1、导入：无源光网络（无源光网络（PON）技术）技术o有源设备有源设备o根据光配线是否采用有源或无源设备，光接入网根据光配线是否采用有源或无源设备，光接入网可分为无源光网络可分为无源光网络PON和有源光网络和有源光网络AON。本节课程内容:n了解无源光网络技术的概念及基本的拓扑结构；了解无源光网络技术的概念及基本的拓扑结构；n了解了解APON的网络结构；的网络结构；n掌握掌握APON系统的信元传输方式；系统的信元传输方式；2022-10-64.4 无源光网络无源光网络PON技术技术PON:Passive Optical Networkp光配线网（光配线网（ODN）全部由无源器件组成（无源光分路器等
2、）为无源光）全部由无源器件组成（无源光分路器等）为无源光网络。网络。APONEPONGPONWDM PONPONp与有源光网络相比：与有源光网络相比：n覆盖范围小，传输距离更短覆盖范围小，传输距离更短n可靠性更高（户外无有源设备，提高抗干扰能力）可靠性更高（户外无有源设备，提高抗干扰能力）n价格更低、安装维护更方便价格更低、安装维护更方便n是光接入网有发展潜力的技术（价格、维护等优势）是光接入网有发展潜力的技术（价格、维护等优势）2022-10-64.4.1PON的系统结构的系统结构OLT光线路终端 ODN光分配网ONU光网络单元 OBD光分路器OLTONU1ONU2ONUnPON用户用户用户
3、用户用户用户OBD业业务务网网络络UNI 用户网络接口用户网络接口SNI 业务节点接口业务节点接口ODN2022-10-64.4.2 PON的拓扑结构的拓扑结构单星型结构 多星型（树型）结构 总线型结构 环型结构 10/6/20224总线型星型环型树型成本投资低最高低低维护与运行测试困难清除故障时间长较好测试困难安全性能很安全安全很安全很安全可靠性比较好最差很好比较好用户规模适于中规模适于大规模适于选择性用户适于大规模新业务要求容易提供容易提供每户提供较困难每户提供较困难带宽能力高速数据基群接入视频基群接入视频高速各种拓扑结构的性能比较各种拓扑结构的性能比较 2022-10-64.5 APON
4、技术技术oAPON：ATM Passive optical network，o在在PON上传送上传送ATM信元，即在信元，即在ONU与与OLT之间传送之间传送ATM信元信元o标准规范：标准规范：ITU-T的的G.983 o支持对称和非对称工作方式支持对称和非对称工作方式n对称方式：对称方式：双向双向 155.520Mb/sn非对称方式：上、下行分别为非对称方式：上、下行分别为155.520Mb/s、622.080Mb/so双向通信：双向通信：n可用两条光纤，波长可用两条光纤，波长1310nm区区n或一条光纤，异波长双工或一条光纤，异波长双工(上行：上行：1310nm区区,下行：下行：1550n
5、m区区)2022-10-64.5.1 APON的网络结构的网络结构o接入的主干网为接入的主干网为ATM网，传输的数据流为网，传输的数据流为ATM信元流信元流o组成：组成：OLT，ODN，ONUo拓扑：无源双星结构拓扑：无源双星结构OLTODNONU1ONU2ONUnAPON（传输（传输ATM信元流）信元流）ATM 交换机交换机用户用户用户用户用户用户OBD2022-10-64.5.2 APON的信元传输的信元传输o传输原理：传输原理：下行：下行：OLT向各向各ONU采用广播通信方式，传输连续时隙流（下行帧）采用广播通信方式，传输连续时隙流（下行帧）局端数据局端数据 OLT 封装成连续时隙流下行
6、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ONU收到信元流，取出属于自己的数据收到信元流，取出属于自己的数据用户终端用户终端上行：采用上行：采用TDMA技术（动态分配），突发传送时隙流（上行帧）技术（动态分配），突发传送时隙流（上行帧）n各各ONU共享共享ODN，且数据突发性强。，且数据突发性强。n各各ONU向向OLT申请带宽申请带宽OLT授权授权ONU发送（上行的发送时隙、带宽分配发送（上行的发送时隙、带宽分配等）等）获得授权的获得授权的ONU在指定时隙发送在指定时隙发送ONUONUOLTONUOBD上行突发模式上行突发模式下行连续模式下行连续模式保护时隙保护时隙2022-
7、10-6oAPON帧中上行信元格式如下：3 3字节字节保障区间保障区间前导符前导符定界符定界符ATMATM（OAMOAM）信元）信元5353字节字节测距要求测距要求用于用于OLTOLT同步同步 信元的开始信元的开始4.5.3APON的帧格式的帧格式2022-10-6PLOAMPLOAM 1 1ATMATM信元信元1 1ATMATM信元信元2 2ATMATM信元信元2727PLOAMPLOAM 2 2ATMATM信元信元2828ATMATM信元信元5454PLOAMPLOAM 3 3下行帧格式下行帧格式1 1帧帧=56=56个信元，每信元个信元，每信元5353字节字节ATMATM信元信元1 1A
