光纖接入技術課件

11.1光纖接入技術概述光纖具有傳輸帶寬大、傳輸衰減小等突出的優(yōu)點.因而成為現(xiàn)代通信網(wǎng)中長途干線傳輸和局間中繼傳輸?shù)闹饕侄?。光纖接入網(wǎng)OAN就是采用光纖傳輸技術的接入網(wǎng).泛指本地交換機模塊與用戶之間采用光纖作為傳輸介質(zhì)的通信系統(tǒng)。隨著信息化社會的不斷發(fā)展.人們不再滿足于一般的電話和廣播電視業(yè)務.許多新業(yè)務.特別是寬帶新業(yè)務的市場需求急劇增加。例如.計算機通信、高速數(shù)據(jù)傳真、信息存儲、電子郵件、遙測遙控、股市行情、會議電視、有線電視、高清晰度電視、視頻點播以及各種數(shù)據(jù)檢索.等等。這些業(yè)務不僅種類繁多.而且對傳輸質(zhì)量和可靠性的要求較高.傳統(tǒng)的銅線接入網(wǎng)很難以較高的傳輸質(zhì)量支持上述新業(yè)務.因此旱在20世紀80年代前期.美國、英國等一些發(fā)達國家就開始研究光纖接入網(wǎng)的有關技術。下一頁返回11.1光纖接入技術概述隨著光通信技術的成熟與發(fā)展.光纖接入網(wǎng)使用的各種設備與部件及網(wǎng)絡設計與施工技術都達到了實用化水平.這也為光纖接入網(wǎng)的工程實現(xiàn)提供了有力的技術支持。80年代末期.光纖接入網(wǎng)的有關技術已經(jīng)趨于成熟.達到實用化程度。實用化的光纖接入網(wǎng)于20世紀90年代初期已經(jīng)建立。到了90年代中期.光纖接入網(wǎng)得到了迅速的發(fā)展.成為通信網(wǎng)建設的一個熱點。光纖接入網(wǎng)的技術標準形成得比較旱。1996年.ITU-T通過了G.982建議.其目標主要是釗對2Mb/s以下速率的窄帶光纖接入網(wǎng)(NPON)系統(tǒng);從1998年開始.ITU-T針對ATM寬帶無源光纖接入網(wǎng)(APON).先后通過了G.983.1,G.983.2,G.983.3建議。另外.IEEE組織就以太網(wǎng)無源光接入網(wǎng)(EPON)也通過了相關標準。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述在北美.美國貝爾通信研究所提出了一種稱為光纖環(huán)路系統(tǒng)(FITL)的概念.其實質(zhì)和目的與ITU-T所規(guī)定的(OAN基本一致.只是具體規(guī)范稍有差異.因而一般OAN和FITL可以等效使用.不作區(qū)分。當前，光纖已經(jīng)廣泛地應用于長途通信和局間中繼通信。在接入網(wǎng)環(huán)境，光纖也已經(jīng)開始廣泛應用于大型企事業(yè)單位與本地交換機之間的連接及饋線段。盡管銅線接入網(wǎng)在目前階段仍然占據(jù)著接入網(wǎng)的主要地位，但從發(fā)展的觀點來看，光纖接入網(wǎng)最終取代銅線接入網(wǎng)只是時間問題。光纖接入網(wǎng)的發(fā)展目標可以歸納為以下幾個方面。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述(1)減少銅纜的運行和維護費用并降低故障率.建設適應末來需要的通信基礎設施:現(xiàn)有的銅線接入網(wǎng)有許多難以克服的缺點和限制因索.例如.傳輸帶寬窄、損耗大、機線陳舊、維護費用高以及地下管道擁擠、打容困難等。這種現(xiàn)狀很難適應當前和今后人們對通信的要求.因此必須加以必要的改造和更新?lián)Q代。光纖接入網(wǎng)可以顯著降低線路費用和日常維護管理費用.而且光纖網(wǎng)絡故障率低.有利于提高網(wǎng)絡可靠性。(2)提供從窄帶到寬帶的多種業(yè)務.支持開發(fā)新業(yè)務:傳統(tǒng)電信網(wǎng)不能提供CATV,VOD,高速數(shù)據(jù)等寬帶業(yè)務.而光纖網(wǎng)可提供語音、低速數(shù)據(jù)、高速數(shù)據(jù)、CATV,VOD等業(yè)務.是一個個業(yè)務網(wǎng)絡。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述(3)增加傳輸距離.加大覆蓋區(qū)面積.