)概述光纖接入網(wǎng)概述 ATM無源光網(wǎng)絡(luò)（無源光網(wǎng)絡(luò)（APON）接入技術(shù)）接入技術(shù) 以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）接入技術(shù)）接入技術(shù) 吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)（吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)（GPON）接入技術(shù)）接入技術(shù) 有源光網(wǎng)絡(luò)（有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）接入技術(shù)）接入技術(shù)光纖接入網(wǎng)概述光纖接入網(wǎng)概述5.15.1ATMATM無源光網(wǎng)絡(luò)（無源光網(wǎng)絡(luò)（APONAPON）接入）接入技術(shù)技術(shù)5.25.2以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（EPONEPON）接入技術(shù)）接入技術(shù)5.

2、35.3吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)（吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)（GPONGPON）接入技術(shù)）接入技術(shù)5.45.4有源光網(wǎng)絡(luò)（有源光網(wǎng)絡(luò)（AONAON）接入技術(shù)）接入技術(shù)5.55.55.1 5.1 光纖接入網(wǎng)概述光纖接入網(wǎng)概述 5.1.1 光纖接入網(wǎng)的定義及優(yōu)點光纖接入網(wǎng)的定義及優(yōu)點 1、光纖接入網(wǎng)的定義、光纖接入網(wǎng)的定義 光纖接入網(wǎng)光纖接入網(wǎng)(OAN)是指在是指在接入網(wǎng)中用光纖作為接入網(wǎng)中用光纖作為主要傳輸媒介來實現(xiàn)信息傳送的網(wǎng)絡(luò)形式，主要傳輸媒介來實現(xiàn)信息傳送的網(wǎng)絡(luò)形式，或者或者說是業(yè)務(wù)節(jié)點與用戶之間采用光纖通信或部分采說是業(yè)務(wù)節(jié)點與用戶之間采用光纖通信或部分采用光纖通信的接入方式。用光纖通信的接入方式。2、光

3、纖接入網(wǎng)的優(yōu)點、光纖接入網(wǎng)的優(yōu)點（1）支持更高速率的寬帶業(yè)務(wù)；）支持更高速率的寬帶業(yè)務(wù)；（2）有效解決接入網(wǎng)的）有效解決接入網(wǎng)的“瓶頸效應(yīng)瓶頸效應(yīng)”問題；問題；（3）傳輸距離長；）傳輸距離長；（4）質(zhì)量高、可靠性好；）質(zhì)量高、可靠性好；（5）易于擴容和維護。）易于擴容和維護。 5.1.2 光纖接入網(wǎng)的功能參考配置光纖接入網(wǎng)的功能參考配置 AON主要包含如下配置。主要包含如下配置。 四種基本功能模塊：四種基本功能模塊： 光線路終端光線路終端(OLT) 光分配網(wǎng)絡(luò)光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)/光遠程終端光遠程終端(ODT) 光網(wǎng)絡(luò)單元光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU) AN系統(tǒng)管理功能塊系統(tǒng)管理功能塊 五個參考點：五個

4、參考點： 光發(fā)送參考點光發(fā)送參考點S 光接收參考點光接收參考點R 與業(yè)務(wù)節(jié)點間的參考點與業(yè)務(wù)節(jié)點間的參考點V 與用戶終端間的參考點與用戶終端間的參考點T AF與與ONU間的參考點間的參考點a 三個接口：三個接口： 網(wǎng)絡(luò)維護接口網(wǎng)絡(luò)維護接口Q3， 用戶網(wǎng)絡(luò)接口用戶網(wǎng)絡(luò)接口UNI 業(yè)務(wù)節(jié)點接口業(yè)務(wù)節(jié)點接口SNI。 1、OLT功能塊功能塊 OLT OLT，是光接入網(wǎng)的核心部件，相當(dāng)于傳統(tǒng)，是光接入網(wǎng)的核心部件，相當(dāng)于傳統(tǒng)通信網(wǎng)中的交換機或路由器，同時也是一個多業(yè)通信網(wǎng)中的交換機或路由器，同時也是一個多業(yè)務(wù)提供平臺。務(wù)提供平臺。 一般放置在局端，提供面向用戶的無源光纖一般放置在局端，提供面向用戶的無源

5、光纖網(wǎng)絡(luò)的光纖接口網(wǎng)絡(luò)的光纖接口 OLT的作用是為光接入網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)與本地的作用是為光接入網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)與本地交換機之間的接口，并經(jīng)過一個或多個交換機之間的接口，并經(jīng)過一個或多個ODN與用與用戶側(cè)的戶側(cè)的ONU通信。通信。 OLT與與ONU的關(guān)系為主從通信關(guān)系。的關(guān)系為主從通信關(guān)系。 OLT對來自對來自O(shè)NU的信令和監(jiān)控信息進行管理的信令和監(jiān)控信息進行管理，從而為從而為ONU和自身提供維護與供給功能。和自身提供維護與供給功能。有有OLT的典型組網(wǎng)方式的典型組網(wǎng)方式業(yè)務(wù)部分：業(yè)務(wù)部分：提供業(yè)務(wù)接口功能，包括接口適配、提供業(yè)務(wù)接口功能，包括接口適配、接口保護等，以及在需要時具有特定業(yè)務(wù)的信令接口保護

6、等，以及在需要時具有特定業(yè)務(wù)的信令處理和媒質(zhì)傳輸制式的轉(zhuǎn)換功能處理和媒質(zhì)傳輸制式的轉(zhuǎn)換功能核心部分：核心部分：包括匯聚分發(fā)、業(yè)務(wù)處理和包括匯聚分發(fā)、業(yè)務(wù)處理和ODN適配適配功能功能公共部分：公共部分：包括供電與包括供電與OAM功能功能2 2、ONUONU功能塊功能塊（圖（圖5-45-4） 是光網(wǎng)絡(luò)中的用戶端設(shè)備，放置在用戶端，是光網(wǎng)絡(luò)中的用戶端設(shè)備，放置在用戶端，與與OLT配合使用，實現(xiàn)以太網(wǎng)二層、三層功能，配合使用，實現(xiàn)以太網(wǎng)二層、三層功能，為用戶提供語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)。為用戶提供語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)。ONU位于位于ODN和用戶之間，和用戶之間，ONU的網(wǎng)絡(luò)側(cè)具的網(wǎng)絡(luò)側(cè)具有光接口，而用

7、戶側(cè)為電接口，因此需要有光接口，而用戶側(cè)為電接口，因此需要具有光具有光/電和電電和電/光變換功能光變換功能，并能實現(xiàn)對各種電信號的，并能實現(xiàn)對各種電信號的處理與維護管理功能。處理與維護管理功能。ONU主要實現(xiàn)的功能是主要實現(xiàn)的功能是： 選擇接收選擇接收OLT發(fā)送的數(shù)據(jù)。發(fā)送的數(shù)據(jù)。 響應(yīng)響應(yīng)OLT發(fā)出的管理命令，并作相應(yīng)的調(diào)發(fā)出的管理命令，并作相應(yīng)的調(diào)整。整。 對用戶的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)進行緩存，并在對用戶的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)進行緩存，并在OLT分配的發(fā)送窗口中向上行方向發(fā)送。分配的發(fā)送窗口中向上行方向發(fā)送。 其他用戶管理功能。其他用戶管理功能。3、ODN/ODT功能塊功能塊 ODN（Optical Dist

