第五章無源光網(wǎng)絡(luò)課件

第五章無源光網(wǎng)絡(luò).無源光網(wǎng)絡(luò)概念無源光網(wǎng)(PON)一般指光傳輸段采用無源器件，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)拓?fù)涞墓饫w接入網(wǎng).無源光器件無源光器件大致可分為連接用的部件和功能性部件兩大類。連接用的部件有各種光連接器，它們不僅可用作光纖和光纖的連接，而且還可以組成功能部件及設(shè)備的一部分，用于部件(設(shè)備)和光纖、或部件(設(shè)備)和部件(設(shè)備)的連接；功能性部件有分路、耦合器、光分波合波器、光衰減器、光開關(guān)和光隔離器等，它們主要用于光的分路、耦合、復(fù)用、衰減、開關(guān)、防反射等方面。.光纖的連接與光纖連接器光纖連接器的基本構(gòu)成光纖連接器的對(duì)準(zhǔn)方式光纖連接器的分類.光纖分路器及耦合器.光波分復(fù)用器光波分復(fù)用技術(shù)是在一根光纖上同時(shí)傳輸多個(gè)波長(zhǎng)光信號(hào)的一項(xiàng)技術(shù)。光波分復(fù)用器是WDM技術(shù)總的關(guān)鍵部件，將不同光源波長(zhǎng)的信號(hào)結(jié)合在一起經(jīng)一根傳輸光纖輸出得器件稱為復(fù)用器。反之，把多波長(zhǎng)信號(hào)分解為個(gè)別波長(zhǎng)分別輸出的器件稱為解復(fù)用器。.光隔離器永久磁鐵軛鐵起偏器入射光檢偏器45°法拉第旋轉(zhuǎn)器反射光0°信號(hào)光90°45°45°反射光起偏器檢波器.光開關(guān)光調(diào)制光開關(guān)波導(dǎo)調(diào)制光開關(guān)微機(jī)械技術(shù)(MEMS)集成光開關(guān).光可變衰減器光軸衰減片旋轉(zhuǎn)軸衰減片A(可連續(xù)變化)衰減片B(階躍變化)圖5-3光衰減器的基本構(gòu)成.PON的基本概念和結(jié)構(gòu)在光纖用戶網(wǎng)的研究中，為了滿足用戶對(duì)于網(wǎng)絡(luò)靈活性的要求，1987年英國(guó)電信公司的研究人員最早提出了PON的概念。后來由于ATM技術(shù)發(fā)展及其作為標(biāo)準(zhǔn)傳遞模式的地位，研究人員開始注意到把ATM技術(shù)運(yùn)用到PON的可能性，并于90年代初提出了APON的建議。.基本概念和特點(diǎn)在光接入網(wǎng)(OAN)中若光配線網(wǎng)(ODN)全部由無源器件組成，不包括任何有源節(jié)點(diǎn)，則這種光接入網(wǎng)就是PON。OLT為光線路終端，它為ODN提供網(wǎng)絡(luò)接口并連至一個(gè)或多個(gè)ODN。ODN為光配線網(wǎng)，它為OLT和ONU提供傳輸手段。ONU為光網(wǎng)絡(luò)單元，它為OAN提供用戶側(cè)接口并和ODN相連。如果ODN全部由光分路器(opticalsplitter)等無源器件組成，不包含任何有源節(jié)點(diǎn)，則這種光接入網(wǎng)就是PON，其中的光分路器也稱為光分支器(OBD,OpticalBranchingDevice)。.PON的結(jié)構(gòu)單星形結(jié)構(gòu).PON的結(jié)構(gòu)多星形(樹形)結(jié)構(gòu).總線結(jié)構(gòu).環(huán)形結(jié)構(gòu).其他的PON技術(shù)副載波復(fù)用PON.其他的PON技術(shù)波分復(fù)用PON.其他的PON技術(shù)超級(jí)PON.PON的功能結(jié)構(gòu).傳輸復(fù)用技術(shù)在PON中傳輸復(fù)用技術(shù)主要完成OLT和ONU連接的功能，其連接可以是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，也可以是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式。多點(diǎn)接人方式有多種，如時(shí)分多址接人(TDMA)，副載波多址接入(SCMA)等。雙向傳輸方式有：空分復(fù)用(SDM)，時(shí)間壓縮復(fù)用(TCM)，波分復(fù)用(W1)M)，副載波復(fù)用(SCM)。.波長(zhǎng)分配1310cm波長(zhǎng)區(qū)，波長(zhǎng)分配范圍是1260-1360nm；1550nm波長(zhǎng)區(qū)，波長(zhǎng)分配范圍是1480—1580nm；測(cè)試或監(jiān)視信號(hào)的傳輸應(yīng)采用其他波長(zhǎng)；當(dāng)采用光放大器時(shí)，以上波長(zhǎng)范圍可能變窄。.ONU的功能結(jié)構(gòu).OLT的功能結(jié)構(gòu).ODN的功能結(jié)構(gòu).