第五章無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)課件

第五章無(wú)源光網(wǎng)絡(luò).無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)概念無(wú)源光網(wǎng)(PON)一般指光傳輸段采用無(wú)源器件，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)拓?fù)涞墓饫w接入網(wǎng).無(wú)源光器件無(wú)源光器件大致可分為連接用的部件和功能性部件兩大類。連接用的部件有各種光連接器，它們不僅可用作光纖和光纖的連接，而且還可以組成功能部件及設(shè)備的一部分，用于部件(設(shè)備)和光纖、或部件(設(shè)備)和部件(設(shè)備)的連接；功能性部件有分路、耦合器、光分波合波器、光衰減器、光開(kāi)關(guān)和光隔離器等，它們主要用于光的分路、耦合、復(fù)用、衰減、開(kāi)關(guān)、防反射等方面。.光纖的連接與光纖連接器光纖連接器的基本構(gòu)成光纖連接器的對(duì)準(zhǔn)方式光纖連接器的分類.光纖分路器及耦合器.光波分復(fù)用器光波分復(fù)用技術(shù)是在一根光纖上同時(shí)傳輸多個(gè)波長(zhǎng)光信號(hào)的一項(xiàng)技術(shù)。光波分復(fù)用器是WDM技術(shù)總的關(guān)鍵部件，將不同光源波長(zhǎng)的信號(hào)結(jié)合在一起經(jīng)一根傳輸光纖輸出得器件稱為復(fù)用器。反之，把多波長(zhǎng)信號(hào)分解為個(gè)別波長(zhǎng)分別輸出的器件稱為解復(fù)用器。.光隔離器永久磁鐵軛鐵起偏器入射光檢偏器45°法拉第旋轉(zhuǎn)器反射光0°信號(hào)光90°45°45°反射光起偏器檢波器.光開(kāi)關(guān)光調(diào)制光開(kāi)關(guān)波導(dǎo)調(diào)制光開(kāi)關(guān)微機(jī)械技術(shù)(MEMS)集成光開(kāi)關(guān).光可變衰減器光軸衰減片旋轉(zhuǎn)軸衰減片A(可連續(xù)變化)衰減片B(階躍變化)圖5-3光衰減器的基本構(gòu)成.PON的基本概念和結(jié)構(gòu)在光纖用戶網(wǎng)的研究中，為了滿足用戶對(duì)于網(wǎng)絡(luò)靈活性的要求，1987年英國(guó)電信公司的研究人員最早提出了PON的概念。后來(lái)由于ATM技術(shù)發(fā)展及其作為標(biāo)準(zhǔn)傳遞模式的地位，研究人員開(kāi)始注意到把ATM技術(shù)運(yùn)用到PON的可能性，并于90年代初提出了APON的建議。.基本概念和特點(diǎn)在光接入網(wǎng)(OAN)中若光配線網(wǎng)(ODN)全部由無(wú)源器件組成，不包括任何有源節(jié)點(diǎn)，則這種光接入網(wǎng)就是PON。OLT為光線路終端，它為ODN提供網(wǎng)絡(luò)接口并連至一個(gè)或多個(gè)ODN。ODN為光配線網(wǎng)，它為OLT和ONU提供傳輸手段。ONU為光網(wǎng)絡(luò)單元，它為OAN提供用戶側(cè)接口并和ODN相連。如果ODN全部由光分路器(opticalsplitter)等無(wú)源器件組成，不包含任何有源節(jié)點(diǎn)，則這種光接入網(wǎng)就是PON，其中的光分路器也稱為光分支器(OBD,OpticalBranchingDevice)。.PON的結(jié)構(gòu)單星形結(jié)構(gòu).PON的結(jié)構(gòu)多星形(樹(shù)形)結(jié)構(gòu).總線結(jié)構(gòu).環(huán)形結(jié)構(gòu).其他的PON技術(shù)副載波復(fù)用PON.其他的PON技術(shù)波分復(fù)用PON.其他的PON技術(shù)超級(jí)PON.PON的功能結(jié)構(gòu).傳輸復(fù)用技術(shù)在PON中傳輸復(fù)用技術(shù)主要完成OLT和ONU連接的功能，其連接可以是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，也可以是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式。多點(diǎn)接人方式有多種，如時(shí)分多址接人(TDMA)，副載波多址接入(SCMA)等。雙向傳輸方式有：空分復(fù)用(SDM)，時(shí)間壓縮復(fù)用(TCM)，波分復(fù)用(W1)M)，副載波復(fù)用(SCM)。.