《光纤接入技术》PPT课件.ppt

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1、第第5 5章光纤接入技术章光纤接入技术10/26/20221第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术教学内容 光纤通信基础光纤通信基础5.2 5.2 光纤接入网结构光纤接入网结构5.3 5.3 有源光网络有源光网络(AON)(AON)5.4 5.4 无源光网络无源光网络(PON)(PON)5.5 FTTX+LAN5.5 FTTX+LAN技术技术10/26/20222第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术教学目标 理解理解光纤通信基本概念光纤通信基本概念 掌握掌握光纤接入网结构光纤接入网结构 了解了解有源光网络有源光网络 理解理解无源光网络无源光网络 理解理解光纤接入网应用光纤接入网应

2、用10/26/20223第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术光纤的优势光纤的优势带宽优势带宽优势带宽优势带宽优势与双绞线和同轴缆相比，光纤的理论带宽几乎是无限的与双绞线和同轴缆相比，光纤的理论带宽几乎是无限的单个波长可传输单个波长可传输10Gb/s，采用波分复用可传输更高的速率，采用波分复用可传输更高的速率长距离传输优势长距离传输优势长距离传输优势长距离传输优势衰减很小，不加中继的距离现在可达数百公里衰减很小，不加中继的距离现在可达数百公里 抗恶劣环境优势抗恶劣环境优势抗恶劣环境优势抗恶劣环境优势抗腐蚀能力强，不受电磁波干扰抗腐蚀能力强，不受电磁波干扰 安全性优势安全性优势安全性优势安

3、全性优势盗接线头困难，不易盗听盗接线头困难，不易盗听绝大多数运营商断言：绝大多数运营商断言：绝大多数运营商断言：绝大多数运营商断言：未来理想的宽带接入网是基于光纤的网络未来理想的宽带接入网是基于光纤的网络5.1 光纤通信基础光纤通信基础10/26/20224第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术光纤传输性能光纤传输性能大容量大容量：10Tb/s10Tb/s单波：单波：10Gb/s,40Gb/s10Gb/s,40Gb/s多波复用：多波复用：16/40/80/16016/40/80/160波波长距离长距离光复用段：光复用段：LH/ELH/ULHLH/ELH/ULH单段光传输距离：单段光传输距

4、离：100200km100200km多段光传输距离：多段光传输距离：30004000km30004000km其他性能其他性能抗电磁干扰、保密性好抗电磁干扰、保密性好价格降低可能性大，节约资源价格降低可能性大，节约资源10/26/20225第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术光纤光纤工作波长工作波长工作波长工作波长区有三个：区有三个：850nm 850nm窗口窗口 1310nm1310nm窗口窗口1550nm1550nm窗口窗口 三个工作区的使用情况三个工作区的使用情况850nm850nm、1310nm1310nm波长，主要用于提供波长，主要用于提供2Mb/s2Mb/s及及以下的业务以下

5、的业务1550nm1550nm波长用于异波长双工的下行通信，以及宽波长用于异波长双工的下行通信，以及宽带的新业务带的新业务光纤的工作波长光纤的工作波长10/26/20226第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术SDH同步数字序列同步数字序列Synchronous Digital HierarchySynchronous Digital Hierarchy传输速率传输速率STM-1STM-1、STM-4STM-4、STM-16STM-16、STM-64STM-64155Mb/s155Mb/s、622Mb/s622Mb/s、10Gb/s10Gb/s拓扑结构拓扑结构自愈合环：愈合时间自愈合环：

6、愈合时间 50ms 50ms等同的美国标准等同的美国标准SONETSONET：同步光网络：同步光网络传输速率：传输速率：OC-3OC-3、OC12OC12、OC48OC48、OC192OC192低速率接口：低速率接口：VC12VC12、VC3VC3、10/26/20227第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术波分复用波分复用WDM把不同波长的光信号复用到一根光把不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送（每个波长承载一个纤中进行传送（每个波长承载一个TDMTDM电信号）的方式统称为波分电信号）的方式统称为波分复用。可细分为：复用。可细分为：波分复用波分复用不同窗口的光波复用不同窗口的光波复