有利于簡化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu):傳統(tǒng)的銅線接入網(wǎng)服務區(qū)域較小(半徑小于5km),銅纜數(shù)量不夠時很難接入新的用戶.而且新建局費用很高、耗時較長。光纖接入網(wǎng)服務區(qū)域較大(半徑在50km以內(nèi)).很容易接入新的用戶.而且不用建新的交換局就能迅速提供業(yè)務。(2)便于實現(xiàn)混合接入網(wǎng).具有靈活的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu):引入光纖接入網(wǎng)(特別是FTTC/FTTB)以后.剩下的雙絞線或同軸電纜段的距離已經(jīng)很短.因而使寬帶業(yè)務的傳送成為可能。這種將光纖與現(xiàn)有雙絞線或同軸電纜結(jié)合的方法.可以充分利用現(xiàn)有的巨大網(wǎng)絡資源.提供經(jīng)濟的寬/窄帶混合接入結(jié)構(gòu).進一步提高網(wǎng)絡的使用效率.降低網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)成本。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述11.1.1光纖接入網(wǎng)的分類及特點光纖接入網(wǎng)系統(tǒng)可以分為兩大類:有源光網(wǎng)絡系統(tǒng)(AON)和無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)(PON)。這兩者的區(qū)別在于光配線網(wǎng)中所采用的分(合)路設備不同。AON中采用PITH或SIGH有源電復用設備作為分(合)路設備;而PON中則采用簡單的無源光分路器作為分(合)路設備。AON系統(tǒng)的主要特點是存在有源電復用設備.因而容易造成傳輸?shù)摹款i效應”.且系統(tǒng)成本與維護費用較高;PON系統(tǒng)的主要特點則與其相反.即不存在有源電復用設備造成的傳輸’‘瓶頸效應”.故能充分利用光纖的寬帶傳輸特性.同時具有系統(tǒng)成本與維護費用低、業(yè)務透明等一系列優(yōu)點。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述與AON相比.PUN的發(fā)展更為迅速。PON已由旱期的窄帶接入NPON發(fā)展到目前的寬帶接入BPON。根據(jù)所采用的傳輸技術不同.目前13PN又出現(xiàn)了基于ATM傳輸技術的APON,基于以太網(wǎng)傳輸技術的EPON和千兆無源光網(wǎng)絡GPON等.第二、三節(jié)中將對它們分別進行介紹。11.1.2光纖接入網(wǎng)的配置ITU-T第15研究組于1996年6月通過了世界上第一個無源光網(wǎng)絡(PON)的國際建議G.982.提出了一個與業(yè)務應用無關的光接入網(wǎng)功能參考配置示例.如圖11.1所示。該參考配置原則上也適用于其他配置結(jié)構(gòu)。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述圖中從業(yè)務節(jié)點接口SNI(V接口)到用戶網(wǎng)絡接口UNI(T接口)之間的部分稱為無源光接入鏈路。根據(jù)這一功能參考配置，可以將光纖接入網(wǎng)定義為:共享同樣網(wǎng)絡側(cè)接口，且由光接入傳輸系統(tǒng)支持的一系列接入鏈路。它由光線路終端(OLT)、光配線網(wǎng)(ODN)、光網(wǎng)絡單元(ONU)及適配功能(AF)組成。用戶網(wǎng)絡接口(UNI)與中心局((SN)的不同交換接口相連以支持不同的業(yè)務，光線路終端(OLT)通過光配線網(wǎng)(ODN)與若干光網(wǎng)絡單元(ONU)相連，光網(wǎng)絡單元通過用戶網(wǎng)絡接口為一個或多個用戶服務。發(fā)送參考點S是緊靠發(fā)送機(ONU或OLT)的光連接器后的光連接點;接收參考點R是緊靠接收機(ONU或OLT)的光連接器前的光連接點;a參考點是ONU與AF之間的電連接點。下面對幾個主要功能模塊的作用進行簡單介紹。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述1.光線路終端(OLT)OLT為光接入網(wǎng)提供交換機與光配線網(wǎng)(ODN)之間的光接口，并提供必要的手段來傳遞不同的業(yè)務。