8、ribution Network , 光分配光分配網(wǎng)絡(luò)）網(wǎng)絡(luò)） ODN/ODT為為ONU和和OLT提供光傳輸媒介作提供光傳輸媒介作為其間的物理連接為其間的物理連接，即傳輸設(shè)施。，即傳輸設(shè)施。 根據(jù)傳輸設(shè)施中是否采用有源器件，光纖接根據(jù)傳輸設(shè)施中是否采用有源器件，光纖接入網(wǎng)分為入網(wǎng)分為有源光網(wǎng)絡(luò)（有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）和和無源光網(wǎng)絡(luò)無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）。）。 有源光網(wǎng)絡(luò)（有源光網(wǎng)絡(luò)（AON則指的是則指的是OAN的傳輸設(shè)施中含有源器的傳輸設(shè)施中含有源器件，件，即為光遠程終端（即為光遠程終端（ODT）；）； 而而無源光網(wǎng)絡(luò)（無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）指的是指的是OAN中的傳輸設(shè)施全部由無源中的傳輸設(shè)施全部由

9、無源器件組成，器件組成，即為光分配網(wǎng)絡(luò)（即為光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）。）。 4、AN系統(tǒng)管理功能塊系統(tǒng)管理功能塊 AN系統(tǒng)管理功能塊是系統(tǒng)管理功能塊是對光纖接入網(wǎng)進行維對光纖接入網(wǎng)進行維護管理護管理的功能模塊，其管理功能包括配置管理、的功能模塊，其管理功能包括配置管理、性能管理、故障管理、安全管理及計費管理。性能管理、故障管理、安全管理及計費管理。5.1.3 光纖接入網(wǎng)的分類光纖接入網(wǎng)的分類 1 1、有源光網(wǎng)絡(luò)、有源光網(wǎng)絡(luò) （AONAON） 有源光網(wǎng)絡(luò)有源光網(wǎng)絡(luò) （AON）是）是傳輸設(shè)施中采用有源傳輸設(shè)施中采用有源器件。器件。 有源光網(wǎng)絡(luò)由有源光網(wǎng)絡(luò)由OLT、ONU、光遠程終端光遠程終端（ODT）

10、和和光纖傳輸線路光纖傳輸線路構(gòu)成。構(gòu)成。 AON通常用于電話接入網(wǎng)，通常用于電話接入網(wǎng)，其傳輸體制有其傳輸體制有PDH和和SDH，一般采用，一般采用SDH（或（或MSTP（Multi-Service Transfer Platform） 技術(shù)）。技術(shù)）。 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)大多為環(huán)形，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)大多為環(huán)形，ONU兼有兼有SDH環(huán)形環(huán)形網(wǎng)中網(wǎng)中ADM（分插復(fù)用器）（分插復(fù)用器）設(shè)備的功能。設(shè)備的功能。 在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，有兩種數(shù)字傳輸系列，在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，有兩種數(shù)字傳輸系列，一種叫一種叫“準同步數(shù)字系列準同步數(shù)字系列”（Plesiochronous Digital Hierarchy），簡稱），簡稱PDH

11、； 另一種叫另一種叫“同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列”（Synchronous Digital Hierarchy），簡稱），簡稱SDH。 PDH是指是指在數(shù)字通信網(wǎng)的每個節(jié)點上都分別在數(shù)字通信網(wǎng)的每個節(jié)點上都分別設(shè)置高精度的時鐘，設(shè)置高精度的時鐘，這些時鐘的信號都具有統(tǒng)一這些時鐘的信號都具有統(tǒng)一的標準速率。的標準速率。 盡管每個時鐘的精度都很高，但總還是有一盡管每個時鐘的精度都很高，但總還是有一些微小的差別。為了保證通信的質(zhì)量，些微小的差別。為了保證通信的質(zhì)量，要求這些要求這些時鐘的差別不能超過規(guī)定的范圍。時鐘的差別不能超過規(guī)定的范圍。 因此，這種同步方式嚴格來說不是真正的同因此，這種同步方式嚴格

12、來說不是真正的同步，所以叫做步，所以叫做“準同步準同步”。 在以往的電信網(wǎng)中，多使用在以往的電信網(wǎng)中，多使用PDH設(shè)備。設(shè)備。這種這種系列對傳統(tǒng)的點到點通信有較好的適應(yīng)性。系列對傳統(tǒng)的點到點通信有較好的適應(yīng)性。 而隨著數(shù)字通信的迅速發(fā)展，點到點的直而隨著數(shù)字通信的迅速發(fā)展，點到點的直接傳輸越來越少，而大部分數(shù)字傳輸都要經(jīng)過轉(zhuǎn)接傳輸越來越少，而大部分數(shù)字傳輸都要經(jīng)過轉(zhuǎn)接，因而接，因而PDH系列便不能適合現(xiàn)代電信業(yè)務(wù)開發(fā)系列便不能適合現(xiàn)代電信業(yè)務(wù)開發(fā)的需要，以及現(xiàn)代化電信網(wǎng)管理的需要。的需要，以及現(xiàn)代化電信網(wǎng)管理的需要。 SDH就是適應(yīng)這種新的需要而出現(xiàn)的傳輸就是適應(yīng)這種新的需要而出現(xiàn)的傳輸體系。

13、體系。 最早提出最早提出SDH概念的是美國貝爾通信研究概念的是美國貝爾通信研究所，稱為所，稱為光同步網(wǎng)絡(luò)（光同步網(wǎng)絡(luò)（SONET）。）。 它是高速、大容量光纖傳輸技術(shù)和高度靈它是高速、大容量光纖傳輸技術(shù)和高度靈活、又便于管理控制的智能網(wǎng)技術(shù)的有機結(jié)合。活、又便于管理控制的智能網(wǎng)技術(shù)的有機結(jié)合。 最初的目的是在光路上實現(xiàn)標準化最初的目的是在光路上實現(xiàn)標準化，便于，便于不同廠家的產(chǎn)品能在光路上互通，從而提高網(wǎng)絡(luò)不同廠家的產(chǎn)品能在光路上互通，從而提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性。的靈活性。 1988年，國際電報電話咨詢委員會（年，國際電報電話咨詢委員會（CCITT）接受了）接受了SONET的概念，重新命名為的概念，

14、重新命名為“同步數(shù)同步數(shù)字系列（字系列（SDH）”，使它，使它不僅適用于光纖，也適不僅適用于光纖，也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)募夹g(shù)體制，用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)募夹g(shù)體制，并且使其網(wǎng)絡(luò)并且使其網(wǎng)絡(luò)管理功能大大增強。管理功能大大增強。 它它有統(tǒng)一的比特率有統(tǒng)一的比特率，統(tǒng)一的接口標準，為，統(tǒng)一的接口標準，為不同廠家設(shè)備間的互聯(lián)提供了可能。不同廠家設(shè)備間的互聯(lián)提供了可能。 2 2、無源光網(wǎng)絡(luò)（、無源光網(wǎng)絡(luò)（PONPON） 無源光網(wǎng)絡(luò)（無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）中傳輸設(shè)施）中傳輸設(shè)施ODN是由是由無源光元件組成的無源光分配網(wǎng)，主要的無源光無源光元件組成的無源光分配網(wǎng)，主要的無源光元件有：元件有：光纖光纖、光連接器光

15、連接器、無源光分路器無源光分路器OBD（分光器分光器）和）和光纖接頭光纖接頭等。等。 根據(jù)采用的技術(shù)不同，無源光網(wǎng)絡(luò)（根據(jù)采用的技術(shù)不同，無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）又可以分為以下幾類。又可以分為以下幾類。 APON基于基于ATM的無源光網(wǎng)絡(luò)（在的無源光網(wǎng)絡(luò)（在PON中采用中采用ATM技術(shù)），技術(shù)），后更名為寬帶后更名為寬帶PON（BPON）； EPON基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)（基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)（采用采用PON的拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)以太網(wǎng)幀的接入的拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)以太網(wǎng)幀的接入）；）； GPONGPON 業(yè)務(wù)是業(yè)務(wù)是BPON 的一種的一種擴展。擴展。 5.1.4 5.1.4 光纖接入網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)光纖接入網(wǎng)的拓