7、用密集波分复用密集波分复用同一窗口的多个光波复用同一窗口的多个光波复用23 1 1 1 1 2 2 2 210/26/20228第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术MUXDMX光光纤SDH光光发射机射机光放大器光放大器接口接口 1ATM光接收机光接收机接口接口 2 W 1 2 W光域光域10/26/20229第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术WDM和和DWDMWDMWDMWDMWDM：波分复用：波分复用：波分复用：波分复用Wavelength Division MultiplexWavelength Division Multiplex就是一种频分复用就是一种频分复用在可见光

8、频段，习惯使用波长而不是频率在可见光频段，习惯使用波长而不是频率是一种统称是一种统称在一根光纤中复用不同波长的光信号在一根光纤中复用不同波长的光信号使用一个或多个传输窗口使用一个或多个传输窗口每个波长承载一个每个波长承载一个TDMTDM电信号电信号DWDMDWDMDWDMDWDM：密集波分复用：密集波分复用：密集波分复用：密集波分复用Density Wavelength Division MultiplexDensity Wavelength Division Multiplex在同一窗口中复用很多个光波（波长间隔小于在同一窗口中复用很多个光波（波长间隔小于1nm1nm）10/26/20221

9、0第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术教学内容4.1 4.1 光纤通信基础光纤通信基础 光纤接入网结构光纤接入网结构4.3 4.3 有源光网络有源光网络4.4 4.4 无源光网络无源光网络4.5 FTTX+LAN4.5 FTTX+LAN技术技术10/26/202211第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术5.2 光纤接入网结构光纤接入网结构基本概念基本概念OAN：Optical Access Network 光接入网光接入网是指以光纤作为主要传输介质的接入网是指以光纤作为主要传输介质的接入网根据光配线网是否采用有源或无源设备，根据光配线网是否采用有源或无源设备，OAN 可分为无源

10、光接入网可分为无源光接入网PON和有源光接入网和有源光接入网AON PON:Passive Optical Network AON:Active Optical Network10/26/202212第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术PONPON主要采用无源光功率分配器（耦主要采用无源光功率分配器（耦合器）将信息送至各客户端。较适合短距合器）将信息送至各客户端。较适合短距离使用；若传输距离较长，或用户较多，离使用；若传输距离较长，或用户较多，可采用光纤放大器（可采用光纤放大器（EDFAEDFA）来增加功率。）来增加功率。AONAON采用有源的电复用器分路，将信采用有源的电复用器分路，

11、将信息送给用户。其主要优点是传输距离远、息送给用户。其主要优点是传输距离远、传输容量大、用户信息隔离度好、易于扩传输容量大、用户信息隔离度好、易于扩展带宽、网络规划和运行的灵活性大。展带宽、网络规划和运行的灵活性大。10/26/202213第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术 在电信网中引入在电信网中引入OANOAN的最基本的的最基本的目标有两条：目标有两条：首先首先是为了减少铜缆网是为了减少铜缆网的的维护运行费用维护运行费用和和故障率故障率。其次其次是为是为了支持了支持开发新业务开发新业务，特别是多媒体和，特别是多媒体和带宽新业务。简言之，采用光接入网带宽新业务。简言之，采用光接入网

12、已经成为解已经成为解 决电信发展瓶颈的主要途决电信发展瓶颈的主要途径，其应用场合不仅最适合那些新建径，其应用场合不仅最适合那些新建的用户区，的用户区，而且也是需要更新的现有而且也是需要更新的现有铜缆网的主要代替手段。铜缆网的主要代替手段。OAN OAN是一是一个个点对多点点对多点的光纤传输系统。的光纤传输系统。10/26/202214第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术 光接入网的参考配置光接入网的参考配置 图图5-1 光接入网的参考配置光接入网的参考配置10/26/202215第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术SNISNI为业务节点接口，为业务节点接口，UNIUNI为用户网