OLT的任務是分離交換和非交換業(yè)務，管理來自ONU的信令和監(jiān)控信息，為ONU和它自身提供維護和指配功能，兩者形成主從通信關系。在物理上，OLT可以是獨立設備，也可以與其他功能集成在同一設備內(nèi)。可以直接設在本地交換機處，也可以設置在遠端。OLT的功能結(jié)構(gòu)由核心功能塊、業(yè)務功能塊和通用功能塊組成，如圖11.2所示。OLT的核心功能塊主要包括以下3種功能。(1)數(shù)字交叉連接功能。為OLT向ODN側(cè)和網(wǎng)絡側(cè)的可用帶寬提供交叉連接能力。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述(2)傳輸復用功能。為ODN的發(fā)送和接收業(yè)務通路提供必要的復用和解復用功能。(3)ODN接口功能。為ODN提供一系列物理光接口.實現(xiàn)與ODN之間的一系列光纖連接。其功能包括光/電和電/光轉(zhuǎn)換。OLT的業(yè)務功能塊主要實現(xiàn)業(yè)務端口功能。至少應能攜帶ISDNPRA速率.能夠至少提供一種業(yè)務或同時支持兩種或多種不同業(yè)務。任何提供兩個或多個2Mb/s端口的支路單元(TU)都應能以每個端口為基礎進行獨立配置。OLT設備中的每一個支路單元都應能允許容納任何類型的TU,OLT還應支持任何不超過最大設計數(shù)目且承載不同業(yè)務類型的TU。OLT的通用功能塊主要實現(xiàn)將外部電源轉(zhuǎn)換為OLT所需要的各種電壓和OAM兩種功能。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述2.光配線網(wǎng)(ODN)ODN為(OLT和ONU提供以光纖作為傳輸媒介的物理連接.完成光信號功率的分配。ODN是由無源光器件(諸如光纖/光纜、光連接器、光分路器和波分復用器等)組成的純無源光配線網(wǎng).其拓撲結(jié)構(gòu)一般采取樹型、星型或總線型。在(ODN結(jié)構(gòu)中.當與一個(OLT相連的ONU數(shù)量較多時.可以使用光纖放大器來補充光能量.以便延長傳輸距離和打大服務用戶數(shù)目.如圖11.3所示。3.光網(wǎng)絡單元(ONU)ONU的作用是為光纖接入網(wǎng)提供遠端用戶側(cè)接口。ONU的用戶側(cè)是電接口而網(wǎng)絡側(cè)是光接口.因此它要完成光/電和電/光轉(zhuǎn)換任務;另外.它還要完成對語音信號的A/D和D/A轉(zhuǎn)換等數(shù)字化處理和復用任務;上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述它還具有信令處理以及維護管理功能。ONU的功能結(jié)構(gòu)框圖如圖11.4所示。與OLT的功能結(jié)構(gòu)相類似.ONU的功能結(jié)構(gòu)也包括核心功能塊、業(yè)務功能塊和通用功能塊3部分。ONU的核心功能塊主要完成以下功能。(1)用戶和業(yè)務復用功能。對來自不同用戶的信息進行組裝并傳送給ODN;同時將來自ODN的信息進行拆裝，送給不同用戶。此功能與不同的業(yè)務接口功能相連接。(2)傳輸復用功能。對來自ODN接口的信號進行評估與分配，提取出與ONU相關的信息;同時在送給ODN接口的信號中插入與ONU相關的信息。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述(3)ODN接口功能。為ODN提供一系列物理光接口，實現(xiàn)與ODN之間的一系列光纖連接。其功能包括光/電和電/光轉(zhuǎn)換。ONU的業(yè)務功能塊主要提供用戶端口功能，包括提供用戶業(yè)務接口并將其適配到64kb/s或nX64kb/s，以及信令轉(zhuǎn)換功能。ONU的通用功能塊主要實現(xiàn)供電功能和OAM兩種功能。幾個ONU可以公用同一供電系統(tǒng)。為了提高可靠性，供電系統(tǒng)必須設有備用電池;當主用電源故障時，備用電池能夠保證ONU正常工作。供電方式可以為遠端供電，也可以為本地供電。OAM功能為ONU的所有功能塊提供操作、管理與維護功能，例如不同功能塊的環(huán)回控制功能等。