16、撲結(jié)構(gòu) 1、無源光網(wǎng)絡(luò)（、無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）的拓撲結(jié)構(gòu)）的拓撲結(jié)構(gòu) 無源光網(wǎng)絡(luò)（無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）的拓撲結(jié)構(gòu)一般采）的拓撲結(jié)構(gòu)一般采用用星形星形、樹形樹形和和總線形總線形。（1）星形結(jié)構(gòu)）星形結(jié)構(gòu) 星形結(jié)構(gòu)包括單星形結(jié)構(gòu)包括單星形結(jié)構(gòu)星形結(jié)構(gòu)和和雙星形結(jié)構(gòu)雙星形結(jié)構(gòu)。 單星形結(jié)構(gòu)單星形結(jié)構(gòu) 單星形結(jié)構(gòu)是指單星形結(jié)構(gòu)是指用戶端的每一個光網(wǎng)絡(luò)單元用戶端的每一個光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)分別通過一根或一對光纖與分別通過一根或一對光纖與OLT相連，相連，形成形成以光線路終端以光線路終端(OLT)為中心向四周輻射的星型連接為中心向四周輻射的星型連接結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。單星型結(jié)構(gòu)特點：單星型結(jié)構(gòu)特點： 光纖連接中不

17、使用光纖連接中不使用OBD，不存在由分路器引，不存在由分路器引入的光信號衰減，入的光信號衰減，網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍大網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍大；線路中沒；線路中沒有有源電子設(shè)備，是一個純無源網(wǎng)絡(luò)，有有源電子設(shè)備，是一個純無源網(wǎng)絡(luò)，線路維護線路維護簡單簡單；采用相互獨立的光纖信道，；采用相互獨立的光纖信道，ONU之間互不之間互不影響且影響且保密性好保密性好，易于升級易于升級。 但是光纜需要量大，光纖需要量大，光線和但是光纜需要量大，光纖需要量大，光線和光源無法共享，光源無法共享，成本較高成本較高。 雙星形結(jié)構(gòu)雙星形結(jié)構(gòu) 雙星形結(jié)構(gòu)單星形結(jié)構(gòu)的改進，雙星形結(jié)構(gòu)單星形結(jié)構(gòu)的改進，多個光網(wǎng)多個光網(wǎng)絡(luò)單元絡(luò)單元(ONU

18、)均連接到無源光分路器均連接到無源光分路器OBD（分光（分光器），然后通過一根或一對光纖再與器），然后通過一根或一對光纖再與OLT相連相連，如圖如圖5-6所示。所示。 雙星型結(jié)構(gòu)適合網(wǎng)徑更大的范圍雙星型結(jié)構(gòu)適合網(wǎng)徑更大的范圍，且維護費，且維護費用低、易于擴容升級、業(yè)務(wù)變化靈活。用低、易于擴容升級、業(yè)務(wù)變化靈活。 是目前采用比較廣泛的一種結(jié)構(gòu)。是目前采用比較廣泛的一種結(jié)構(gòu)。（2）樹形結(jié)構(gòu)）樹形結(jié)構(gòu) 樹形結(jié)構(gòu)樹形結(jié)構(gòu)是光纖接入網(wǎng)星形結(jié)構(gòu)的擴展，是光纖接入網(wǎng)星形結(jié)構(gòu)的擴展，如圖如圖5-7所示。所示。 連接連接OLT的第的第1個光分路器個光分路器(OBD)將光分成將光分成n路，下一級連接第路，下一級連

19、接第2級級OBD或直接連接或直接連接ONU，最，最后一級的后一級的OBD連接連接n個個ONU。樹形結(jié)構(gòu)的特點：樹形結(jié)構(gòu)的特點： 線路維護容易，不存在雷電及電磁干擾，線路維護容易，不存在雷電及電磁干擾，可靠性高?？煽啃愿?。 但是由于但是由于OLT的一個光源提供給所有的一個光源提供給所有ONU的光功率，光源的功率有限，的光功率，光源的功率有限，限制了所連接限制了所連接ONU的數(shù)量及光信號的傳輸距離的數(shù)量及光信號的傳輸距離。（3）總線形結(jié)構(gòu)）總線形結(jié)構(gòu)適合于沿街道、公路線狀分布的用戶環(huán)境。適合于沿街道、公路線狀分布的用戶環(huán)境。采用非均勻分光的分光器沿線狀排列。采用非均勻分光的分光器沿線狀排列?？偩€型

20、結(jié)構(gòu)特點：總線型結(jié)構(gòu)特點： 非均勻的分光器只引入少量的損耗給總線，非均勻的分光器只引入少量的損耗給總線，并且只從光總線中分出少量的光功率。并且只從光總線中分出少量的光功率。 但是由于光纖線路存在損耗，使在靠近但是由于光纖線路存在損耗，使在靠近OLT和遠離和遠離OLT處接收到的光信號強度有較大的差別處接收到的光信號強度有較大的差別，因此對，因此對ONU中光接收機的動態(tài)范圍要求較高。中光接收機的動態(tài)范圍要求較高。2 2、有源光網(wǎng)絡(luò)（、有源光網(wǎng)絡(luò)（AONAON）的拓撲結(jié)構(gòu)）的拓撲結(jié)構(gòu) 有源光網(wǎng)絡(luò)（有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）的拓撲結(jié)構(gòu)一般）的拓撲結(jié)構(gòu)一般采用采用雙星形雙星形、鏈形鏈形和和環(huán)形環(huán)形結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。

21、（1）有源雙星形結(jié)構(gòu)）有源雙星形結(jié)構(gòu) 引入了遠端節(jié)點引入了遠端節(jié)點RN/RT。通過向新設(shè)的遠。通過向新設(shè)的遠端節(jié)點分配一些服用功能，或者附加一些有限的端節(jié)點分配一些服用功能，或者附加一些有限的交換功能，來減少饋線段光纖的數(shù)量，以克服星交換功能，來減少饋線段光纖的數(shù)量，以克服星形結(jié)構(gòu)成本高的缺點。形結(jié)構(gòu)成本高的缺點。 適于傳輸距離較遠，用戶密度較高的企事適于傳輸距離較遠，用戶密度較高的企事業(yè)用戶區(qū)和住宅居民用戶區(qū)。業(yè)用戶區(qū)和住宅居民用戶區(qū)。 遠端節(jié)點可以采用遠端節(jié)點可以采用SDH復(fù)用器。復(fù)用器。（2）鏈形結(jié)構(gòu)）鏈形結(jié)構(gòu) 當(dāng)當(dāng)涉及通信的所有點串聯(lián)起來并使首末兩個點涉及通信的所有點串聯(lián)起來并使首末兩