13、络接为用户网络接口，口，Q3Q3为网络管理接口；为网络管理接口；S S为光发送参考点，为光发送参考点，与与ONU/OLTONU/OLT光发送端相邻；光发送端相邻；R R为光接收参考为光接收参考点，与点，与ONU/OLTONU/OLT光接入端相邻；光接入端相邻；V V为业务网为业务网络接口参考点；络接口参考点；T T为用户网络接口参考点；为用户网络接口参考点；a a为为AFAF与与ONUONU间的参考点。间的参考点。光接入网一般是一个点到多点的光传输光接入网一般是一个点到多点的光传输系统，主要由光网络单元（系统，主要由光网络单元（ONUONU）、光线路）、光线路终端（终端（OLTOLT）、光配线

14、网络）、光配线网络(ODN)/(ODN)/光配线终光配线终端（端（ODTODT）和适配功能块（）和适配功能块（AFAF）等组成。）等组成。10/26/202216第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术网络侧网络侧用户侧用户侧光纤接入网光纤接入网OAN光光光光网络侧网络侧设备设备光接入光接入网设备网设备光光/电电用户侧用户侧设备设备光光/电电光光/电信号电信号光纤光纤光信号光信号光纤光纤光纤光纤光光/电信号电信号光接入光接入网设备网设备光纤接入网结构光纤接入网结构10/26/202217第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术光网络单元光网络单元ONUONUONUONU （Optica

15、l Network UnitOptical Network Unit）提供用户到接入网的接口（光电转换、物理接口）提供用户到接入网的接口（光电转换、物理接口）提供用户业务适配功能（速率适配、信令转换）提供用户业务适配功能（速率适配、信令转换）光分配网络光分配网络 ODN ODN ODN ODN（Optical Distribution Optical Distribution NetworkNetwork）为为OLTOLT和和ONUONU之间提供光传输技术之间提供光传输技术由光连接器和光分路器由光连接器和光分路器OBD(Optical Branching deviceOBD(Optical B

16、ranching device）组成）组成完成光信号功率的分配及光信号的分、复接功能完成光信号功率的分配及光信号的分、复接功能光线路终端光线路终端OLTOLTOLTOLT （Optical Line TerminalOptical Line Terminal）提供与中心局设备的接口（光电转换、物理接口）提供与中心局设备的接口（光电转换、物理接口）提供与提供与ODNODN的光接口的光接口分离不同的业务分离不同的业务对众多的对众多的ONUONU进行管理和指配进行管理和指配光纤接入网结构说明光纤接入网结构说明10/26/202218第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术10/26/202219

17、第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术 ODN ODN为为OLTOLT和和ONUONU提供以光提供以光纤为传输介质的物理连接。在纤为传输介质的物理连接。在PONPON中，它是由无源光器件组成中，它是由无源光器件组成的无源光分配网。可有多种网络结的无源光分配网。可有多种网络结构，一般为构，一般为点到多点连接点到多点连接，即多个，即多个ONUONU通过通过ODNODN与一个与一个OLTOLT相连。相连。10/26/202220第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术 ONUONU提供用户侧的接口。提供用户侧的接口。具有光具有光/电电转换转换功能以及相应的功能以及相应的维护和监控维护和监控

18、功能。功能。ONUONU的主要功能是终结来自的主要功能是终结来自OLTOLT的光纤，的光纤，处理光信号并为多个用户提供业务接口。处理光信号并为多个用户提供业务接口。它还具有它还具有对话音的数对话音的数/模转换和复用功能模转换和复用功能。ONUONU通常放在距离用户较近的地方，其位通常放在距离用户较近的地方，其位置具有很大的灵活性。置具有很大的灵活性。ONU ONU提供用户数据、图像和电话网络提供用户数据、图像和电话网络与与PONPON的接口。的接口。ONUONU的基本功能是接收的基本功能是接收光信号，并将其转换成用户需要的格式光信号，并将其转换成用户需要的格式(以以太网、太网、IPIP多播、多

19、播、POTSPOTS、E1)E1)。10/26/202221第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术 ONU ONU 10/26/202222第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术 AF AF为为ONUONU与用户设备之间提供与用户设备之间提供适配功能。其具体物理实现既可以包适配功能。其具体物理实现既可以包含在含在ONUONU内，也可以完全独立。内，也可以完全独立。AN AN系统管理模块是光接入网的系统管理模块是光接入网的操作、管理与维护单元，它通过操作、管理与维护单元，它通过Q3Q3与与电信管理网相连，与其进行通信并接电信管理网相连，与其进行通信并接受其管理。受其管理。10/26/