8、TMATM信元信元2 2ATMATM信元信元5252ATMATM信元信元5353上行帧格式上行帧格式1 1帧帧=53=53个信元，每信元个信元，每信元5656字节字节3 3字节头部字节头部上下行速率为上下行速率为155.520Mb/s155.520Mb/s的帧结构的帧结构o下行速率为下行速率为155.52Mb/s时，每帧时，每帧56个信元个信元o下行速率为下行速率为622.08Mb/s时，每帧时，每帧224个信元个信元APON的帧格式的帧格式2022-10-6 本节课程内容n了解了解EPON技术的概念；技术的概念；n熟悉熟悉EPON的系统结构，掌握的系统结构，掌握EPON系统的基本传系统的基本
9、传输原理；输原理；n了解了解EPON系统的关键技术难点；系统的关键技术难点；以太网无源光网络（以太网无源光网络（EPON）技术）技术2022-10-6导入：o为什么引入光纤接入技术？为什么引入光纤接入技术？o为什么引入无源光网络为什么引入无源光网络(PON)技术？技术？o为什么引入以太网无源光网络为什么引入以太网无源光网络(EPON)技术？技术？2022-10-64.6 以太网无源光网络以太网无源光网络(EPON)(EPON)EPONEPON是利用是利用PON(PON(无源光网络无源光网络)的拓扑结构实现的拓扑结构实现以太网的接入。以太网的接入。EPONEPON技术的优势：技术的优势：（1 1
10、）兼容性；）兼容性；（2 2）高带宽；）高带宽；（3 3）低成本；）低成本；2022-10-6EPON系统工程 武汉电信紫菘FTTH工程2022-10-62022-10-64.6.1EPON的系统结构的系统结构2022-10-6 广播方式4.6.2 EPON的原理的原理下行数据下行数据在在ONU注册成动后分配一个唯一的注册成动后分配一个唯一的LLID；在每一个分组开始之前添加一个在每一个分组开始之前添加一个LLID，替代以太网前导符的最后两个字节；，替代以太网前导符的最后两个字节；OLT接收数据时比较接收数据时比较LLID注册列表，注册列表，ONU接收数据时，仅接收符合自己的接收数据时，仅接收
11、符合自己的LLID的帧或者广播帧。的帧或者广播帧。PreambleDASALen/TypeFCSpayload866246-150042022-10-6EPON的原理的原理上行数据上行数据 TDMA方式2022-10-64.6.3EPON的关键技术难点的关键技术难点o上行传输技术上行传输技术o动态带宽分配技术动态带宽分配技术o测距技术测距技术oONU的自动识别技术的自动识别技术2022-10-6上行传输技术上行传输技术动态带宽分配技术动态带宽分配技术oONU向向OLT发送要发送数据的请求，请求内容包括：业务类型和请发送要发送数据的请求，请求内容包括：业务类型和请求发送的数据量大小。求发送的数据
12、量大小。oOLT在收到请求之后根据各个在收到请求之后根据各个ONU的情况，以及不同的业务情况统的情况，以及不同的业务情况统一进行上行带宽分配一进行上行带宽分配oEPON系统采用点对多点通信方式系统采用点对多点通信方式o两个或两个以上的两个或两个以上的ONU向局端发送信息时会造成冲突，需要有相关向局端发送信息时会造成冲突，需要有相关网络策略来避免冲突网络策略来避免冲突o上行采用上行采用TDMA技术，技术，ONU在各自的时隙里发送数据，互不干扰在各自的时隙里发送数据，互不干扰2022-10-6 测距技术测距技术 为何需要测距？为何需要测距？o采用采用TDMATDMA，必须保证每个时隙的数据彼此独立
13、，互不，必须保证每个时隙的数据彼此独立，互不干扰干扰oPONPON结构中，各结构中，各ONUONU到到OLTOLT的物理距离不等，则各的物理距离不等，则各ONUONU到到OLTOLT的传输时延不同，如不进行时延补偿，会出现时的传输时延不同，如不进行时延补偿，会出现时隙的重叠，造成数据干扰隙的重叠，造成数据干扰o为确保多个为确保多个ONUONU到到OLTOLT间的正确传输，必须引入测距机间的正确传输，必须引入测距机制，使各制，使各ONUONU到到OLTOLT的逻辑距离相等的逻辑距离相等2022-10-6测距技术测距技术测距技术基本策略测距技术基本策略o单独测距单独测距+传输数据时测距相结合传输数
14、据时测距相结合(粗测精测）粗测精测）n单独测距在单独测距在ONUONU初装联网时必须进行初装联网时必须进行n传输数据时测距可根据传输数据时测距可根据OLTOLT的配置而定的配置而定o测距的基本原理测距的基本原理nOLTOLT向向ONUONU发送测距允许消息，消息中指明发送测距允许消息，消息中指明ONUONU的上行应答的的上行应答的时隙时隙nONUONU在指定的上行时隙中应答在指定的上行时隙中应答nOLTOLT计算往返时延，并与理想时延比较，计算出差值，发送计算往返时延，并与理想时延比较，计算出差值，发送一个测距时间给一个测距时间给ONUONUnONUONU根据测距时间调整均衡时延根据测距时间调
15、整均衡时延2022-10-6ONU的自动识别技术的自动识别技术o通过系统自动运行，无需人工干预，通过系统自动运行，无需人工干预，o完成对新的完成对新的ONU的发现和注册，使新的发现和注册，使新ONU能够自动加入到能够自动加入到EPON系系统而不影响其他统而不影响其他ONU运行。运行。o当两个或两个以上当两个或两个以上ONU同时注册时造成冲突，其解决方案有：随机同时注册时造成冲突，其解决方案有：随机延迟时间法和随机跳过开窗法。延迟时间法和随机跳过开窗法。2022-10-64.7 其它其它PON技术技术oGPON技术oWPON技术o。课后研讨 光接入网的未来主要PON技术：EPON？GPON？WPON？。？2022-10-6