22、個點開放開放時就形成了鏈形結(jié)構(gòu)（線形結(jié)構(gòu)）。時就形成了鏈形結(jié)構(gòu)（線形結(jié)構(gòu)）。 圖中的圖中的遠端節(jié)點遠端節(jié)點RN可以采用可以采用SDH分插復(fù)用器分插復(fù)用器（ADM），ADM具有十分經(jīng)濟靈活的上下低速業(yè)具有十分經(jīng)濟靈活的上下低速業(yè)務(wù)的能力，可以節(jié)省光纖并簡化設(shè)備（務(wù)的能力，可以節(jié)省光纖并簡化設(shè)備（ADM兼有兼有ONU的功能）。的功能）。（3）環(huán)形結(jié)構(gòu)）環(huán)形結(jié)構(gòu) 環(huán)形結(jié)構(gòu)是指環(huán)形結(jié)構(gòu)是指所有節(jié)點共用一條光纖鏈路，所有節(jié)點共用一條光纖鏈路，光纖鏈路首尾相接組成封閉回路光纖鏈路首尾相接組成封閉回路的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 這種結(jié)構(gòu)的這種結(jié)構(gòu)的突出優(yōu)點突出優(yōu)點是可實現(xiàn)是可實現(xiàn)自愈自愈。缺點缺點是是單環(huán)所掛

23、用戶有限單環(huán)所掛用戶有限。 自愈自愈無需外界干擾，網(wǎng)絡(luò)就可以在較短無需外界干擾，網(wǎng)絡(luò)就可以在較短的時間內(nèi)自動從失效故障中恢復(fù)所傳業(yè)務(wù)。的時間內(nèi)自動從失效故障中恢復(fù)所傳業(yè)務(wù)。 有源光網(wǎng)絡(luò)和無源光網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別：有源光網(wǎng)絡(luò)和無源光網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別： 有源光網(wǎng)絡(luò)中有源光網(wǎng)絡(luò)中，ONU設(shè)備串聯(lián)在光纖網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備串聯(lián)在光纖網(wǎng)絡(luò)中，每個，每個ONU收到的信號是經(jīng)上級收到的信號是經(jīng)上級ONU光光-電電-光變光變換后的信號。換后的信號。 而在而在無源光網(wǎng)絡(luò)中無源光網(wǎng)絡(luò)中，ONU設(shè)備是通過光分路設(shè)備是通過光分路器并接在光纖網(wǎng)絡(luò)上，各器并接在光纖網(wǎng)絡(luò)上，各ONU收到的信號都由收到的信號都由OLT直接發(fā)送下來。直接發(fā)送下來。

24、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)需要增加支路時當(dāng)網(wǎng)絡(luò)需要增加支路時，有源光網(wǎng)絡(luò)有源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)系統(tǒng)必須在支路節(jié)點增加光接口板以實現(xiàn)光方向的必須在支路節(jié)點增加光接口板以實現(xiàn)光方向的增加，而增加，而無源光網(wǎng)絡(luò)無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)則只需更換光分路器系統(tǒng)則只需更換光分路器，采用分路數(shù)更多的光分路器即可增加光方向，采用分路數(shù)更多的光分路器即可增加光方向，因此無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)擴充比有源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，因此無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)擴充比有源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更方便，且投資成本更低。更方便，且投資成本更低。 5.1.5 5.1.5 光纖接入網(wǎng)的應(yīng)用類型光纖接入網(wǎng)的應(yīng)用類型 按照光纖接入網(wǎng)的參考配置，根據(jù)光網(wǎng)絡(luò)單元按照光纖接入網(wǎng)的參考配置，根據(jù)光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)設(shè)置

25、的位置不同，光纖接入網(wǎng)可分成不同種設(shè)置的位置不同，光纖接入網(wǎng)可分成不同種應(yīng)用類型，主要包括：應(yīng)用類型，主要包括： 光纖到路邊光纖到路邊(FTTC) 光纖到大樓光纖到大樓(FTTB) 光纖到家光纖到家(FTTH)或光纖到辦公室或光纖到辦公室(FTTO)FTTB（Fiber To The Building）: 是是FTTX+LAN的一種網(wǎng)絡(luò)連接模式，主要是將的一種網(wǎng)絡(luò)連接模式，主要是將光信號接入辦公大樓或者公寓大廈的總配線箱內(nèi)部光信號接入辦公大樓或者公寓大廈的總配線箱內(nèi)部，實現(xiàn)光纖信號的接入，而在辦公室大樓或公寓大，實現(xiàn)光纖信號的接入，而在辦公室大樓或公寓大廈的內(nèi)部，則仍然是利用同軸電纜、雙絞線或

26、光纖廈的內(nèi)部，則仍然是利用同軸電纜、雙絞線或光纖實現(xiàn)信號的分撥輸入，以實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)的應(yīng)用。實現(xiàn)信號的分撥輸入，以實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)的應(yīng)用。 我們稱為我們稱為FTTX+LAN的寬帶接入網(wǎng)（簡稱的寬帶接入網(wǎng)（簡稱FTTB），這是一種最合理、最實用、最經(jīng)濟有效的），這是一種最合理、最實用、最經(jīng)濟有效的寬帶接入方法。寬帶接入方法。 5.1.6 5.1.6 光纖接入網(wǎng)的傳輸技術(shù)光纖接入網(wǎng)的傳輸技術(shù) 1 1、雙向傳輸技術(shù)（復(fù)用技術(shù)）、雙向傳輸技術(shù)（復(fù)用技術(shù)） 雙向傳輸技術(shù)（復(fù)用技術(shù)）是上行信道雙向傳輸技術(shù)（復(fù)用技術(shù)）是上行信道(ONU到到OLT)和下行信道和下行信道(OLT到到ONU)的區(qū)分。的區(qū)分。（1）光空

27、分復(fù)用）光空分復(fù)用(OSDM) OSDM就是雙向通信的每一方向各使用一根就是雙向通信的每一方向各使用一根光纖的通信方式，即光纖的通信方式，即單工方式單工方式，如圖，如圖5-13所示。所示。（2）光波分復(fù)用）光波分復(fù)用(OWDM) 只需只需將兩個方向的信號分別調(diào)制在不同波將兩個方向的信號分別調(diào)制在不同波長上長上即可實現(xiàn)單纖雙向傳輸?shù)哪康?。即可實現(xiàn)單纖雙向傳輸?shù)哪康?。?）時間壓縮復(fù)用方式）時間壓縮復(fù)用方式(TCM) 時間壓縮復(fù)用（時間壓縮復(fù)用（TCM）又稱）又稱“光乒乓傳輸光乒乓傳輸”。 在一根光纖上在一根光纖上以脈沖串形式的時分復(fù)用以脈沖串形式的時分復(fù)用技術(shù)，技術(shù)，每個方向傳送的信息，首先放在

28、發(fā)送緩存中，然每個方向傳送的信息，首先放在發(fā)送緩存中，然后后每個方向在不同的時間間隔內(nèi)發(fā)送到單根光纖每個方向在不同的時間間隔內(nèi)發(fā)送到單根光纖上上。 接收端收到時間上壓縮的信息在接收緩存中接收端收到時間上壓縮的信息在接收緩存中解除壓縮。解除壓縮。（4）光副載波復(fù)用）光副載波復(fù)用(OSCM) 在在OSCM中，中，首先將兩個方向的信號分別調(diào)首先將兩個方向的信號分別調(diào)制到不同頻率的射頻波上制到不同頻率的射頻波上，然后，然后兩個方向的信號兩個方向的信號再各自調(diào)制一個光載波（可以使用一個波長）再各自調(diào)制一個光載波（可以使用一個波長）。 在接收端同樣也需要在接收端同樣也需要二步解調(diào)二步解調(diào)，首先利用光，首先