20、202223第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术光接入网的分类光接入网的分类AONAONAONAON：有源光网络：有源光网络：有源光网络：有源光网络Active Optical NetworkActive Optical Network接入网内含有源器件接入网内含有源器件是主干网技术的延伸是主干网技术的延伸SDHSDH、PDHPDH、ATMATM、等等等等PONPONPONPON：无源光网络：无源光网络：无源光网络：无源光网络Passive Optical NetworkPassive Optical Network接入网内不含有源器件接入网内不含有源器件是专门为接入网发展的技术是专门

21、为接入网发展的技术基于基于ATMATM的的APONAPON基于以太网的基于以太网的EPONEPON10/26/202224第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术有源光网络有源光网络(AONAON)无源光网络无源光网络(PONPON)基于基于PDHPDH 的的AONAON基于基于SDH SDH 的的AONAON基于基于ATMATM的的APONAPON基于以太网的基于以太网的EPONEPON 两者的分路方式不同，两者的分路方式不同，AONAON用用电复用器电复用器；可为可为PDHPDH、SDHSDH或或ATMATM，PONPON用用无源光分路器无源光分路器。光接入网光接入网(OANOAN)分

22、为：分为：10/26/202225第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术光有源器件包括：光有源器件包括：光有源器件包括：光有源器件包括：光源（激光器）光源（激光器）光接收机（光检测器）光接收机（光检测器）光收发模块光收发模块 光放大器光放大器光无源器件包括：光无源器件包括：光无源器件包括：光无源器件包括：光纤和光缆光纤和光缆 无源光衰减器无源光衰减器 光连接器光连接器 光耦合器光耦合器 无源光分路器无源光分路器 掺铒光纤放大器掺铒光纤放大器10/26/202226第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术光接入网的拓扑结构光接入网的拓扑结构 光纤接入网的拓扑结构，光纤接入网的拓扑结构，

23、是指网络的空是指网络的空间布局和几何形状间布局和几何形状，表示了网络中各节点的，表示了网络中各节点的相互位置与相互连接的情况。网络的拓扑结相互位置与相互连接的情况。网络的拓扑结构对构对网络功能网络功能、造价造价及及可靠性可靠性等具有重要影等具有重要影响。其基本的拓扑结构是响。其基本的拓扑结构是:星形星形总线形总线形树形树形环形环形10/26/202227第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术图5-2 光接入网中的拓扑结构10/26/202228第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术教学内容5.1 5.1 光纤通信基础光纤通信基础5.2 5.2 光纤接入网结构光纤接入网结构 有源光网

24、络有源光网络5.4 5.4 无源光网络无源光网络5.5 FTTX5.5 FTTXLANLAN技术技术10/26/202229第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术4.3 有源光网络有源光网络AON 有源光网络的局端设备到用户有源光网络的局端设备到用户分配单元之间均用分配单元之间均用有源光纤传输设有源光纤传输设备备，即光电转换设备、有源光电器，即光电转换设备、有源光电器件以及光纤等组成。有源光纤网络件以及光纤等组成。有源光纤网络具有技术简单、易于实现和组网能具有技术简单、易于实现和组网能力强的力强的特点特点，但有源电复用器存在，但有源电复用器存在传输的传输的“瓶颈效应瓶颈效应”，且系统成本

25、，且系统成本和维护费用高。和维护费用高。10/26/202230第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术光分配网光分配网ODNODN全部由有源器件组成全部由有源器件组成（光放大（光放大器等器等）可分为基于可分为基于PDHPDH和基于和基于SDHSDH的的AONAON现通常是基于现通常是基于SDHSDH的的AONAON特点特点传输容量大：传输容量大：155Mb/s155Mb/s或或622Mb/s622Mb/s的接入速率的接入速率 传输距离远：不加中继器，距离为传输距离远：不加中继器，距离为7070多公里多公里技术成熟：无论技术成熟：无论PDHPDH设备还是设备还是SDHSDH设备，都已广设备

