浅谈PON技术的发展前景与应用.doc

浅谈PON技术的发展前景与应用摘要：在PON技术还未正式商用前各电信运营商宽带接入方式主要为LAN和DSLDSL接入方式市场占用率较高虽然当时可以满足人们对宽带的需求但其对互联网电视、视频类节目等新业务的支持能力却严重受限。大带宽的接入需求将成为宽带发展的方向。在接入网技术的选择上各电信运营商比较青睐于VDSL和FTTX技术其中VDSL是利用电话线开通高速宽带业务由于其成本相对较底提速存在局限性只能作为一种过渡性方案为用户提供差异化服务。但随着互联网电视、网络视频会议、在线大型网游和HDTV等新业务的出现用户对带宽需求也越来越高与此同时随着光缆、PON网络设备成本的下降以及PON技术的不断成熟使得FTTX应用技术成为高速宽带接入网发展的方向。当今接入网技术中EPON和GPON为PON技术中的两大主流技术这两项技术各有优劣但基于市场需求、成本以及技术成熟度等因素EPON已广泛应用于FTTX领域。而GPON市场将成为EPON的补充市场GPON将成为EPON的升级技术。本文将着重阐述PON技术在当今接入市场上的优势及未来的发展前景和应用。关健词：无源光网络PONDSL引言随着互联网的快速发展推动了诸如互联网电视、网络视频会议、在线大型网游和HDTV等高带宽业务不断涌现人们对网络的依赖和高带宽的需求将日益明显。在高速带宽需求下传统的铜缆接入技术（如VDSL）已无法满足需求而VDSL技术虽然可达到很高的带宽但其开通高速宽带业务受距离的约束离VDSL设备越近速率越高。因为成本的原因电信运营商利用前期铜缆资源采用XDSL接入技术已接入了大量用户因此如何发挥好前期的铜缆资源成为确定目前宽带接入最佳解决方案的前提。采用PON技术将OLT节点逐渐下沉到业务密集区接入层由铜缆网逐渐向光接入网（FTTX）演进是现阶段接入网发展的方向和最佳选择。PON技术的发展1.什么是PONPON（无源光网络）是一种全新的点到多点的光纤接入技术它由光节点OLT（光线路终端）、用户侧终端设备ONU（光网络单元）和ODN（光分配网络）组成光分配网络全程采用无源光器件。图1为PON的一般网络结构。PON的主要特点是户外的所有设备都采用无源光器件所有信号处理、数据交换都在OLT和ONU设备内完成。这种接入方式前期只需投入少量资金待有用户接入需求时才正式投入资金因此该种接入方式投资回报率高陪受运营商们亲睐。PON的复杂性在于信号处理技术。下行方向：OLT以广播的方式向所有ONU发送信息ONU只需接收自己请求的信息其它的信息全部拒绝接收。上行方向：采用TDMA（时分多址）的方式任何一个时刻只允许有一个ONU发送上行信号各ONU发送的上行信号按时间先后顺序排列好通过光分路耦合进一根共用光纤以时分复用方式复合成一个连续的数据流最终传输至OLT设备。2.PON的几种形式当前PON技术主要存在以下三种形式：APON、EPON和GPON。1)APONAPON是FSAN（FullServiceAccessNetwork）于20世纪90年代中期开发完成的。以ATM作为网络协议PON作为网络平台。APON接入网的分层结构APON分为传输媒质层和通道层。传输媒质层又包括传输会聚子层和物理媒质子层。Ⅰ.传输媒质层线路比特速率G.983.1建议规定：APON的数字信号比特率为8kHz的整数倍标称线路速率包括以下三种：1、下行和上行均为155.52Mbit/s的对称速率；2、下行为622.08Mbit/s、上行为155.52Mbit/s的非对称速率；3、下行和上行均为622.08Mbit/s的对称速率。物理媒质与波长分配光缆是接入网中最主要的传输媒质而PON设备的传输距离较短最长为20km因此G.983.1规定PON中的ODN（光分配网络）采用G.652光纤。PON系统传输分为以下两种方法：一、采用单纤波分复用双向传输上行采用1260～1360nm波长下行采用1480～1500nm波长；二、采用双纤空分复用双向传输上下行采用同一工作波长波长范围为1260～1360nm。Ⅱ.传输会聚层传输会聚层主要负责OLT和ONU之间上行和下行方向ATM信元的无误传输。在PON中下行方向采用广播的方式向所有与之相连的ONU发送信息。在上行方向物理层开销包括以下几种PLOAM、MAC信道的微时隙和加在其上的开销字节。Ⅲ.帧结构APON的上下行传输帧由一连续时隙流组成每个下行时隙需要一个ATM信元的时间每个信元占53个字节每个字节由8个比特组成。ONU在接收到OLT发送的授权字节后才发送一个ATM信元。也可变频率OLT要求ONU发送一个PLOAM信元或微型时隙该信元须包括ONU对带宽需求的信息以便OLT进行带宽的动态分配。2)EPON经过多年的发展和技术研究APON仍未真正应用于接入网市场。究其原因是ATM协