29、利用光/電探測器從光信號中得到兩個方向各自的射頻信電探測器從光信號中得到兩個方向各自的射頻信號，然后再將各射頻波解調(diào)恢復(fù)出兩個方向各自號，然后再將各射頻波解調(diào)恢復(fù)出兩個方向各自的信號。的信號。 2、多址接入技術(shù)、多址接入技術(shù) OLT與與ONU的連接方式采用點到多點的連的連接方式采用點到多點的連接方式時，為了使每個接方式時，為了使每個ONU都能正確無誤地與都能正確無誤地與OLT進行通信，反向的用戶接入，即進行通信，反向的用戶接入，即多點用戶多點用戶的上行接入需要采用多址接入技術(shù)的上行接入需要采用多址接入技術(shù)。 多址接入技術(shù)主要有：多址接入技術(shù)主要有： 光時分多址（光時分多址（OTDMA） 光波分

30、多址（光波分多址（OWDMA） 光碼分多址（光碼分多址（OCDMA） 光副載波多址（光副載波多址（OSCMA）（1）光時分多址接入）光時分多址接入(OTDMA)方式方式 OTDMA方式是指方式是指將上行傳輸時間分為若干將上行傳輸時間分為若干時隙，在每個時隙只安排一個時隙，在每個時隙只安排一個ONU發(fā)送的信息，發(fā)送的信息，各各ONU按按OLT規(guī)定的時間順序依次以分組的方規(guī)定的時間順序依次以分組的方式向式向OLT發(fā)送。發(fā)送。 為了避免與為了避免與OLT距離不同的距離不同的ONU所發(fā)送的所發(fā)送的上行信號在上行信號在OLT處合成時發(fā)生重疊，處合成時發(fā)生重疊，OLT需要有需要有測距功能，測距功能，不斷測

31、量每一個不斷測量每一個ONU與與OLT之間的之間的傳輸時延傳輸時延(與傳輸距離有關(guān)與傳輸距離有關(guān))，指揮每一個，指揮每一個ONU調(diào)調(diào)整發(fā)送時間使之不致產(chǎn)生信號重疊。整發(fā)送時間使之不致產(chǎn)生信號重疊。（2 2）光波分多址）光波分多址(OWDMA)(OWDMA)方式方式 光波分多址光波分多址(OWDMA)方式方式是每個是每個ONU使使用不同的工作波長，用不同的工作波長，OLT接收端通過分波器來接收端通過分波器來區(qū)分來自不同區(qū)分來自不同ONU的信號。的信號。 OWDMA方式的原理如圖方式的原理如圖5-18所示。所示。（3 3）光碼分多址）光碼分多址(OCDMA)(OCDMA) 光碼分多址光碼分多址(C

32、DMA)方式是方式是給每個給每個ONU分配分配一個唯一的多址碼一個唯一的多址碼，將各將各ONU的上行信號碼元與的上行信號碼元與自己的多址碼進行模二加，再調(diào)制相同波長的激自己的多址碼進行模二加，再調(diào)制相同波長的激光器，光器，在在OLT用各用各ONU的多址碼恢復(fù)各的多址碼恢復(fù)各ONU的的信號。信號。 光纖碼分多址（光纖碼分多址（OCDMA）是利用光纖的豐是利用光纖的豐富帶寬和高速的光信息處理技術(shù)，將數(shù)據(jù)信號擴富帶寬和高速的光信息處理技術(shù)，將數(shù)據(jù)信號擴頻成光脈沖序列，經(jīng)光纖傳輸后，再利用光學(xué)相頻成光脈沖序列，經(jīng)光纖傳輸后，再利用光學(xué)相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)解碼的技術(shù)；是將擴頻多址射頻同軸關(guān)技術(shù)實現(xiàn)解碼的技術(shù)；是

33、將擴頻多址射頻同軸連接與大容量的光纖通信技術(shù)相結(jié)合的通信方式連接與大容量的光纖通信技術(shù)相結(jié)合的通信方式，能更有效地彌補微波通訊帶寬不足的缺陷。，能更有效地彌補微波通訊帶寬不足的缺陷。（4 4）光副載波多址（）光副載波多址（OSCMAOSCMA）方式）方式 SCMA方式方式采用模擬調(diào)制技術(shù)采用模擬調(diào)制技術(shù)，將各個將各個ONU的上行信號分別用不同的調(diào)制頻率調(diào)制到不同的射的上行信號分別用不同的調(diào)制頻率調(diào)制到不同的射頻段，頻段，然后用此模擬射頻信號分別調(diào)制各然后用此模擬射頻信號分別調(diào)制各ONU的激的激光器光器，把波長相同的各模擬光信號傳輸至把波長相同的各模擬光信號傳輸至OBD合路合路點后再耦合到同一饋

34、線光纖到達點后再耦合到同一饋線光纖到達OLT。 在在OLT端經(jīng)光端經(jīng)光/電探測器后輸出的電信號通過不電探測器后輸出的電信號通過不同的濾波器和鑒相器分別得到各同的濾波器和鑒相器分別得到各ONU的上行信號的上行信號。 目前光纖接入網(wǎng)主要采用的多址接入目前光纖接入網(wǎng)主要采用的多址接入技術(shù)是技術(shù)是OTDMA。5.2 ATM5.2 ATM無源光網(wǎng)絡(luò)（無源光網(wǎng)絡(luò)（APONAPON）接入技術(shù)）接入技術(shù)1 1、APONAPON的概念的概念 APON(ATM-PON) APON(ATM-PON)是是PONPON技術(shù)和技術(shù)和ATMATM信元相結(jié)合信元相結(jié)合的的產(chǎn)物，即在產(chǎn)物，即在PONPON上實現(xiàn)基于上實現(xiàn)基于A

35、TMATM信元的傳輸。信元的傳輸。 APON APON是在是在2020世紀世紀9090年代中期由全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)年代中期由全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)絡(luò)組織（絡(luò)組織（FSANFSAN）最初運作開發(fā)的。）最初運作開發(fā)的。 經(jīng)過經(jīng)過FSAN集團的不懈努力，集團的不懈努力，1998年年10月月通過通過了全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)采用的了全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)采用的APON格式標準：格式標準：ITU-T G.985.1； 2000年年4月月批準其控制通道規(guī)范的標準：批準其控制通道規(guī)范的標準：ITU-T G.985.2； 2001年年又發(fā)布了關(guān)于波長分配的標準：又發(fā)布了關(guān)于波長分配的標準：ITU-T G.985.3，利用波長分配增加業(yè)務(wù)能力的寬帶

36、光，利用波長分配增加業(yè)務(wù)能力的寬帶光接入系統(tǒng)。接入系統(tǒng)。 2、APON的特點的特點 （1 1）綜合接入能力）綜合接入能力 （2 2）高可靠性）高可靠性 （3 3）接入成本低）接入成本低 （4 4）資源利用率高）資源利用率高 （5 5）技術(shù)復(fù)雜）技術(shù)復(fù)雜APON工作原理工作原理OLT(光線路終端光線路終端)將到達各個將到達各個ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元光網(wǎng)絡(luò)單元)的的下下行業(yè)行業(yè)務(wù)組裝成幀，以廣播的方式發(fā)送到下行信道上，務(wù)組裝成幀，以廣播的方式發(fā)送到下行信道上，各個各個ONU收到所有的下行信元后，根據(jù)信元頭信息收到所有的下行信元后，根據(jù)信元頭信息從中取出屬于自己的信元；在從中取出屬于自己的信元；在上行方

37、向上行方向上，由上，由OLT輪輪詢各個詢各個ONU，得到，得到ONU的上行帶寬要求，的上行帶寬要求，OLT合理合理分配帶寬后，以上行授權(quán)的形式允許分配帶寬后，以上行授權(quán)的形式允許ONU發(fā)送上行發(fā)送上行信元，即只有收到有效上行授權(quán)的信元，即只有收到有效上行授權(quán)的ONU才有權(quán)利在才有權(quán)利在上行幀中占有指定的時隙。上行幀中占有指定的時隙。實現(xiàn)實現(xiàn)APON的關(guān)鍵技術(shù)有：的關(guān)鍵技術(shù)有： 多址和接入控制技術(shù)多址和接入控制技術(shù)(在使用在使用TDMA上行接上行接入時包括測距、帶寬分配等入時包括測距、帶寬分配等) 突發(fā)信號的發(fā)送和接收技術(shù)突發(fā)信號的發(fā)送和接收技術(shù) 快速比特同步技術(shù)快速比特同步技術(shù) 安全保密等安全