操作維護(hù)管理功能OAN子系統(tǒng)特有的OAM功能包括設(shè)備子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)、光的子系統(tǒng)及業(yè)務(wù)子系統(tǒng)。設(shè)備子系統(tǒng)包括OLT和ONU的機(jī)箱、機(jī)框、機(jī)架、供電及光分路器外殼、光纖的配線盤和配線架。傳輸?shù)南到y(tǒng)包括設(shè)備的電路和光電轉(zhuǎn)換。光的子系統(tǒng)包括光纖、光分支器、濾波器和光時(shí)域反射儀或光功率計(jì)。業(yè)務(wù)子系統(tǒng)包括各種業(yè)務(wù)與OAN核心功能適配的部分(如PSTN，ISDN)。.PON的傳輸復(fù)用技術(shù)SDM：空分復(fù)用TDM：時(shí)間壓縮復(fù)用FDM：頻分復(fù)用WDM：波分復(fù)用.APON的關(guān)鍵技術(shù)基于ATM的PON接入網(wǎng)主要由光線路終端OLT(局端設(shè)備)、光分路器(Splitter)、光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(用戶端設(shè)備)，以及光纖傳輸媒質(zhì)組成，一般采用TDMA控制的基帶傳輸方式。局端到用戶端的下行方向上，由OLT通過分路器以廣播方式發(fā)送ATM信元給各個(gè)ONU。.APON的產(chǎn)生及優(yōu)點(diǎn)PON系統(tǒng)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代初期。1996年ITU-T完成了對(duì)G．982的標(biāo)準(zhǔn)化，其主要目標(biāo)是對(duì)2Mbit／s以下接入速率的窄帶PON系統(tǒng)進(jìn)行定義。但是該規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化程度很低，只是對(duì)系統(tǒng)容量、分路比進(jìn)行了規(guī)定。而對(duì)于雙向傳輸技術(shù)、線路速率和幀結(jié)構(gòu)等一系列物理參數(shù)都沒有制定標(biāo)準(zhǔn)。主要原因在于各廠商先有窄帶PON產(chǎn)品，后有規(guī)范，而且各廠商規(guī)范不一，都認(rèn)為自己是最好的選擇，因此到現(xiàn)在為止ITU-T還沒有形成統(tǒng)一完整的規(guī)范。規(guī)范的不統(tǒng)一帶來的是不能形成器件的大規(guī)模生產(chǎn)，以至于價(jià)格居高不下。在全球范圍內(nèi)，日本、德國(guó)和美國(guó)的一些窄帶PON系統(tǒng)已在應(yīng)用。.APON系統(tǒng)結(jié)構(gòu).APON系統(tǒng)的技術(shù)難點(diǎn)測(cè)距突發(fā)模式同步技術(shù)突發(fā)信號(hào)的收發(fā)攪碼技術(shù)媒體接入控制(MAC)協(xié)議.APON的接入控制方案及幀結(jié)構(gòu)下行幀結(jié)構(gòu)上行幀結(jié)構(gòu).APON系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)ATM技術(shù)受挫會(huì)在一定程度上影響APON的前景，但它仍有自己的發(fā)展空間?，F(xiàn)在日本NIT、法國(guó)電信、美國(guó)南方貝爾和英國(guó)電信4家運(yùn)營(yíng)者聯(lián)合推出APON的大型實(shí)驗(yàn)，如果獲得成功的話，有可能大大促進(jìn)APON系統(tǒng)的商用化。由于APON的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，可以實(shí)現(xiàn)大覿模生產(chǎn)和較低成本的要求。根據(jù)FSAN集團(tuán)估計(jì)：如果年產(chǎn)量達(dá)到100萬單元，某些芯片和光器件的集成將會(huì)使成本大幅降低。APON系統(tǒng)價(jià)格的降低有可能大大加速它的發(fā)展，在目前缺乏有效接人手段的情況下，可以快速占領(lǐng)市場(chǎng)。.APON系統(tǒng)所需考慮的問題經(jīng)濟(jì)性問題系統(tǒng)容量和覆蓋范圍