波長(zhǎng)分配1310cm波長(zhǎng)區(qū)，波長(zhǎng)分配范圍是1260-1360nm；1550nm波長(zhǎng)區(qū)，波長(zhǎng)分配范圍是1480—1580nm；測(cè)試或監(jiān)視信號(hào)的傳輸應(yīng)采用其他波長(zhǎng)；當(dāng)采用光放大器時(shí)，以上波長(zhǎng)范圍可能變窄。.ONU的功能結(jié)構(gòu).OLT的功能結(jié)構(gòu).ODN的功能結(jié)構(gòu).操作維護(hù)管理功能OAN子系統(tǒng)特有的OAM功能包括設(shè)備子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)、光的子系統(tǒng)及業(yè)務(wù)子系統(tǒng)。設(shè)備子系統(tǒng)包括OLT和ONU的機(jī)箱、機(jī)框、機(jī)架、供電及光分路器外殼、光纖的配線盤(pán)和配線架。傳輸?shù)南到y(tǒng)包括設(shè)備的電路和光電轉(zhuǎn)換。光的子系統(tǒng)包括光纖、光分支器、濾波器和光時(shí)域反射儀或光功率計(jì)。業(yè)務(wù)子系統(tǒng)包括各種業(yè)務(wù)與OAN核心功能適配的部分(如PSTN，ISDN)。.PON的傳輸復(fù)用技術(shù)SDM：空分復(fù)用TDM：時(shí)間壓縮復(fù)用FDM：頻分復(fù)用WDM：波分復(fù)用.APON的關(guān)鍵技術(shù)基于ATM的PON接入網(wǎng)主要由光線路終端OLT(局端設(shè)備)、光分路器(Splitter)、光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(用戶端設(shè)備)，以及光纖傳輸媒質(zhì)組成，一般采用TDMA控制的基帶傳輸方式。局端到用戶端的下行方向上，由OLT通過(guò)分路器以廣播方式發(fā)送ATM信元給各個(gè)ONU。.APON的產(chǎn)生及優(yōu)點(diǎn)PON系統(tǒng)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代初期。1996年ITU-T完成了對(duì)G．982的標(biāo)準(zhǔn)化，其主要目標(biāo)是對(duì)2Mbit／s以下接入速率的窄帶PON系統(tǒng)進(jìn)行定義。但是該規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化程度很低，只是對(duì)系統(tǒng)容量、分路比進(jìn)行了規(guī)定。而對(duì)于雙向傳輸技術(shù)、線路速率和幀結(jié)構(gòu)等一系列物理參數(shù)都沒(méi)有制定標(biāo)準(zhǔn)。主要原因在于各廠商先有窄帶PON產(chǎn)品，后有規(guī)范，而且各廠商規(guī)范不一，都認(rèn)為自己是最好的選擇，因此到現(xiàn)在為止ITU-T還沒(méi)有形成統(tǒng)一完整的規(guī)范。規(guī)范的不統(tǒng)一帶來(lái)的是不能形成器件的大規(guī)模生產(chǎn)，以至于價(jià)格居高不下。在全球范圍內(nèi)，日本、德國(guó)和美國(guó)的一些窄帶PON系統(tǒng)已在應(yīng)用。.APON系統(tǒng)結(jié)構(gòu).APON系統(tǒng)的技術(shù)難點(diǎn)測(cè)距突發(fā)模式同步技術(shù)突發(fā)信號(hào)的收發(fā)攪碼技術(shù)媒體接入控制(MAC)協(xié)議.APON的接入控制方案及幀結(jié)構(gòu)下行幀結(jié)構(gòu)上行幀結(jié)構(gòu).APON系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)ATM技術(shù)受挫會(huì)在一定程度上影響APON的前景，但它仍有自己的發(fā)展空間?，F(xiàn)在日本NIT、法國(guó)電信、美國(guó)南方貝爾和英國(guó)電信4家運(yùn)營(yíng)者聯(lián)合推出APON的大型實(shí)驗(yàn)，如果獲得成功的話，有可能大大促進(jìn)APON系統(tǒng)的商用化。由于APON的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，可以實(shí)現(xiàn)大覿模生產(chǎn)和較低成本的要求。根據(jù)FSAN集團(tuán)估計(jì)：如果年產(chǎn)量達(dá)到100萬(wàn)單元，某些芯片和光器件的集成將會(huì)使成本大幅降低。APON系統(tǒng)價(jià)格的降低有可能大大加速它的發(fā)展，在目前缺乏有效接人手段的情況下，可以快速占領(lǐng)市場(chǎng)。.APON系統(tǒng)所需考慮的問(wèn)題經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題系統(tǒng)容量和覆蓋范圍