第6章 无源光网络接入技术 6.1接入网在网络建设中的作用及发展趋势 6.2 网络结构 6.3无源光网络(PON)基础 6.4 PON接入系统 《光纤通信简明教程》原荣
《光纤通信简明教程》原 荣 1 第 6章 无源光网络接入技术 6.1 接入网在网络建设中的作用及发展趋势 6.2 网络结构 6.3 无源光网络（PON）基础 6.4 PON接入系统
6.1接入网在网络建设中的作用 及发展趋势 6.1.1 接入网在网络建设中的作用 。 6.1.2光接入网技术演进 6.1.3三网融合一接入网的发展趋势 (光纤通信简明教程》原荣
《光纤通信简明教程》原 荣 2 6.1 接入网在网络建设中的作用 及发展趋势 • 6.1.1 接入网在网络建设中的作用 • 6.1.2 光接入网技术演进 • 6.1.3 三网融合 ⎯ 接入网的发展趋势
6.1 接入网在网络建设中的作用及 发展趋势 ● 6.1.1 接入网在网络建设中的作用 用户驻地网 核心 骨干网 城域网 接入网 以太网xDSL 计算机 WDM DWDM 电话机 SDH 10Gb/s以太网 HFC PON SDH 无线接入 大用月 局域树 电视机 图6.1.1 信息网模型 《光纤通信简阴数程》原荣
《光纤通信简明教程》原 荣 3 6.1 接入网在网络建设中的作用及 发展趋势 • 6.1.1 接入网在网络建设中的作用 • 图6.1.1 信息网模型 接入网 HFC xDSL 用户驻地网 电话机 计算机 电视机 大用户 局域网 核心 骨干网 WDM SDH PON 城域网 DWDM 以太网 以太网 SDH 无线接入 10 Gb/s
6.1.2 光接入网技术演进 窄带接入逐渐被宽带接入所取代，最终实现光纤 到家； 铜缆接入已逐渐被光缆接入所取代； xDSL:ADSL,VDSL SDH,以太网接入 HFC,3G PON接入：APON、EPON、GPON、WDM- PON、WDM/TDM-PON、OFDM-PON 《光纤通信简明教程》原第
《光纤通信简明教程》原 荣 4 6.1.2 光接入网技术演进 • 窄带接入逐渐被宽带接入所取代，最终实现光纤 到家； • 铜缆接入已逐渐被光缆接入所取代； • xDSL：ADSL, VDSL • SDH, 以太网接入 • HFC, 3G • PON接入：APON、EPON、GPON、WDMPON、WDM/TDM-PON、OFDM-PON
无源与有源接入 光纤接入有无源与有源之分，基于同步数字制式 (的或雅筒步数学匍武'(D5的跳纤接入 是有源接入，基于无源光网络(PON)的接入是 无源接入。 由于PON具有独特的优点，.它能够提供透明宽带 的传送能力；因为PON本身是一种多用户共享的 统，即多个用户共享同一个设备、同一条光缆 霜一不分路器，所成玉 与有源光网络相比，由于PON的固有特性，它的 安装、开通和维护运营成杰大为降低，使系统更 靠、更稳定，因此接入网正在大量应角PO系 统。 《光纤通信简明教程》原弟
《光纤通信简明教程》原 荣 5 无源与有源接入 • 光纤接入有无源与有源之分，基于同步数字制式 （SDH）或准同步数字制式（PDH）的光纤接入 是有源接入，基于无源光网络（PON）的接入是 无源接入。 • 由于PON具有独特的优点，它能够提供透明宽带 的传送能力；因为PON本身是一种多用户共享的 系统，即多个用户共享同一个设备、同一条光缆 和同一个光分路器，所以成本低； • 与有源光网络相比，由于PON的固有特性，它的 安装、开通和维护运营成本大为降低，使系统更 可靠、更稳定，因此接入网正在大量应用PON系 统
异步传输模式（ATM) 异步传输模式(ATM)技术支持可变速率业务，支持时 延要求较小的业务，具有支持多业务多比特率的能力，因 此ATM接入系统能够完成不同速率的多种业务接入，它 既能够提供窄带业务，又能提供宽带业务，即能提供全业 务接入。 另外，电信网的核心部分正在ATM化，为了使用户接入 网部分的PON和核心网的ATM化相兼容，TU-T自1998年 以来，已完成了一整套G.983建议，其目的就是使PON携 带的信息ATM化，这种ATM化的PON称为APON,利用 APON构成的网络是一种全业务接入网(FSAN)。 但是，G.983.1规定APON接入网传输系统下行传输速率最 高为622Mb/s,随着PON分光比的增加，光网络单元 (ONU)数也随之增多，每个ONU所用的带宽就有限。 《光纤通信简阴教程》原
《光纤通信简明教程》原 荣 6 异步传输模式（ATM） • 异步传输模式（ATM）技术支持可变速率业务，支持时 延要求较小的业务，具有支持多业务多比特率的能力，因 此ATM接入系统能够完成不同速率的多种业务接入，它 既能够提供窄带业务，又能提供宽带业务，即能提供全业 务接入。 • 另外，电信网的核心部分正在ATM化，为了使用户接入 网部分的PON和核心网的ATM化相兼容，ITU-T自1998年 以来，已完成了一整套G.983建议，其目的就是使PON携 带的信息ATM化，这种ATM化的PON称为APON，利用 APON构成的网络是一种全业务接入网（FSAN）。 • 但是，G.983.1规定APON接入网传输系统下行传输速率最 高为622 Mb/s，随着PON分光比的增加，光网络单元 （ONU）数也随之增多，每个ONU所用的带宽就有限
