PON中的光模塊解決方案

1、PON中的光模塊解決方案本文關(guān)鍵字:LAN寬帶QoS以太網(wǎng)局域網(wǎng)PON光纖WDM無源光網(wǎng)絡(luò)(PON：PassiveOpticalNetwork)是指一種點到多點的光纖接入技術(shù)，它由安裝于中心控制站的OLT(光線路終端)，一批配套的安裝于用戶場所的ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)以及ODN(光分配網(wǎng)絡(luò))組成。在OLT與ONU之間的光配線網(wǎng)(ODN)包含了光纖以及無源分光器或者耦合器等無源器件，不含有任何有源設(shè)備。PON由于在光纖接入方式中具有相對成本低，方便平滑升級等優(yōu)勢，成為未來接入網(wǎng)寬帶發(fā)展的方向。PON(PassiveOpticalNetwork)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到現(xiàn)在已有多種形式，如APON/BPON、EP

2、ON、GPON等，但是其基本構(gòu)造基本差異不太，如圖1所示。在傳送數(shù)據(jù)是，下行采用廣播方式,由局端的OLT將下行的光信號經(jīng)過光分路器(Splitter),分成多路給各個ONU,而每個ONU上行的信號逆向通過光耦合器合成在一根光纖多任務(wù)傳送給OLT。圖1PON的拓撲結(jié)構(gòu)采用Splitter被動組件的PON，除減少網(wǎng)絡(luò)機房及設(shè)備維護的成本更節(jié)省了大量光纜資源等建置成本。因此具有成本低，管理方便，適合于人口密集的居住環(huán)境等優(yōu)點。主要表現(xiàn)在如下幾個方面：其一，簡化供電，避免電磁干擾和雷電影響，從而減少了線路和外部設(shè)備的故障率；其二，PON的業(yè)務(wù)透明性較好，能比較經(jīng)濟地支持模擬廣播電視業(yè)務(wù)，具備三網(wǎng)合一功

3、能；其三，局端設(shè)備和光纖為用戶所共享，在用戶數(shù)較多的情況下綜合成本可明顯降低。當然PON網(wǎng)絡(luò)也有其不足的地方，主要缺點有兩點：一是一次性投入成本較高，由于需要測距輔助等電路，并且需要高速收發(fā)模塊，因此有源部分尤其是OLT價格很高，而光纖和分路器等無源基礎(chǔ)設(shè)施又必須一次到位，這樣當用戶數(shù)較少或用戶分布超過某一限定距離時，每用戶的成本很高。二是支路會按分配比分去大量光功率使傳輸距離縮短，多局限在20Km以內(nèi)。PON的標準技術(shù)上有APON(ATMPON)、BPON(BroadbandPON)、EPON(EthernetPON)及GPON(GigabitCapablePON)四種技術(shù)。不同PON技術(shù)有

4、著不同的優(yōu)缺點，如下表所示:標準A/BPONEPONGPON標準制定機構(gòu)ITU-T(FSAN)IEEE802.3ahITU-T(FSAN)G.983.1/3G.984.2標準制定時間19982004.072003.01上行線路速度155/622Mbps1.25Gbps155M2.488Gbps下行線路速率155/622Mbps/1.25Gbps1.244/2.488Gbps1.25Gbps數(shù)據(jù)鏈路層ATMEthernetATM/Ethernet協(xié)議overGEM線路編碼NRZ8B/10BNRZ分路比1:321:161:64最大傳送距離20km10km/20km20km上行波長1310nm131

5、0nm1310nm下行波長1490/1550nm1490nm1490nmTDM支持TDMoverTDMoverTDMoATM/ATMPacketTDMoPacketQoSGoodPoorGoodWDMYesNoYes安全性GoodPoorGood表1主流PON技術(shù)比較APON(ATM-PON)是FSAN(FullServiceAccessNetwork,全業(yè)務(wù)接入網(wǎng))于20世紀90年代中期開發(fā)完成的，并將其定為ITU的標準，即G.983協(xié)議。APON是結(jié)合ATM多業(yè)務(wù)多比特率支持能力和無源光網(wǎng)絡(luò)透明寬帶傳送能力的解決方案。它是基于信元的傳輸系統(tǒng)，為點到多點的傳輸系統(tǒng)的復(fù)用和多路接入方式提供了良

6、好的基礎(chǔ)，這種傳輸結(jié)構(gòu)為多用戶共享整個帶寬提供了基礎(chǔ)。由于在局域網(wǎng)領(lǐng)域，Ethernet技術(shù)高速發(fā)展，使Ethernet成為廣為接受得標準，從而促進了EPON的發(fā)展oEPON是由IEEE802.3工作組在2000年11月成立的EFM(EthernettheFirstMile)研究小組提出的。EPON是幾個最佳的技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的結(jié)合。EPON以Ethernet為載體，采用點到多點結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸方式，下行速率目前可達到10Gbit/s,上行以突發(fā)的以太網(wǎng)包方式發(fā)送數(shù)據(jù)流。另外，EPON也提供一定的運行維護和管理(OAM)功能。EPON技術(shù)和現(xiàn)有的設(shè)備具有很好的兼容性。而且EPON還可以輕松實現(xiàn)