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述ONU的設置位置具有很大的靈活性，既可以設置在用戶所在地，也可以設置在配線點甚至在靈活接入點。根據(jù)ONU在光纖接入網(wǎng)中所處的不同位置，可以將光纖接入網(wǎng)劃分為幾種不同的基本應用類型:·光纖到小區(qū)(FDerToTheZone,FTTZ);·光纖到路邊(FDerToTheCurb,FTTC);·光纖到樓(FDerToTheBuilding,FTTB);·光纖到辦公室(FDerToTheOffice,FTTO);·光纖到戶(FDerToTheHome,FTTH)。各種類型的具體應用方法與特點將在第二節(jié)中進行介紹。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述4.適配功能(AF)AF為ONU和用戶設備提供適配功能，具體物理實現(xiàn)既可以包含在ONU內(nèi)，也可以完全獨立。當ONU與AF獨立時，AF還要提供在最后一段引入線上的業(yè)務傳送功能。5.網(wǎng)管功能(OAM)OAM是光纖接入網(wǎng)的操作、管理與維護單元，它通過Q3接口與電信管理網(wǎng)(TMN)相連，與其進行通信并接受其管理。光纖接入網(wǎng)的OAM功能可以從兩個不同方面來描述，即功能子系統(tǒng)與功能類別。功能子系統(tǒng)包括:設備子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)、光子系統(tǒng)和業(yè)務子系統(tǒng)。光纖接入網(wǎng)的功能類別包括:配置管理、性能管理、故障管理和安全管理。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述11.1.3光纖接入網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)對網(wǎng)絡設計、功能配置、可靠性等有重要影響。所謂拓撲結(jié)構(gòu)泛指網(wǎng)絡的布局和形狀。拓撲結(jié)構(gòu)進一步可以分為物理配置結(jié)構(gòu)和邏輯配置結(jié)構(gòu)。物理配置結(jié)構(gòu)指網(wǎng)絡節(jié)點、傳輸鏈路的布局和幾何排列，它反映出網(wǎng)絡的物理形狀和物理上的連接特性。邏輯配置結(jié)構(gòu)指各信號通道的使用方式，它反映了網(wǎng)絡的邏輯形狀和邏輯上的連接特性。邏輯配置結(jié)構(gòu)決定了業(yè)務的特性(如單向廣播還是雙向交互型業(yè)務)，而且比較容易修改。物理配置結(jié)構(gòu)決定了最終可以獲得的可靠性，而且難以輕易修改，具有較長時間的相對穩(wěn)定性。一個物理配置結(jié)構(gòu)可以同時支持幾種不同的邏輯配置結(jié)構(gòu)。光纖接入網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)是其基礎技術之一。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述以下著重從物理配置結(jié)構(gòu)的角度介紹各種實用光纖接入網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)及特點。1.總線型結(jié)構(gòu)總線型結(jié)構(gòu)具有一條共享的主干信道(該信道可以使用一根雙向傳輸?shù)墓饫w線路或兩根單相傳輸?shù)墓饫w線路).各個光網(wǎng)絡單元通過光禍合器連接到共享信道上.采用時分多路、頻分多路等方法使各節(jié)點共享同一條信道·線路終點不閉合·如圖11.5所示。從端局發(fā)出的信號沿主干信道傳輸.每個用戶根據(jù)所采用的復用方法挑選出屬于自己的支路信導.只要總線帶寬足夠?qū)?不僅傳送低速雙向業(yè)務沒有問題.傳輸分配型業(yè)務也沒有問題。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述總線型網(wǎng)絡的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單.新增或刪除節(jié)點十分容易.某一個節(jié)點功能發(fā)生故障時不會影響其他節(jié)點.而且共享主干信道使得網(wǎng)絡造價相對較低。