38、保密等 實用的實用的PON系統(tǒng)主要是窄帶系統(tǒng)主要是窄帶PON，由窄帶，由窄帶PON升級到寬帶的升級到寬帶的APON，終端設(shè)備和控制協(xié)議都，終端設(shè)備和控制協(xié)議都需要進行大幅度的改動，傳輸速率的提高對物理層需要進行大幅度的改動，傳輸速率的提高對物理層設(shè)備和媒質(zhì)訪問控制設(shè)備和媒質(zhì)訪問控制(MAC)協(xié)議都有新的要求。協(xié)議都有新的要求。 只要寬帶只要寬帶PON的成本可以控制在窄帶的成本可以控制在窄帶PON的的1.5倍以下，還是可以接受的。雖然寬帶倍以下，還是可以接受的。雖然寬帶PON的技的技術(shù)細節(jié)還需要在其實際的發(fā)展和使用中繼續(xù)研究和術(shù)細節(jié)還需要在其實際的發(fā)展和使用中繼續(xù)研究和完善，但完善，但ITU-T

39、在在APON實用系統(tǒng)出現(xiàn)之前就確定實用系統(tǒng)出現(xiàn)之前就確定了了G.983建議建議，對，對APON進行了規(guī)范。進行了規(guī)范。985 到了本世紀初，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展和其他通訊到了本世紀初，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展和其他通訊技術(shù)發(fā)展，技術(shù)發(fā)展，APON也暴露了帶寬比較低的弱點；在也暴露了帶寬比較低的弱點；在APON技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展了技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展了BPON技術(shù)技術(shù)，帶寬從，帶寬從155 M提提升到升到622 M。BPON在北美等很多地區(qū)得到了部署。在北美等很多地區(qū)得到了部署。 BPON經(jīng)過發(fā)展，又形成了經(jīng)過發(fā)展，又形成了GPON技術(shù)。技術(shù)。GPON可以支持可以支持2.5 G下行，下行，1.25 G上行。底層封

40、裝技術(shù)擴展上行。底層封裝技術(shù)擴展支持支持GEM（General Encapsulation Method）封裝，封裝，同時兼容支持同時兼容支持ATM封裝。但從各個廠家實現(xiàn)來看，基封裝。但從各個廠家實現(xiàn)來看，基本上拋棄了本上拋棄了ATM封裝。封裝。5.3 5.3 以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（EPONEPON）接入技術(shù)）接入技術(shù)5.3.1 EPON5.3.1 EPON的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及設(shè)備功能的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及設(shè)備功能（Ethernet Passive Optical Network，以太網(wǎng)無源光，以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)）網(wǎng)絡(luò)） EPON EPON是基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)，即采用是基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)，即

41、采用PONPON的的拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)以太網(wǎng)幀的接入，拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)以太網(wǎng)幀的接入， EPON技術(shù)由技術(shù)由IEEE802.3 EFM工作組工作組進行標準化。進行標準化。 EPONEPON的標準為的標準為IEEE 802.3ahIEEE 802.3ah。 EPON，顧名思義，是，顧名思義，是基于以太網(wǎng)的基于以太網(wǎng)的PON技術(shù)技術(shù)。它采用點到多點結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸，在以太網(wǎng)。它采用點到多點結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。之上提供多種業(yè)務(wù)。 在物理層采用在物理層采用PON技術(shù)，在數(shù)據(jù)鏈路層使用以技術(shù)，在數(shù)據(jù)鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議，太網(wǎng)協(xié)議，利用利用PON的拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)以太網(wǎng)接入。的拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)以

42、太網(wǎng)接入。 因此，它綜合了因此，它綜合了PON技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點：低成本、高帶寬、擴展性強、與現(xiàn)有以太網(wǎng)兼點：低成本、高帶寬、擴展性強、與現(xiàn)有以太網(wǎng)兼容、方便管理等。容、方便管理等。1、EPON的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) EPON的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般采用雙星形或樹形一般采用雙星形或樹形，其示意圖如圖其示意圖如圖5-28所示。所示。 EPON中包括中包括無源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備無源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和和有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。 無源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備無源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備無源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備指的是無源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備指的是光光分配網(wǎng)絡(luò)分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)，包括光纖、無源分光器、連接，包括光纖、無源分光器、連接器和光纖接頭等。器和光

43、纖接頭等。 它一般放置于局外，稱為它一般放置于局外，稱為局外設(shè)備局外設(shè)備。 有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括光線路終端包括光線路終端（OLT）、光網(wǎng)絡(luò)單元）、光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)和設(shè)備管理系統(tǒng)和設(shè)備管理系統(tǒng)(EMS)。 2、EPON的設(shè)備功能的設(shè)備功能（1）光線路終端（）光線路終端（OLT） OLT的具體功能為：的具體功能為： 提供提供EPON與服務(wù)提供商核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)、與服務(wù)提供商核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)、視頻和話音網(wǎng)絡(luò)的接口，具有復(fù)用視頻和話音網(wǎng)絡(luò)的接口，具有復(fù)用/節(jié)復(fù)用功能；節(jié)復(fù)用功能； 光光/電轉(zhuǎn)換、電電轉(zhuǎn)換、電/光轉(zhuǎn)換。光轉(zhuǎn)換。 分配和控制信道的連接，并有實時監(jiān)控、分配和控制信道的連接，并有實時監(jiān)控、

44、管理及維護功能；管理及維護功能； 具有以太網(wǎng)交換機或路由器的功能具有以太網(wǎng)交換機或路由器的功能 OLT布放位置布放位置一般有一般有3種方式：種方式： OLT放置于局端中心機房放置于局端中心機房(交換機房、交換機房、數(shù)據(jù)機房等數(shù)據(jù)機房等) OLT放置于遠端中心機房放置于遠端中心機房 戶外機房或小區(qū)機房戶外機房或小區(qū)機房 (2) 分光器分光器 分光器的作用分光器的作用是將是將1路光信號分為路光信號分為N路光信號。路光信號。 其其具體功能具體功能為分發(fā)下行數(shù)據(jù)，并集中上行數(shù)為分發(fā)下行數(shù)據(jù)，并集中上行數(shù)據(jù)據(jù)。 分光器帶有一個分光器帶有一個上行光接口上行光接口，若干，若干下行光接下行光接口口。 從上行光

45、接口過來的光信號被分配到所有從上行光接口過來的光信號被分配到所有的下行光接口傳輸出去，從下行光接口過來的光的下行光接口傳輸出去，從下行光接口過來的光信號被分配到唯一的上行光接口傳輸出去。信號被分配到唯一的上行光接口傳輸出去。 EPON中，中，分光器的分光比分光器的分光比一般為：一般為： 1:8 / 1:16 / 1:32 / 1:64。 分光器的分光器的布放方式布放方式有三種：有三種： 一級分光：應(yīng)用于需求密集的城鎮(zhèn)一級分光：應(yīng)用于需求密集的城鎮(zhèn) 二級分光：應(yīng)用于需求分散的城鎮(zhèn)二級分光：應(yīng)用于需求分散的城鎮(zhèn) 多級分光：應(yīng)用于成帶狀分布的農(nóng)村或商業(yè)街多級分光：應(yīng)用于成帶狀分布的農(nóng)村或商業(yè)街（3）

