浅析无源光网络(PON)技术及解决方案.doc

1、浅析无源光网络(PON)技术及解决方案摘要:为了满足人们日益增长的高带宽需求，接入新技术无源光网络 PON 应运而生。基于 PON 的 FTTx 是根据光纤深入用户的程度而区分的不同组网方式，本文就基于 PON 的几种常见的 FTTx 应用场景及解决方案进行介绍。 关键词:无源光网络；PON；FTTx； 中图分类号：TN711 文献标识码：A 文章编号： 1.引言 截止 2010 年 12 月底，中国宽带网民数量达到 4.5 亿，固网用户中的宽带普及率达到 98.3%1，而 ITV 用户也已突破 600 万。人们对带宽的需求越来越高，未来五至十年，用户对带宽的需求将达到 20M（其中110M

2、用于高清电视，23M 用于标清电视，14M 用于 Internet 接入） 。宽带化已成为接入网发展的必然趋势。传统的 xDSL 在带宽上明显已不能满足用户今后的高带宽的需求，所以，接入新技术无源光网络PON（Passive Optical Networks）2应运而生。 2.PON 技术简介 PON 是一种点到多点的无源光网络，它由局端的光线路终端 OLT（Optical Line Terminal） 、用户侧的光网络单元 ONU（Optical Network Unit）/光网络终端 ONT（Optical Network Terminal）以及光分配网络 ODN（Optical Dist

3、ribution Network）组成。 OLT 设备放置在中心机房，具备链路分配、实施监控、管理及维护功能。ONU 放置在用户侧，ONU 与 OLT 之间通过无源分光器连接，其间没有任何有源电子元件及器件，从而也降低了管理维护成本。 PON 使用波分复用 (WDM) 技术实现单芯双向信号传输，为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，采用以下两种复用技术：数据从 OLT 到多个 ONU 以广播式下行，下行波长为 1490nm；对于上行则采用时分多址 (TDMA) 技术分时隙给 ONU 传输上行数据，上行波长为 1310nm【3】 。 2.1PON 的分类 PON 领域中最重要的三中技术为

4、 APON、EPON 和 GPON，其中 APON 因为 ATM 技术发展不顺以及全网 IP 化趋于明显，已逐渐退出历史舞台。目前市场上应用较为广泛的有 EPON 和 GPON。 EPON 是千兆以太网技术与无源光网络的结合，上下行传输速率为 1.25Gbps，典型光分路比为 1：32。它采用点到多点结构、无源光纤传输。在物理层采用了 PON 技术，在链路层使用以太网协议，利用 PON 的拓扑结构实现了以太网的接入。PON 的标准号为 IEEE 802.3ah，由 IEEE EFM 研究小组制定完成。EPON 综合了 PON 技术和以太网技术的优点：低成本、高带宽、扩展性强、灵活快速的服务、与

5、现有以太网的兼容性、方便的管理等等。 GPON 是 ITU-T 的标准，它最大下行传输速率可高达 2.5Gbps，上行最大传输速率达 1.25 Gbps，典型光分路比为 1：64；GPON 遵循 ITU-T G.984 标准，采用 GFP 封装技术，既可以支持 TDM 业务也可以支持以太网业务。GPON 可以灵活地提供多种对称和非对称上下行速率，PON 接口的告警和性能监视能力更强，具有自动进行光纤网络的维护和诊断能力，能够提供更精细的业务模型。 2.2 PON 的优势 相对于传统的 xDSL 接入方式，PON 有如下优势：首选，铜缆的价格逐年上涨并且失窃严重，xDSL 的线路建设成本越来越高

6、，而 PON 的传输介质是价格低廉且资源丰富的光纤，其网络建设成本要远低于 xDSL；其次，光纤为非金属导体，不受雷击，电磁干扰，线路运行维护成本要低于 xDSL；不过最为重要的是 PON 能提供更高的带宽来满足高清电视（ITV）类业务的需求。基于 PON 的 FTTx 接入方式已被广泛看好，作为“FirstMile”的理想接入方式。 3.基于 PON 的 FTTx 应用场景及解决方案 3.1 FTTB 应用场景及解决方案 3.1.1 FTTB 应用场景 FTTB 建网模式主要应用于商业楼宇（写字楼、商场、专业市场、宾馆） 、住宅小区等。 光纤到楼 FTTB 建网模式，多个宽带用户共享一套 O

