|
從技術(shù)上講，光纖接入可以分為有源光網(wǎng)絡(luò)（AON，Active Optical Network）和無源光網(wǎng)絡(luò)（PON，Passive Optical Network）兩大類。20世紀(jì)80年代，BT實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了PON技術(shù)，是一種純介質(zhì)無源光網(wǎng)絡(luò)，這是因?yàn)槿コ私K端與局端之間的有源設(shè)備，避免了外部設(shè)備的雷電和電磁干擾影響，從而提高設(shè)備穩(wěn)定性，減少設(shè)備和鏈路的故障率，節(jié)約了組建網(wǎng)絡(luò)投資，是運(yùn)營商維護(hù)網(wǎng)絡(luò)所期待的技術(shù)。PON網(wǎng)絡(luò)具有較好的業(yè)務(wù)透明性，理論上能夠適用于任何速率和制式的信號(hào)?，F(xiàn)在基于PON技術(shù)的實(shí)用型技術(shù)主要有APON/BPON、GPON、EPON/GEPON等，上述幾種技術(shù)的區(qū)別在于采用了不同的二層技術(shù)。在光網(wǎng)絡(luò)中不含任何有源器件，其光分配網(wǎng)絡(luò)全部由無源器件組成，信號(hào)在無源光網(wǎng)絡(luò)中不再經(jīng)過再生放大，由無源光網(wǎng)絡(luò)分配器將信號(hào)直接送給用戶。 APON是20世紀(jì)90年代中期就被ITU和全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)論壇（FSAN）標(biāo)準(zhǔn)化的PON技術(shù)，APON的最高速率可以達(dá)到622Mbps，在2001年FSAN將APON更名為BPON，二層所采用的技術(shù)是傳送技術(shù)和ATM封裝，所采用的技術(shù)復(fù)雜，同時(shí)承載IP業(yè)務(wù)效率低、帶寬不足、性價(jià)比不高等問題，在應(yīng)用市場上未能取得成功。 以太網(wǎng)聯(lián)盟（EFMA）在21世紀(jì)初提出了在二層上采取以太網(wǎng)技術(shù)取代ATM的EPON技術(shù)，此目的是為更好適應(yīng)IP業(yè)務(wù)，IEEE 802.3ah工作小組對其技術(shù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，EPON技術(shù)能夠支持1.25Gbps對稱速率、10Gbps對稱/非對稱速率，將來商用EPON速率還能升級到100Gbps。由于EPON技術(shù)將PON技術(shù)與以太網(wǎng)技術(shù)有效結(jié)合，由此形成了適用于IP業(yè)務(wù)的寬帶接入技術(shù)。對于千兆速率的EPON技術(shù)又叫做GEPON技術(shù)。百兆位EPON與千兆位EPON的區(qū)別在速率不同，但是所包含的原理和技術(shù)是相同的，目前業(yè)界主要應(yīng)用推廣的是千兆位EPON，百兆位的EPON使用量要相對少。在本書后面提到的EPON，如果沒有特別說明，是指千兆位的EPON。 EPON技術(shù)采取的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，傳輸方式為無源光纖傳輸，可以在以太網(wǎng)上提供多種業(yè)務(wù)。當(dāng)前，IP/以太網(wǎng)使用率在整個(gè)局域網(wǎng)通信中高于90%以上，EPON由于使用IP/以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)上和效率上得到優(yōu)化，因此成為連接接入網(wǎng)最終用戶的一種最有效的通信方法。10Gbps以太主干和城域環(huán)的出現(xiàn)也將使EPON成為最佳解決未來全光網(wǎng)中最后一公里的技術(shù)方案。 在EPON系統(tǒng)中，光信號(hào)就能準(zhǔn)確地傳送到最終用戶過程任何復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，來自最終用戶的數(shù)據(jù)也能被集中傳送到中心網(wǎng)絡(luò)。