26、，都已广泛应用泛应用给有源设备供电是一件麻烦事给有源设备供电是一件麻烦事10/26/202231第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术教学内容5.1 5.1 光纤通信基础光纤通信基础5.2 5.2 光纤接入网结构光纤接入网结构5.3 5.3 有源光网络有源光网络 无源光网络无源光网络5.5 FTTx+LAN5.5 FTTx+LAN技术技术10/26/202232第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术4.4 无源光网络无源光网络PON 定义定义 无源光网络无源光网络PONPON Passive Passive Optical NetworkOptical Network ，是指在，是

27、指在OLTOLT和和ONUONU之间的光分配网络之间的光分配网络(ODN)(ODN)，没有任何，没有任何有有源电子设备源电子设备。实现。实现点对多点点对多点的光纤接入的光纤接入网。网。PONPON由早期的窄带接入由早期的窄带接入PON(PON(NPONNPON)发展到目前的宽带接入发展到目前的宽带接入PON(PON(BPONBPON)，BPON BPON又包括基于又包括基于ATMATM的的APONAPON及基于以太的及基于以太的EPONEPON。10/26/202233第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术PON的背景的背景有源光网络需要电信级机房有源光网络需要电信级机房需要：供电、防雷

28、接地、安全值守等等需要：供电、防雷接地、安全值守等等中小型用户的高性能接入，需要无源光网络中小型用户的高性能接入，需要无源光网络无源光网络的类型无源光网络的类型APONAPON：基于：基于ATMATM的的PONPONITU-T G.983,1-1998 FSANITU-T G.983,1-1998 FSANGPONGigabit PONGPONGigabit PON，用于替换，用于替换APONAPONEPONEPON：基于：基于EthernetEthernet的的PONPONIEEE 802.3ah-2004 IEEE 802.3ah-2004，EFMEFM10/26/202234第第5 5章

29、章 光纤接入网技术光纤接入网技术特点特点PONPON是一种是一种纯介质网络纯介质网络避免了有源设备的电磁干扰和雷电影响避免了有源设备的电磁干扰和雷电影响无源光网络设备组网灵活，支持多种拓扑结构。无源光网络设备组网灵活，支持多种拓扑结构。无源光网络扩容比较简单无源光网络扩容比较简单价格低、安装维护方便、价格低、安装维护方便、节省了维护成本；节省了维护成本；业务透明性较好，原则上可适用于任何制式和速率业务透明性较好，原则上可适用于任何制式和速率的信号的信号缺点缺点是一次性投入成本较高；是一次性投入成本较高；其树型结构使保护功能成本较高；其树型结构使保护功能成本较高；传输距离及容量受限。传输距离及容

30、量受限。10/26/202235第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术PON的参考配置的参考配置远端设备远端设备局端设备局端设备OLTPONONU业务业务网络网络SNIUNIODN10/26/202236第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术10/26/202237第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术NPON系统系统NPONNPON指速率低于指速率低于155Mbps155Mbps的窄带系统，的窄带系统，主要指主要指N-ISDNN-ISDN的的BRIBRI、PRIPRI接口。接口。NPONNPON的的特点特点特点特点:采用单星型拓扑结构采用单星型拓扑结构上、下行信号上、下行信

31、号单纤时分双工（单纤时分双工（单纤时分双工（单纤时分双工（TDDTDDTDDTDD）传输传输下行下行下行下行是点到多点系统，采用是点到多点系统，采用TDMTDMTDMTDM技术并以技术并以广播方式传输，各广播方式传输，各OUNOUN只允许在规定的时只允许在规定的时隙接收属于自己的信号。隙接收属于自己的信号。上行为上行为上行为上行为多点到点，采用多点到点，采用TDMATDMATDMATDMA技术技术10/26/202238第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术 PON PON的复杂性在于信号处理技术。的复杂性在于信号处理技术。在在下行方向下行方向下行方向下行方向上，上，OLTOLT采用采用

32、TDMTDMTDMTDM方式，以方式，以广播广播广播广播方式发给所有的方式发给所有的ONUONU，ONUONU可以收到所有可以收到所有的广播数据，但只接受属于自己的数据，其的广播数据，但只接受属于自己的数据，其他数据则丢弃。他数据则丢弃。在在上行方向上行方向上行方向上行方向上，采用上，采用TDMATDMATDMATDMA方式，各方式，各ONUONU按按照照OLTOLT规定好的时间，在固定的时隙内传送规定好的时间，在固定的时隙内传送数据。各数据。各ONUONU传送时间的安排，是按照由传送时间的安排，是按照由OLTOLT自动测试计算出来的，统一由自动测试计算出来的，统一由OLTOLT安排的。安排的