EPON 2000年12月，以太网设备供应商提出了将P0N用于以太网 接入的标准研究计划，这种使用PON的以太网称为EPON。 EPON与APON相比，上下行传输速率比APON的高， EPON提供较大的带宽和较低的用户设备成本，除帧结构 和APON不同外，其余所用的技术与G.983建议中的许多 内容类似，如下行采用TDM,上行采用TDMA。 2004年6月，由EFM工作组起草制订的以太网标准EEE 802.3ah正式获得通过，该标准规定传输速率上下行均为 1.25Gb/s。EEE在2006年成立了一个TaskForce工作组， 进行10 G EPON标准EEE802.3av的研究和制订工作。 10 G EPON标准的制订进程较快，已于2009年9月正式发 布。 《光纤通信简明教程》原第
《光纤通信简明教程》原 荣 7 EPON • 2000年12月，以太网设备供应商提出了将PON用于以太网 接入的标准研究计划，这种使用PON的以太网称为EPON。 • EPON与APON相比，上下行传输速率比APON的高， EPON提供较大的带宽和较低的用户设备成本，除帧结构 和APON不同外，其余所用的技术与G.983建议中的许多 内容类似，如下行采用TDM，上行采用TDMA。 • 2004年6月，由EFM 工作组起草制订的以太网标准IEEE 802.3ah正式获得通过，该标准规定传输速率上下行均为 1.25 Gb/s。IEEE在2006年成立了一个TaskForce工作组， 进行10G EPON标准IEEE 802.3av的研究和制订工作。 • 10 G EPON标准的制订进程较快，已于 2009年9月正式发 布
GPON(千兆无源光网络) 鉴于APON标准复杂，成本高，在传输以太网和 P数据业务时效率低，以及在ATM层上适配和提 供亚务复杂。 ● 而EPON存在两大致命的缺陷，即带宽利用率低 和难以支持以太网之外的业务。 因此，全业务接入网(FSAN)组织已制定了一 种融合APON和EPON的优点，克服其缺点的新 的PON,那就是GPON(千兆无源光网络)。 GP0N具有吉比特高速率，92%的带宽利用率和 支持多业务透明传输的能力，同时熊够保证服务 质量和级别，提供电信级的网络蓝测和亚务管理。 《光纤通信简明教程》原
《光纤通信简明教程》原 荣 8 GPON（千兆无源光网络） • 鉴于APON标准复杂，成本高，在传输以太网和 IP数据业务时效率低，以及在ATM层上适配和提 供业务复杂。 • 而EPON存在两大致命的缺陷，即带宽利用率低 和难以支持以太网之外的业务。 • 因此，全业务接入网（FSAN）组织已制定了一 种融合APON和EPON的优点，克服其缺点的新 的PON，那就是GPON（千兆无源光网络）。 • GPON具有吉比特高速率，92 %的带宽利用率和 支持多业务透明传输的能力，同时能够保证服务 质量和级别，提供电信级的网络监测和业务管理
WDM-PON APON、 EPON和GPON都是TDM-PON。APON较低的承 载效率以及在ATM层上适配和提供业务复杂等缺点，现 在已渐渐淡出人们的视线。，而EPON存在两大致命的缺陷， 即带宽利用率低和难以支持以太网之外的业务。GPON虽 然能克服上述的缺点，但上下行均工作在单一波长， 各用 户通过时分方式进行数据传输。这种在单一波长上为每个 用户分配时隙的机制，既限制了每用户的可用带宽： 大浪费了光纤自身的可用带宽，不能满足不断出现的宽带 网络益角並务的需求。 在这种背景下，人们就提出了WDM-PON的技术构想。 WDM-PON能克服上面所述的各种PON缺点。近年来， 由于WDM器件价格的不断下降，WDM-PON技术本身的 不断完善，NDM-PON接入网应用到通信网络中己成为可 。相信，随着时间的推移，把WDM技术引入接入网将 是 下 一代接入网发展的必然趋势
《光纤通信简明教程》原 荣 9 WDM-PON • APON、EPON和GPON都是TDM-PON。APON较低的承 载效率以及在ATM层上适配和提供业务复杂等缺点，现 在已渐渐淡出人们的视线。而EPON存在两大致命的缺陷， 即带宽利用率低和难以支持以太网之外的业务。GPON虽 然能克服上述的缺点，但上下行均工作在单一波长，各用 户通过时分方式进行数据传输。这种在单一波长上为每个 用户分配时隙的机制，既限制了每用户的可用带宽，又大 大浪费了光纤自身的可用带宽，不能满足不断出现的宽带 网络应用业务的需求。 • 在这种背景下，人们就提出了WDM-PON的技术构想。 WDM-PON能克服上面所述的各种PON缺点。近年来， 由于WDM器件价格的不断下降，WDM-PON技术本身的 不断完善，WDM-PON接入网应用到通信网络中已成为可 能。相信，随着时间的推移，把WDM技术引入接入网将 是下一代接入网发展的必然趋势
光正交频分复用PON(OFDM-PON) WDM-PON可以透明地分发多种业务，然 而多个波长可能要求多个收发机和阵列波 导光栅(AWG)或光滤波器，这样就增加 了系统费用和成本。 此外，WDM-PON也缺乏在不同业务间动 态分配资源的灵活性。 为了克服以上PON的缺陷，科学家们就提 出了光正交频分PON(OFDM-PON)。 《光纤通信简明教程》原
《光纤通信简明教程》原 荣 10 光正交频分复用PON（OFDM-PON） • WDM-PON可以透明地分发多种业务，然 而多个波长可能要求多个收发机和阵列波 导光栅（AWG）或光滤波器，这样就增加 了系统费用和成本。 • 此外，WDM-PON也缺乏在不同业务间动 态分配资源的灵活性。 • 为了克服以上PON的缺陷，科学家们就提 出了光正交频分PON（OFDM-PON）