在物理層，EPON使用1000BASE的以太PHY，并且在PON的傳輸機(jī)制上，通過新增加的MAC控制命令來控制和優(yōu)化各光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）與光線路終端（OLT）之間突發(fā)性數(shù)據(jù)通信和實(shí)時(shí)的TDM通信，在協(xié)議的第二層，EPON使用相對成熟的全雙工以太網(wǎng)技術(shù)，由于ONU在自己的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)，不會(huì)發(fā)生碰撞，無需CDMA/CD，進(jìn)而可以充分利用帶寬。 在提出EPON概念的同時(shí)，全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)論壇提出了GPON的概念，全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)論壇與ITU對GPON進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，GPON技術(shù)特色是在二層采用ITU-T定義的通用成幀規(guī)程對以太網(wǎng)、ATM、 TDM等多種業(yè)務(wù)進(jìn)行封裝映射，同時(shí)可以提供155M、622M、1.25Gbps、2.5Gbps幾種上行速率，1.25Gbps和2.5Gbps下行速率，而且具有較強(qiáng)的操作、管理及維護(hù)功能。相較于EPON而言，當(dāng)前GPON在支持多業(yè)務(wù)和高速率方面具有一定優(yōu)勢，但是GPON協(xié)議具有一定復(fù)雜性，并且成本相對要高。 OLT OLT一般放置在運(yùn)營商的局端機(jī)房，是整個(gè)PON系統(tǒng)的核心部件，向上提供與核心網(wǎng)/城域網(wǎng)的高速接口，實(shí)現(xiàn)各類業(yè)務(wù)接入到核心網(wǎng)，并通過ODN與用戶側(cè)的ONU通信。OLT其一方面將承載各種業(yè)務(wù)的信號(hào)在局端進(jìn)行匯聚，按照一定的信號(hào)格式送入接入網(wǎng)絡(luò)以便向終端用戶傳輸，另一方面將來自終端用戶的信號(hào)按照業(yè)務(wù)類型分別送入各種業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中。OLT與ONU的關(guān)系為主從通信關(guān)系，OLT可以分離交換和非交換業(yè)務(wù)，管理來自O(shè)NU的信令和監(jiān)控信息，為ONU和本身提供維護(hù)和供給功能。 核心功能模塊 核心功能模塊具有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)、交換和匯聚功能及ODN的接口適配和控制ONU功能。OLT的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的交換、匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)功能所體現(xiàn)五個(gè)方面：
業(yè)務(wù)功能模塊 OLT的業(yè)務(wù)功能包括端口保護(hù)、端口適配以及指定業(yè)務(wù)的相關(guān)信令和媒質(zhì)傳輸之間的轉(zhuǎn)換。OLT業(yè)務(wù)端口常見的有STM-1/E1、以太網(wǎng)端口業(yè)務(wù)端口等。 通用功能模塊 通用功能模塊包括OLT的供電及OAM功能。供電功能將外部交流或者直流電源轉(zhuǎn)換為OLT內(nèi)部需要的各種電源。電信級的OLT具備電源保護(hù)功能，即雙電源輸入的能力。OAM功能模塊提供必要的管理維護(hù)手段。OLT可以提供標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)管理接口，也提供本地控制管理接口。 ODN ODN屬于OLT與ONU之間提供光傳輸物理通道，它的工作是實(shí)現(xiàn)光信號(hào)功率的分配，通常由光連接器、光纖、光纜、光分路器以及ODF架、光分節(jié)點(diǎn)箱、入戶分纖節(jié)點(diǎn)箱等相關(guān)配套設(shè)備組成，是整個(gè)無源光網(wǎng)絡(luò)中重要的組成部分，直接影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的綜合成本、系統(tǒng)性能和升級潛力等指標(biāo)。 ODN為一個(gè)OLT和一個(gè)或多個(gè)ONU之間提供多條光傳輸通道，一條光傳輸通道均使用一個(gè)特定的波長窗口。 光功率預(yù)算是衡量ODN性能指標(biāo)的重要參數(shù)，其數(shù)值對于上下行通道來說是一致的。一般對于光功率預(yù)算，包括如下三個(gè)指標(biāo)：