46、光網(wǎng)絡(luò)單元）光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU) ONU的功能的功能 給用戶提供數(shù)據(jù)、視頻和語音與給用戶提供數(shù)據(jù)、視頻和語音與PON之間的接之間的接口（若用戶業(yè)務(wù)為模擬信號，口（若用戶業(yè)務(wù)為模擬信號，ONU應(yīng)具有模應(yīng)具有模/數(shù)、數(shù)數(shù)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換功能）模轉(zhuǎn)換功能） 光光/電電(以太網(wǎng)幀格式）轉(zhuǎn)換、電以太網(wǎng)幀格式）轉(zhuǎn)換、電/光轉(zhuǎn)換光轉(zhuǎn)換 提供以太網(wǎng)二層、三層交換功能提供以太網(wǎng)二層、三層交換功能 ONU布放的位置布放的位置 根據(jù)根據(jù)ONU布放的位置，可將布放的位置，可將EPON分為以下分為以下幾種情況：幾種情況： 光纖到戶光纖到戶(FTTH) 光纖到大樓光纖到大樓(FTTB) 光纖到路邊光纖到路邊(FTTC)（4）

47、設(shè)備管理系統(tǒng)）設(shè)備管理系統(tǒng)(EMS) EPON中的中的OLT和所有的和所有的ONU被被設(shè)備管理設(shè)備管理系統(tǒng)系統(tǒng)(EMS)管理，設(shè)備管理系統(tǒng)管理，設(shè)備管理系統(tǒng)(EMS)提供與業(yè)提供與業(yè)務(wù)提供者核心網(wǎng)絡(luò)運行的接口。務(wù)提供者核心網(wǎng)絡(luò)運行的接口。 管理功能有管理功能有故障管理故障管理、配置管理配置管理、計費管理計費管理、性能管理性能管理和和安全管理安全管理。 EPON系統(tǒng)采用系統(tǒng)采用WDM技術(shù)，實現(xiàn)技術(shù)，實現(xiàn)單纖雙向單纖雙向傳輸傳輸。 使用二個波長時使用二個波長時，下行（，下行（OLT到到ONU）使用）使用1510nm，上行（，上行（ONU到到OLT）使用）使用1310nm，用，用于分配數(shù)據(jù)、語音和于

48、分配數(shù)據(jù)、語音和IP交換式數(shù)字視頻（交換式數(shù)字視頻（SDV）業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)。 使用三個波長時使用三個波長時 下行使用下行使用1510nm 上行使用上行使用1310nm 增加一個下行增加一個下行1550nm波長，攜帶下行波長，攜帶下行CATV業(yè)務(wù)業(yè)務(wù) 1、下行通信、下行通信 EPON下行采用下行采用時分復(fù)用時分復(fù)用（TDM）+廣播廣播的的傳輸方式。傳輸方式。 EPON下行傳輸原理如圖下行傳輸原理如圖5-30所示。所示。 EPON下行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流被組成固定長度的下行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流被組成固定長度的幀，其幀結(jié)構(gòu)如圖幀，其幀結(jié)構(gòu)如圖5-31所示。所示。 EPON下行傳輸速率為下行傳輸速率為1.25Gbit/s

49、，每幀，每幀幀長幀長為為2ms，攜帶多個可變長度的數(shù)據(jù)包。，攜帶多個可變長度的數(shù)據(jù)包。 含有同步標識符的時鐘信息位于每幀的開頭含有同步標識符的時鐘信息位于每幀的開頭，用于用于ONU與與OLT的同步，的同步，同步標識符占同步標識符占1個字節(jié)個字節(jié)。 EPON包頭（包頭（Header）：包含：包含LLID 邏輯鏈接標識（邏輯鏈接標識（LLID， （Logical Link Logical Link Identifier Identifier ）是是EPON系統(tǒng)分配給通過點到點仿真子系統(tǒng)分配給通過點到點仿真子層（層（P2PE Sublayer）建立起來的邏輯鏈接的一種數(shù)）建立起來的邏輯鏈接的一種數(shù)字

50、標識，每一個邏輯鏈接都會分配到不同的字標識，每一個邏輯鏈接都會分配到不同的LLID。 在在EPONEPON系統(tǒng)中，系統(tǒng)中，LLIDLLID是由網(wǎng)管通過是由網(wǎng)管通過OLTOLT分配的。分配的。 OLTOLT可以通過可以通過LLIDLLID辨別幀是由哪個辨別幀是由哪個ONUONU發(fā)來的發(fā)來的，或者通過修改幀中的或者通過修改幀中的LLIDLLID將幀轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的將幀轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的ONUONU處。處。 于是，我們就能夠建立起于是，我們就能夠建立起OLTOLT到到ONUONU、ONUONU到到OLTOLT的通路，完成的通路，完成OLTOLT與與ONUONU之間，以及之間，以及ONUONU與與ONUONU之

51、間的通信。之間的通信。 每個每個ONUONU的的LLIDLLID的數(shù)目是可以通過設(shè)置選的數(shù)目是可以通過設(shè)置選擇擇的。每的。每個個LLIDLLID可以支持一個或者多個隊列收發(fā)用可以支持一個或者多個隊列收發(fā)用戶的數(shù)據(jù)。戶的數(shù)據(jù)。 2 2、上行通信、上行通信 在上行方向，在上行方向，EPON采用時分多址接入采用時分多址接入（TDMA）方式。）方式。 具體來說，就是具體來說，就是每個每個ONU只能在只能在OLT已分已分配的特定時隙中發(fā)送數(shù)據(jù)幀，配的特定時隙中發(fā)送數(shù)據(jù)幀，每個特定時刻只能每個特定時刻只能有一個有一個ONU發(fā)送數(shù)據(jù)幀，否則，發(fā)送數(shù)據(jù)幀，否則，ONU間將產(chǎn)生時間將產(chǎn)生時隙沖突，導(dǎo)致隙沖突，導(dǎo)

52、致OLT無法正確接收各個無法正確接收各個ONU的數(shù)據(jù)。的數(shù)據(jù)。 連接于分光器的各連接于分光器的各ONU發(fā)送上行信息流，經(jīng)發(fā)送上行信息流，經(jīng)過分光器耦合到共用光纖，過分光器耦合到共用光纖，以以TDM方式復(fù)合方式復(fù)合成成一個連續(xù)的數(shù)據(jù)流。一個連續(xù)的數(shù)據(jù)流。 此數(shù)據(jù)流組成幀，其此數(shù)據(jù)流組成幀，其幀長也是幀長也是2ms，每幀有，每幀有一個幀頭，表示該幀的開始。一個幀頭，表示該幀的開始。 每幀進一步分割成可變長度的時隙，每幀進一步分割成可變長度的時隙，每個每個時隙分配給一個時隙分配給一個ONU。 EPON上行幀結(jié)構(gòu)如圖上行幀結(jié)構(gòu)如圖5-33所示。所示。 5.3.3 EPON 5.3.3 EPON的關(guān)鍵技

53、術(shù)的關(guān)鍵技術(shù) EPON的關(guān)鍵技術(shù)包括時分多址接入的控制的關(guān)鍵技術(shù)包括時分多址接入的控制（測距技術(shù)測距技術(shù)）、）、快速比特同步快速比特同步、突發(fā)信號的收發(fā)突發(fā)信號的收發(fā)和和動態(tài)帶寬分配動態(tài)帶寬分配(DBA)、EPON 的安全性及可靠性的安全性及可靠性等。等。 下面重點介紹下面重點介紹多點控制協(xié)議（多點控制協(xié)議（MPCP）、）、EPON的測距技術(shù)的測距技術(shù)、動態(tài)帶寬分配動態(tài)帶寬分配(DBA)、安全性安全性及可靠性及可靠性。 MPCPMPCP（Multi-Point Control ProtocolMulti-Point Control Protocol，多點，多點控制協(xié)議）控制協(xié)議）是解決是解決E