7、NU，主要应用于商业楼宇和新建小区场合，提供 VOIP 语音业务、宽带上网业务、ITV 业务、可视通讯等综合业务的接入，该种模式满足高带宽业务接入要求，节省纤芯和上行数据端口资源，建网成本较 FTTH 模式低。末端采用五类网线，一般铜线接入距离在 100 米以内，ONU 设备主要放在楼内。 3.1.2 FTTB 解决方案 FTTB 的组网如图 2 所示：OLT 设备放置中心机房，ONU 设备通过分光器和光交接箱上联至 OLT 设备。16 层及以上的商业楼宇或高层楼宇：每单元可放置 23 个 ONU；915 层楼宇：每单元可放置 1 个 ONU；58层商业楼宇：每个 ONU 可覆盖 23 个单元

8、；4 层以下，每个 ONU 可覆盖35 个单元 。当 ONU 至用户的距离 100 米市，ONU 可采用内置 DSLAM+AG方式或 ONU 分散建设方式。 如图 2：FTTB 网络拓扑图 3.2 FTTH 应用场景及解决方案 3.2.1 FTTH 应用场景 FTTH 建网模式主要应用在高档住宅小区、别墅区等。每个用户独享一套 ONU，支持 VOIP 语音业务、宽带上网业务、高清电视业务、ITV 业务、可视通讯等综合业务的接入，根据业务需求类型，选择不同的 ONU终端实现家庭综合通讯业务接入，该种模式的建网成本较高。 3.2.2 FTTH 解决方案 FTTH 的组网如图 3 所示：OLT 设备

9、放置中心机房，分光器集中放置在光交接箱（高档住宅小区安装在地下室，别墅区优选安装在户外） ，分线盒放置在楼层弱电井内（别墅区可采用美化分线盒方式挂在外墙） ，ONU 放置于室内用户终端盒内。光纤到用户家中，每个用户都有单独的ONU。FTTH 建设模式中的 ONU 宜采用内置 LAN+IAD 方式。 图 3：FTTH 网络拓扑图 3.3FTTV/C 应用场景及解决方案 3.3.1FTTV/C 应用场景 FTTV/C 建网模式主要应用于有高带宽需求的行政村落。由于村落分散，距离较长，每个村落的业务量小，为节省建设和维护成本，优选每个行政村落所有用户共享一套 ONU。 3.3.2FTTV/C 解决方

10、案 FTTV/C 的组网如图 5 所示：OLT 一般放在乡镇局所；ONU 设置在有光缆需求的村，每村一个 ONU；根据 OLT 覆盖范围、ONU 需求数量，确定PON 分光比；分光器放置在靠近村落路边的光交接箱或者一体化机柜内，主要采用二级分光方式（分光方式须满足光衰耗要求） ，在局端设置一级光分路器（不均匀分光） ，在行政村设置二级光分路器（均匀分光） 。FTTV/C 建设模式中的 ONU 宜采用内置 DSLAM+AG 方式。 图 5：FTTC/V 网络拓扑图 4.结语 在接入网宽带化大趋势下，PON 的优势是传统 xDSL 无法比拟的，PON不仅能满足用户的高带宽需求，而且能降低电信运营商建网和运行维护成本，而对于选择 EPON 还是 GPON，主要取决于各电信运营商的接入环境、网络背景和运营成本等因素。 参考文献: 1 CNNIC.第 27 次中国互联网发展状况统计报告R.http:/ 2011. 2 石永辉.卢琨.下一代 PON 技术发展及现状J.电力系统通信.2011.32(221):39-40 3 林刚. FTTx 无源光网络路在何方J.通信技术.2011.44(05):85-86