其缺點在于主干信道本身出現(xiàn)故障時.整個網(wǎng)絡的連通性將受到嚴重損害。2.星型結(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)是將具有控制交換功能的禍合器作為中心節(jié)點.向四周輻射與目的地節(jié)點以獨立鏈路相連。星型結(jié)構(gòu)基本上是點對點的連接.與現(xiàn)有電纜用戶網(wǎng)的結(jié)構(gòu)很相似。在應用過程中.根據(jù)不同接入網(wǎng)環(huán)境的需求.星型結(jié)構(gòu)又可以具體表現(xiàn)為單星型結(jié)構(gòu)、雙星型結(jié)構(gòu)和多星型結(jié)構(gòu)。(1)單星型結(jié)構(gòu)。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述如圖11.6所示為單星型結(jié)構(gòu)的拓撲連接方式.這種拓撲結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點在于:它與現(xiàn)有電纜接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)兼容.與現(xiàn)有電纜管道的安排和走向也自然吻合;純無源網(wǎng)絡結(jié)構(gòu).網(wǎng)絡更新升級和維護工作相對簡單;每個用戶都有一條專用光纖與端局相連.因而用戶之間完全獨立.保密性極好；可以支持現(xiàn)有的所有單雙向業(yè)務.也能支持末來出現(xiàn)的任何新業(yè)務。單星型結(jié)構(gòu)的主要缺點在于:由于每個用戶都有專用光纖連接.光纖和光源等無法由多個用戶共享.因而這種結(jié)構(gòu)的成本很高;從端局出來的光纖數(shù)量很大.需要敷設芯數(shù)高達數(shù)百數(shù)千的饋線光纜.尺寸很大難以處理.而且一旦被切斷后需要很長的修復時間。目前.這種拓撲連接方式只適用于幾十線以上的大型企事業(yè)用戶群。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述(2)雙星型結(jié)構(gòu)。雙星型結(jié)構(gòu)是單星型結(jié)構(gòu)的改進，適用于網(wǎng)絡半徑更大的范圍。在雙星型結(jié)構(gòu)中，每一條線路中設置遠端分配單元(RDU），主要用于將信息分別送入每個用戶，并把用戶的上行信息集中送入端局。如果雙星型結(jié)構(gòu)的節(jié)點是由無源器件所組成，則形成無源雙星型網(wǎng)絡。此時，無源器件用來完成選路、交接和測試功能。這種結(jié)構(gòu)有許多優(yōu)點:由于RDU將一些用戶信息流復用后在一根光纖中進行傳輸，所以能夠做到光/電器件和傳輸媒介的共享，降低了每個用戶的成本;此外，維護費用低、使用壽命長、易于擴容升級、業(yè)務變化更靈活;能夠充分利用光纖的帶寬，而且容易與B-ISDN銜接。所以該結(jié)構(gòu)被廣泛應用，如圖11.7所示。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述如果在雙星型的網(wǎng)絡節(jié)點上設置有源遠端分配單元，則構(gòu)成有源雙星型結(jié)構(gòu)。由于使用了有源遠端分配單元，因此可以在遠端采用電子復用或交換方式進行調(diào)配。復用方式可以采用時分復用(TDM)或者頻分復用(FDM)。有源雙星型結(jié)構(gòu)繼承了點到點星型結(jié)構(gòu)的一些特點，如與原有網(wǎng)絡和管道的兼容性強、保密性好、故障定位容易、用戶設備簡單等;而且傳輸距離遠，服務的用戶數(shù)多;多個用戶可以共享光源反饋線段乃至配線段光纖，是一種經(jīng)濟的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)形式。但是有源雙星型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡外部設施需要安裝復雜的現(xiàn)場有源電子設備，且不得不工作于十分惡劣的環(huán)境條件下，因而容易導致維護、安全和可靠性等問題;另外，有源電子設備的應用使網(wǎng)絡缺乏透明性，當需要開放新的業(yè)務或不同傳輸方式的業(yè)務時，有源電子設備的設計須全部修改才行。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述因此，有源雙星型結(jié)構(gòu)很適于傳輸距離較遠，用戶密度較高的企事業(yè)用戶和住宅居民用戶區(qū)，特別是遠端節(jié)點采用SDH復用器的結(jié)構(gòu)，不僅覆蓋距離遠而且容易升級至高帶寬，因此利用SDH可以靈活地向用戶單元分配所需的任意帶寬。(3)多星型結(jié)構(gòu)。如圖11.8所示，多星型結(jié)構(gòu)保持了雙星型結(jié)構(gòu)饋線光纖容量共享的優(yōu)點，雖然要在一個或多個位置進行無源分路，需要許多光分路器，但此結(jié)構(gòu)在光纖帶寬方面的利用更為有效。若在網(wǎng)絡內(nèi)同時擁有眾多用戶時，網(wǎng)絡初建費用將會明顯降低。3.樹型結(jié)構(gòu)樹型結(jié)構(gòu)如圖11.9所示.采用了較多的光分路器.而主干傳輸光纖可以共享。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述這種拓撲結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點在于:外部現(xiàn)場沒有有源電子設備.為純無源網(wǎng)絡結(jié)構(gòu).因此網(wǎng)絡對傳輸信號的波長、制式和帶寬等沒有任何限制.具有業(yè)務透明性.便于末來新業(yè)務的引入;由于現(xiàn)場沒有需要維護的有源電子設備.因而減少了維護工作量.也無須特制的設備機箱.減少了雷電危害和電磁干擾.改進了網(wǎng)絡的可靠性;此外.樹型結(jié)構(gòu)中用戶可以共享饋線段和配線段光纖以及局端發(fā)送光源.因而經(jīng)濟性很好。它的主要缺點在于:樹型結(jié)構(gòu)保密性容易受損.用戶側(cè)收發(fā)設備較復雜;上行傳輸多采用時分多址接入技術.使每個用戶的上行帶寬受限;另外提供寬帶業(yè)務時.光功率預算減少會導致分路比減少.服務用戶數(shù)量相應減少。因此.樹型結(jié)構(gòu)適用于窄帶雙向業(yè)務和單向廣播業(yè)務.不太適合雙向?qū)拵I(yè)務.主要應用于小企事業(yè)用戶和住宅居民用戶.特別是新建區(qū)。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述4.環(huán)型結(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu)中所有的節(jié)點都公用同一條傳輸鏈路.自成一個封閉回路結(jié)構(gòu).如圖11.10所示。每個節(jié)點僅與兩側(cè)的節(jié)點相連.可以雙向傳輸業(yè)務信號.也可以進行單向傳輸。環(huán)型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于:線路自由度和靈活性較高；可以構(gòu)成各種可靠性很高的自愈環(huán)型結(jié)構(gòu).大大提高了網(wǎng)絡的可靠性.網(wǎng)絡發(fā)生故障后.業(yè)務恢復時間極短(不到50ms).對任何業(yè)務都無明顯影響;利用SIGH的同步復用和軟件可以靈活方便地安排業(yè)務.可望實現(xiàn)按需動態(tài)分配網(wǎng)絡帶寬.適于所有現(xiàn)存的和末來的寬帶業(yè)務。但是應當注意到.環(huán)型結(jié)構(gòu)的口1靠性需要線路)已余量來提供保障，因而網(wǎng)絡成本較高。這種環(huán)型結(jié)構(gòu)，特別是SDH自愈環(huán)結(jié)構(gòu)，由于其質(zhì)量高、成本也較高，因此比較適合帶寬要求大、質(zhì)量要求高的企事業(yè)用戶和接入網(wǎng)饋線段應用。上一頁下一頁返回11.1光纖接入技術概述以上介紹的是光纖接入網(wǎng)的一些典型結(jié)構(gòu)，在實際的應用中，除了采用上述的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)以外，還可以根據(jù)實際需求將多種拓撲結(jié)構(gòu)相結(jié)合形成所謂的混合結(jié)構(gòu)網(wