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pon技術的特點與原理

2017年10月31日 16:19 網絡整理 作者: 用戶評論(0
關鍵字:PON(43082)

  什么是pon

  PON(Passive Optical Network:無源光纖網絡)。 PON(無源光網絡)是指(光配線網中)不含有任何電子器件及電子電源,ODN全部由光分路器(Splitter)等無源器件組成,不需要貴重的有源電子設備。一個無源光網絡包括一個安裝于中心控制站的光線路終端(OLT),以及一批配套的安裝于用戶場所的光網絡單元(ONUs)。在OLT與ONU之間的光配線網(ODN)包含了光纖以及無源分光器或者耦合器

  PON系統結構主要由中心局的光線路終端(OLT: Optical Line Terminal)、包含無源光器件的光分配網(ODN: Optical Distribution Network)、用戶端的光網絡單元/光網絡終端(ONU/ONT Optical Network Unit / Optical Network Terminal)組成,其區別為ONT直接位于用戶端,而ONU與用戶之間還有其它網絡,如以太網) 以及網元管理系統(EMS)組成,通常采用點到多點的樹型拓撲結構。

  PON網絡的突出優點是消除了戶外的有源設備,所有的信號處理功能均在交換機和用戶宅內設備完成。而且這種接入方式的前期投資小,大部分資金要推遲到用戶真正接入時才投入。它的傳輸距離比有源光纖接入系統的短,覆蓋的范圍較小,但它造價低,無須另設機房,維護容易。因此這種結構可以經濟地為居家用戶服務。

  pon技術的特點與原理

  PON工作原理

  基本思想:在一定的物理限制和帶寬限制條件下,讓盡可能多的終端設備ONT來共享局端設備OLT和饋送光纖。

  工作原理:OLT將送達各個ONU的下行業務組裝成幀,以廣播的方式發給多個ONU,即通過光分路器分為N路獨立的信號,每路信號都含有發給所有特定ONU的幀,各個ONU只提取發給自己的幀,將其它ONU的幀丟棄;上行方向從各個ONU到OLT的上行數據通過時分多址(TDMA)方式共享信道進行傳輸,OLT為每個ONU都分配一個傳輸時隙。這些時隙是同步的,因此當數據包耦合到一根光纖中時,不同ONU的數據包之間不會產生碰撞。

  仍以EPON系統為例。

  EPON下行串行傳輸原理圖如下:

  pon技術的特點與原理

  對應于N個ONU,OLT有N個MAC端口接口)。在下行方向,OLT為每個已注冊成功的ONU分配一個唯一的鏈路ID(LLID)。EPON下行幀由一個被分成固定長度幀的連續信息流組成,每幀攜帶多個可變長度的數據包(時隙)。OLT在幀中插入發出該幀的MAC端口的LLID,并將數據以可變長度的數據包廣播傳送給所有在EPON上與OLT相連的ONU。數據到達ONU時,由ONU的MAC層進行地址解析,提取出符合自己的LLID的數據包,丟棄其他的數據包。注意,每個ONU只能在預先分配的時隙內接入并取出屬于自己的信息。

  PON技術的特點

  PON是一種接入網技術,定位在常說的“最后一公里”,即在服務提供商、電信局端和商業用戶或家庭用戶之間的解決方案。

  PON網絡的突出優點是消除了戶外的有源設備,所有的信號處理功能均在交換機和用戶宅內設備完成。而且這種接入方式的前期投資小,大部分資金可以等到用戶真正接入時才投入。它的傳輸距離比有源光纖接入系統的短,覆蓋的范圍較小,但它造價低,無需另設機房,維護容易。因此這種結構可以經濟地為居家用戶服務。

  優點:

  1) 多業務:PON系統要求提供語音,數據,視頻等業務接入,業務透明性好,實現真正意義的全業務接入與“三網合一” 。

  2) 高帶寬:EPON目前可以提供上下行對稱的1.25Gb/s的帶寬,并且隨著以太技術的發展可以升級到10Gb/s。GPON則是高達2.5Gb/s的帶寬。

  3) 長距離接入:光纖的傳輸距離高達數百公里,所以實際上物理傳輸層的距離瓶頸在收發光信號的設備光器件上,目前PON標準規定距離為20km,這樣的長度對社區網絡來說已是綽綽有余;

  4) 成本相對低:由于PON系統的ODN部分沒有電子部件,無需電源供應,因此容易鋪設,基本不用維護,建設維護成本低。設備相對簡單,系統對局端資源占用很少,系統初期投入低,擴展容易,投資回報率高。

  5) 擴展性好:目前PON網絡一般采用樹型網絡結構,作為一種點到多點網絡,以一種扇出的結構既節省光纖的資源,同時這種共享帶寬的網絡結構能夠提供靈活的帶寬分配。對終端的接入無需增加主干部分的線路,另外,系統在設計增加了動態測距和分配時隙的技術,終端的增加和拆除不影響整個系統的穩定運行,所以,當系統需要擴充時,所需改動的部分最小,為工程實施提供了靈活的解決方案。

  6) 良好的QoS保證;PON系統設計中,由于本身就是為電信運營商提供多業務接入而設計的技術方案, G/EPON系統對帶寬的分配和保證都有一套完整的體系。在不同業務的服務質量、優先級保證等技術措施上,提供了多種應用解決手段,實現用戶級的SLA,因此,用戶可根據接入的設備重要性的不同,分別設置不同的服務等級,對重要的用戶或重要的應用設備,設置及時、可靠的響應機制,從而實現了多業務、不同服務等級的綜合接入系統。

  7) 無源光網絡是純介質網絡,徹底避免了電磁干擾和雷電影響,極適合在自然條件惡劣的地區使用。

  缺點:

  1) 建網需要重新布線,但布線成本低于銅纜。

  2) 網絡拓樸以星樹形為主。雖然有環形保護的變通方案,但成本效率不是最優,PON最適合的就是末端接入。

  3) 國內應用規模尚小,設備成本降低尚未到位。

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( 發表人:鄧家樂-老賬號 )

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