33、。各各ONUONU发送时隙有一定间隔，以防止各发送时隙有一定间隔，以防止各ONUONU上传数据时，相互冲突、重叠。上传数据时，相互冲突、重叠。10/26/202239第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术APON 采用采用ATMATM信元传输技术的信元传输技术的PONPON称称APONAPON-ATM Passive Optical-ATM Passive Optical NetworkNetwork。APON APON可以通过利用可以通过利用ATMATM的集的集中和统计复用，再结合无源分路器中和统计复用，再结合无源分路器对光纤和光线路终端的共享作用，对光纤和光线路终端的共享作用，使成本

34、可望比传统的以电路交换为使成本可望比传统的以电路交换为基础的基础的PDH/SDHPDH/SDH接入系统低接入系统低20%20%40%40%。10/26/202240第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术标准规范：标准规范：ITU-TITU-T的的G.983 G.983 ONUONU与与OLTOLT之间传送之间传送ATMATM信元信元速率：速率：上上/下行对称下行对称 上上/下行非对称下行非对称 无放大器作用距离：无放大器作用距离：20km20km双工方式双工方式：双纤，使用双纤，使用1310nm1310nm窗口窗口单纤波分，使用单纤波分，使用1550nm/1310nm1550nm/131

35、0nm双窗口双窗口 （上行：（上行：1310nm1310nm区，下行：区，下行：1550nm1550nm区区)传输技术：传输技术：上行采用时分多址上行采用时分多址TDMATDMA下行采用广播方式的时分复用下行采用广播方式的时分复用TDMTDM10/26/202241第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术 APON的特点的特点宽带化并支持所有种类和各种比特率的业务；宽带化并支持所有种类和各种比特率的业务；采用统计时分复用采用统计时分复用动态分配带宽动态分配带宽网管能力强，安全性高且时延小网管能力强，安全性高且时延小传输稳定可靠传输稳定可靠成本与维护费用低成本与维护费用低扩容简单方便扩容简单

36、方便传输距离远（传输距离远（2020公里）公里）标准化程度高标准化程度高 安全性高安全性高 时延小时延小 存在的问题，如系统成本太高；系统容量和覆盖存在的问题，如系统成本太高；系统容量和覆盖范围有限，未考虑对窄带业务的支持及与其他技术范围有限，未考虑对窄带业务的支持及与其他技术相结合时需解决引入线的宽带化等一系列问题相结合时需解决引入线的宽带化等一系列问题 。10/26/202242第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术 APON APON综合了综合了ATMATM技术和技术和PONPON技术，技术，可提供现有的从窄带到宽带等各种业务。可提供现有的从窄带到宽带等各种业务。APONAPON由

37、由OLTOLT、ONUONU和和OBDOBD（无源光分路（无源光分路器）组成。器）组成。OBD OBD根据光的发送方向，将进根据光的发送方向，将进来的光信号分路并分配到多条光纤上，或是来的光信号分路并分配到多条光纤上，或是组合到一条光纤上。组合到一条光纤上。ONUONU主要完成业务的主要完成业务的收集、接口适配、复用和传输功能；收集、接口适配、复用和传输功能；OLTOLT主主要完成接口适配、复用和传输功能。此外，要完成接口适配、复用和传输功能。此外，OLTOLT还向网元管理系统提供网管接口。还向网元管理系统提供网管接口。APON结构图结构图 10/26/202243第第5 5章章 光纤接入网技

38、术光纤接入网技术组成：组成：OLTOLT、ODNODN、ONUONU网络侧连接网络侧连接ATMATM交换机交换机拓扑：无源双星结构拓扑：无源双星结构用户数：一个用户数：一个ODNODN最多支持最多支持3232个个ONU(ONU(即即1 1个个OBDOBD支持的支持的ONUONU数）当数）当ONUONU大于大于3232时，要求一个时，要求一个OLTOLT提供多个提供多个ODNODN接口接口ODNODNONU1ONU1ONU2ONU2ONUnONUnAPONAPON（传输（传输ATMATM信元流）信元流）用户用户OBDOBD用户用户用户用户TDMTDMA4-328-3210/26/202244第第