54、PONEPON系統(tǒng)技術(shù)難點的關(guān)鍵協(xié)議。系統(tǒng)技術(shù)難點的關(guān)鍵協(xié)議。是整個是整個EPONEPON系統(tǒng)正常工作的核心，是對系統(tǒng)正常工作的核心，是對IEEE802.3IEEE802.3標標準的重要擴展。準的重要擴展。 它通過定義特定的控制幀消息結(jié)構(gòu)，解決上行它通過定義特定的控制幀消息結(jié)構(gòu)，解決上行信道復(fù)用、測距及時延補償?shù)刃诺缽?fù)用、測距及時延補償?shù)菶PONEPON的難點問題。采的難點問題。采用用MPCPMPCP，可以，可以實現(xiàn)一個可控制的網(wǎng)絡(luò)配置實現(xiàn)一個可控制的網(wǎng)絡(luò)配置，如，如ONUONU的的自動發(fā)現(xiàn)、終端站點的帶寬分配及查詢和監(jiān)控等。自動發(fā)現(xiàn)、終端站點的帶寬分配及查詢和監(jiān)控等。 MPCP（Multi-

55、Point Control Protocol多點多點控制協(xié)議），該協(xié)議是控制協(xié)議），該協(xié)議是MAC control 子層的一項子層的一項功能。功能。MPCP使用消息、狀態(tài)機、定時器來控制使用消息、狀態(tài)機、定時器來控制訪問訪問P2MP（點到多點）的拓撲結(jié)構(gòu)。（點到多點）的拓撲結(jié)構(gòu)。 在在P2MP拓撲中的每個拓撲中的每個ONU都包含一個都包含一個MPCP的實體，用以和的實體，用以和OLT中的中的MPCP的一個實的一個實體相互通信。體相互通信。 作為作為EPON/MPCP的基礎(chǔ)，的基礎(chǔ)，EPON實現(xiàn)了一實現(xiàn)了一個個P2P仿真子層，該子層使得仿真子層，該子層使得P2MP網(wǎng)絡(luò)拓撲對于網(wǎng)絡(luò)拓撲對于高層來說

56、就是多個點對點鏈路的集合。高層來說就是多個點對點鏈路的集合。 該子層是通過在每個數(shù)據(jù)報的前面加上一個該子層是通過在每個數(shù)據(jù)報的前面加上一個LLID（Logical Link Identification）邏輯鏈路標）邏輯鏈路標識來實現(xiàn)的。該識來實現(xiàn)的。該LLID將替換前導(dǎo)碼中的兩個字節(jié)將替換前導(dǎo)碼中的兩個字節(jié)。 PON將拓撲結(jié)構(gòu)中的根結(jié)點認為是將拓撲結(jié)構(gòu)中的根結(jié)點認為是主設(shè)備主設(shè)備，即即OLT；將位于邊緣部分的多個節(jié)點認為是；將位于邊緣部分的多個節(jié)點認為是從設(shè)備從設(shè)備，即，即ONU。 MPCP在點對多點的主從設(shè)備之間規(guī)定了一種在點對多點的主從設(shè)備之間規(guī)定了一種控制機制以協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)有效的發(fā)送和接收

57、?？刂茩C制以協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)有效的發(fā)送和接收。 系統(tǒng)運行過程中上行方向在一個時刻只允許一系統(tǒng)運行過程中上行方向在一個時刻只允許一個個ONU發(fā)送，位于發(fā)送，位于OLT的高層負責(zé)處理發(fā)送的定時的高層負責(zé)處理發(fā)送的定時、不同、不同ONU的擁塞報告、以便優(yōu)化的擁塞報告、以便優(yōu)化PON系統(tǒng)內(nèi)部的系統(tǒng)內(nèi)部的帶寬分配。帶寬分配。 EPON系統(tǒng)通過系統(tǒng)通過MPC PDU來實現(xiàn)來實現(xiàn)OLT與與ONU之間的帶寬請求、帶寬授權(quán)、測距等。之間的帶寬請求、帶寬授權(quán)、測距等。MPCP涉及涉及的內(nèi)容包括的內(nèi)容包括ONU發(fā)送時隙的分配，發(fā)送時隙的分配，ONU的自動發(fā)的自動發(fā)現(xiàn)和加入，向高層報告擁塞情況以便動態(tài)分配帶寬現(xiàn)和加入，向高層

58、報告擁塞情況以便動態(tài)分配帶寬。 MPCP多點控制協(xié)議位于多點控制協(xié)議位于MAC Control子層。子層。MAC Control向向MAC子層的操作提供實時的控制子層的操作提供實時的控制和處理。和處理。 1、測距技術(shù)、測距技術(shù) 測距具體過程測距具體過程為：為：OLT發(fā)出一個測距信息，發(fā)出一個測距信息，此信息經(jīng)過此信息經(jīng)過OLT內(nèi)的電子電路和光電轉(zhuǎn)換延時后，內(nèi)的電子電路和光電轉(zhuǎn)換延時后，光信號進入光纖傳輸并產(chǎn)生延時到達光信號進入光纖傳輸并產(chǎn)生延時到達ONU，經(jīng)過，經(jīng)過ONU內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換和電子電路延時后，又發(fā)送光內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換和電子電路延時后，又發(fā)送光信號到光纖并再次產(chǎn)生延時，最后到達信號到光纖并再

59、次產(chǎn)生延時，最后到達OLT，OLT把收到的傳輸延時信號和它發(fā)出去的信號相把收到的傳輸延時信號和它發(fā)出去的信號相位進行比較，位進行比較，從而獲得傳輸延時值。從而獲得傳輸延時值。 OLT以距離最遠的以距離最遠的ONU的延時為基準，算的延時為基準，算出每個出每個ONU的的延時補償值延時補償值Td，并通知，并通知ONU。 該該ONU在收到在收到OLT允許它發(fā)送信息的授權(quán)允許它發(fā)送信息的授權(quán)后，延時后，延時Td補償值后再發(fā)送自己的信息，這樣補償值后再發(fā)送自己的信息，這樣各各個個ONU采用不同的采用不同的Td補償時延進行調(diào)整自己的補償時延進行調(diào)整自己的發(fā)送時刻，發(fā)送時刻，以便使所有以便使所有ONU到達到達

60、OLT的時間都的時間都相同。相同。 G.983.1建議要求建議要求測距精度為測距精度為1bit。 測距原理測距原理 簡化公式：簡化公式： L=3.75*RTT 2、動態(tài)帶寬分配、動態(tài)帶寬分配(DBA) 通過通過DBA功能，功能，OLT可以對每個可以對每個ONU的上的上下行帶寬進行動態(tài)管理，下行帶寬進行動態(tài)管理，按照按照ONU的業(yè)務(wù)類型和的業(yè)務(wù)類型和帶寬需求進行帶寬需求進行，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬使用狀態(tài)來靈活分，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬使用狀態(tài)來靈活分配配ONU的帶寬，試行的帶寬，試行按需分配按需分配，既可以保證相關(guān)，既可以保證相關(guān)業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)的QoS，又可以方便用戶管理，可以實現(xiàn)按，又可以方便用戶管理，可以實現(xiàn)按流