ONU ONU放置在用戶側(cè)，與ODN側(cè)相連，為無源光網(wǎng)絡(luò)提供與用戶設(shè)備端口的連接，ONU的主要工作是接收來自O(shè)DN側(cè)的光纖處理數(shù)據(jù)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)終端用戶（居民住宅用戶或企業(yè)）的業(yè)務(wù)連接。 ONU的網(wǎng)絡(luò)端是光纖連接的光接口，而用戶端需要連接網(wǎng)線的電接口，因此ONU應(yīng)該具備電/光和光/電轉(zhuǎn)換功能。對于終端用戶的不同業(yè)務(wù)，ONU具備進(jìn)行復(fù)用和解復(fù)用功能，以便于在上行方向?qū)⒏鞣N不同的家庭終端的業(yè)務(wù)信號(hào)復(fù)用起來，在同一傳輸介質(zhì)中傳輸，在下行方向?qū)⒉煌臉I(yè)務(wù)解復(fù)用，經(jīng)過不同的接口傳送至相應(yīng)的用戶終端。 ONU由三大功能模塊所組成：核心功能模塊、服務(wù)功能模塊和通用功能模塊。 核心功能模塊 ONU的核心功能模塊包括業(yè)務(wù)的交換、匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)功能以及ODN的接口適配和控制功能。ONU的業(yè)務(wù)交換、匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)功能具體包括以下幾方面。 復(fù)用/解復(fù)用功能，將上行方向不同類型的業(yè)務(wù)流復(fù)用成統(tǒng)一的信號(hào)格式進(jìn)行發(fā)送；反之，將下行方向的信號(hào)解復(fù)用成不同類型的業(yè)務(wù)信號(hào)。 業(yè)務(wù)質(zhì)量控制和帶寬管理功能，該功能可以確保業(yè)務(wù)的安全性及QoS，能夠控制和調(diào)度OLT內(nèi)部資源，其中就包括了對光接入網(wǎng)的帶寬資源管理等。 用戶隔離和業(yè)務(wù)隔離，隔離指的是基于用戶或者基于業(yè)務(wù)類型對接入網(wǎng)中的流量采取隔離措施，以及用戶數(shù)據(jù)的加密等功能。該功能可以用于保護(hù)用戶數(shù)據(jù)的隱私和安裝。 協(xié)議處理功能，為了ONU端實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的接入，ONU應(yīng)該具有處理的協(xié)議的功能。 業(yè)務(wù)功能模塊 業(yè)務(wù)功能模塊由3個(gè)功能組成：物理接口功能、控制適配接口功能和業(yè)務(wù)端口功能。物理接口功能提供各種物理接口?？刂七m配接口功能提供業(yè)務(wù)適配和在引入線上業(yè)務(wù)傳送功能相對應(yīng)的接口控制和適配功能。業(yè)務(wù)接口功能負(fù)責(zé)信令適配、業(yè)務(wù)流媒體信號(hào)轉(zhuǎn)換功能、安全控制功能。 通用功能模塊 通用功能模塊包括供電及OAM功能，供電功能主要是將外部直流或交流電源轉(zhuǎn)換為ONU內(nèi)部所需要的各種電源。ONU上應(yīng)該具備電源管理功能，可以上報(bào)電源關(guān)閉和中斷的告警，同時(shí)還可以關(guān)閉不使用的模塊，達(dá)到節(jié)約電能的目的。OAM功能模塊提供必要的管理維護(hù)手段，例如端口環(huán)回的測試等。 PON的特點(diǎn) 在各種寬帶接入技術(shù)中，PON技術(shù)具備傳輸距離長、容量大、建設(shè)成本低等優(yōu)勢。其特點(diǎn)如下：
|
|
|