39、5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术下行：采用下行：采用TDMTDM技术，传输连续信元流技术，传输连续信元流上行：采用上行：采用TDMATDMA技术（动态分配）技术（动态分配）突发传送信元流突发传送信元流传输原理：传输原理：下行方向下行方向下行方向下行方向：局端的局端的ATM ATM 信元信元 OLT OLT 封装成连续时隙流下行帧封装成连续时隙流下行帧 以广播方式传送以广播方式传送 各各ONUONU收到信元流，根据收到信元流，根据PVCPVC虚连接虚连接仅对相应仅对相应VPI/VCIVPI/VCI的信元进行处理的信元进行处理 用户终端用户终端 上行方向上行方向上行方向上行方向：各各ONU

40、ONU共享共享ODNODN，且数据突发性强。，且数据突发性强。各各ONUONU向向OLTOLT申请带宽申请带宽OLTOLT授权授权ONUONU发送发送（发送时（发送时 隙、带宽分配等）隙、带宽分配等）获得授权的获得授权的ONUONU在指定时隙发送在指定时隙发送 APON的信元传输的信元传输10/26/202245第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术ATMATM信元以信元以APONAPON帧格式传输帧格式传输APONAPON采用两种不同速率的帧结构：采用两种不同速率的帧结构：上、下行均为上、下行均为155Mbps155Mbps对称对称上行上行 155Mbps 155Mbps下行下行 62

41、2Mbps 622Mbps非对称非对称 用户的接入速率可以从用户的接入速率可以从64Kbps64Kbps到到155Mbps155Mbps间灵活分配。间灵活分配。APON的帧结构的帧结构10/26/202246第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术图6-12 APON系统下行帧结构10/26/202247第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术APON的应用的应用适用场合适用场合具有综合业务接入需求具有综合业务接入需求对对QoSQoS要求较高要求较高APONAPON的推广应用的推广应用系统价格较高系统价格较高市场前景由于市场前景由于ATMATM在全球受挫而不确定在全球受挫而不确定APO

42、NAPON技术也存在利用技术也存在利用ATMATM信元造成的传信元造成的传输效率较低；带宽受限；系统相对复杂、输效率较低；带宽受限；系统相对复杂、价格较贵；需要进行协议之间的转换等缺价格较贵；需要进行协议之间的转换等缺点。点。10/26/202248第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术EPON APON APON在传输质量和维护成本上有很在传输质量和维护成本上有很大优势，其发展目前已经比较成熟。为弥大优势，其发展目前已经比较成熟。为弥补补APONAPON标准缺乏标准缺乏视频能力视频能力、技术复杂、技术复杂、成本较高、带宽有限成本较高、带宽有限等因素。等因素。用以太网取用以太网取代代AT

43、MATM作为链路层协议，从而构成一个可作为链路层协议，从而构成一个可以提供更大带宽、更低成本和更宽业务能以提供更大带宽、更低成本和更宽业务能力的新一代光接入网技术力的新一代光接入网技术EPONEPON（Ethernet Passive Optical Ethernet Passive Optical NetworkNetwork）。）。EPON EPON是利用是利用PONPON的拓扑结的拓扑结构实现以太网的接入，构实现以太网的接入，是是PONPON与以太网技与以太网技术相结合的产物。术相结合的产物。10/26/202249第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术EPON的发展背景的发展背景

44、APONAPON概览概览技术思路：技术思路：9090年代中期的黄金组合年代中期的黄金组合物理层：物理层：PONPON，技术很精致，技术很精致链路层：信元，基于链路层：信元，基于ATMATM技术机制技术机制受受ATMATM在全球受挫的牵连，未能迅速发展在全球受挫的牵连，未能迅速发展EPONEPON概要概要技术思路技术思路物理层仍然使用现成的物理层仍然使用现成的PONPON技术，链路层换成以太帧技术，链路层换成以太帧EFMEFM研究组：研究组：20002000年年1111月月：改换：改换APONAPON的的MACMAC协议，使用以太帧协议，使用以太帧10/26/202250第第5 5章章 光纤接入

45、网技术光纤接入网技术基于基于EthernetEthernet和和PONPON技术技术在在PONPON上传送上传送EthernetEthernet帧，长度可变帧，长度可变网络结构与网络结构与APONAPON类似类似MACMAC协议与协议与APONAPON不同不同速率：速率：下行下行 百兆百兆/千兆，广播方式千兆，广播方式 上行上行 百兆百兆/千兆，共享千兆，共享传输技术：传输技术：上行采用时分多址上行采用时分多址TDMATDMA下行采用广播方式的时分复用下行采用广播方式的时分复用TDMTDM10/26/202251第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术图6-16 EPON系统上行帧结构图6

46、-15 EPON下行帧结构10/26/202252第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术 相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。提供非常高的带宽。提供非常高的带宽。服务范围大。服务范围大。带宽分配灵活，服务有保证。带宽分配灵活，服务有保证。易于在易于在EPONEPON结构上开发更宽范围和更灵活的业务，结构上开发更宽范围和更灵活的业务，从而增加收入，如可以提供诸如可管理的防火墙、从而增加收入，如可以提供诸如可管理的防火墙、语音业务的支持、语音业务的支持、VPNVPN和互联网接入等增值业务。和互联网接入等增值业务。在当前的情况下，在当前的情况下，

47、EPONEPON技术大多会以一种与其技术大多会以一种与其他技术相结合的姿态进入市场。他技术相结合的姿态进入市场。FTTB/FTTC+DSLFTTB/FTTC+DSL、FTTB/FTTC+LANFTTB/FTTC+LANEPON技术的优势技术的优势10/26/202253第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术 APON APON几个问题几个问题：传输速率不够高：传输速率不够高：下行最高为下行最高为622 Mbit622 Mbits s，上行为，上行为155 Mbit155 Mbits s，带，带宽被宽被16163232个个ONUONU所分享，每个所分享，每个ONUONU只能得到只能得到5

48、540 Mbit40 Mbits s。与以太网设备相比，设备昂贵。与以太网设备相比，设备昂贵。采用采用ATMATM技术必须将技术必须将IPIP包拆分重新封装为包拆分重新封装为ATMATM信元，信元，增加了网络的开销，造成网络资源的浪费增加了网络的开销，造成网络资源的浪费 。10/26/202254第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术APON与与EPON的技术差别的技术差别EPONEPON和和APONAPON最主要的区别：最主要的区别：帧结构和分组大小帧结构和分组大小EPONEPON和和APONAPON的帧格式的帧格式帧周期长度帧周期长度封装方式封装方式EPONEPON分组长度可变：分组

49、长度可变：64641518 Byte1518 ByteAPONAPON分组长度固定：分组长度固定：53 Byte53 Byte10/26/202255第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术 名称名称 对比内容对比内容APON APON APON APON EPONEPONEPONEPON网络结构网络结构点对多点星形拓扑点对多点星形拓扑点对多点星形拓扑点对多点星形拓扑复用技术复用技术TDMTDM，动态分配时隙，动态分配时隙 TDMTDM，动态分配时隙，动态分配时隙传输速率传输速率较高较高高高接入带宽接入带宽有限有限高高帧结构帧结构固定长固定长ATMATM信元信元不定长不定长Ethernet

50、Ethernet帧帧传输距离传输距离20Km20Km20Km60Km20Km60Km与与IPIP的兼容性的兼容性不好不好 好好标准标准ITU-TITU-T的的G.983G.983IEEE802.3IEEE802.3协议协议投资成本投资成本较高较高低低10/26/202256第第5 5章章 光纤接入网技术光纤接入网技术 APON和和EPON的性能对比的性能对比 APONAPON优点：优点：与有源光网络和铜线网络相比，结构简与有源光网络和铜线网络相比，结构简单，且更加可靠和易于维护。对器件和单，且更加可靠和易于维护。对器件和设备的环境要求可以大大降低，维护周设备的环境要求可以大大降低，维护周期可以