7、帶寬到10Gbit/s的平滑升級。新發(fā)展的服務(wù)質(zhì)量(QoS)技術(shù)使以太網(wǎng)對語音、數(shù)據(jù)和圖像業(yè)務(wù)的支持成為可能。這些技術(shù)包括全雙工支持、優(yōu)先級(p802.1p)和虛擬局域網(wǎng)(VLAN),所以得到極為廣泛的應(yīng)用。GPON是FSAN組織于在2001年開始起草的超過1Gb/s速率的PON網(wǎng)絡(luò)標準。GPON(GigabitPON)不但可以提供高速的比特率，而且支持各種接入服務(wù)，特別是非常有效地支持原有格式的數(shù)據(jù)分組和TDM流。GPON提供1.244和2.488Gb/s的下行速率和所有標準的上行速率，具有高速寬帶及高效率傳輸?shù)奶匦?。而且它的幀結(jié)構(gòu)不基于任何指定類型的格式，是基于各種用戶信號原有格式的封裝。

8、在FSAN的推動下，GPON也開始不斷的發(fā)展。在PON方式中則是ONU與OLT配套使用，一般說來1個OLT最多可以對應(yīng)32個ONU,作為全球最大的光電器件制造商之一，WTD可以提供從芯片，器件到模塊的全系列解決方案。WTD的BPONTriplexerONUWTDBPONTriplexerONU具備如下的性能參數(shù)傳輸距離達到20km工作溫度為：-4085C下行速率622Mb/s,上行速率155Mb/s頻率范圍：40M880MHz輸出光功率：-2+4dBm靈敏度：-28dBm(fullduplex)CSO-60dBc,CTB46dB符合ITU-TG.983.3標準符合RoHS以及WEEE標準WTD

9、的GEPONONU/OLT傳輸距離達到20km工作溫度為：070C下行速率1.25Gb/s,上行速率1.25Gb/s2x5/2x6MSASFF封裝符合IEEE802.3ah1000BASE-PX符合RoHS以及WEEE標準WTD的GPONONU/OLT傳輸距離達到20km工作溫度為：070C下行速率2.5Gb/s,上行速率1.25Gb/sB+級別輸出光功率：0+5dBm(DFBLD)靈敏度：-29dBm(APD)擁有2R功能2x5MSASFF封裝符合ITUTG.984.2符合RoHS以及WEEE標準我們可以看到，雖然由于EPON的靈活性、低成本在日本市場已經(jīng)取代BPON,成為目前PON市場的主

10、流，雖然在技術(shù)上GPON具有更大的優(yōu)勢，只是由于成本和技術(shù)上的瓶頸,目前仍停留在試驗階段,無法大規(guī)模進入市場。但是可以預(yù)期在一、二年內(nèi)這個瓶頸一定會被突破。到時GPON將會大規(guī)模擠占PON市場。對于PON模塊而已，目前幾乎無一例外都是單纖雙向收發(fā)一體的PON光模塊產(chǎn)品，外形尺寸向小型化發(fā)展，現(xiàn)在絕大多數(shù)EPON光模塊都是SFF封裝(2X5pin或2X6pin)單纖雙向(尾纖型或SC插拔式)。在EPONOLT方面，國內(nèi)外已有一些廠商推出了尾纖型SFP封裝的OLT光模塊。WTD也已經(jīng)推出EPONSFP封裝、LC光接口OLTTransceiver，它除了符合EPONOLT的光電指標，還要符合SFPM

11、SA和SFF-8472標準。在IEEEE802.3ah標準中只規(guī)定了EPON分路比是1：16，但是現(xiàn)在不少設(shè)備制造商傾向于采用1：32分路比，由于分路比提高，光分路器的插入損耗會增加3dB，相應(yīng)的光模塊接收靈敏度也要提高3dB。對ONU光模塊接收靈敏度沒有什幺問題。而對于OLT光模塊，由于是突發(fā)式光接收，在20KM（PX20）情況SW-30dBm，探測器就需要采用APD來取代PIN。突發(fā)模式光接收技術(shù)一直是PON的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前，速率622Mbps以下的突發(fā)模式光接收技術(shù)基本上已經(jīng)解決，EPON傳輸?shù)氖?B/10B碼型（連0或是1不超過5個）包間隔很長（幾百ns）OLT接收建立時間（Settlingtime）W400ns。所以在這樣寬松條件下，EPON的OLT1.25Gbps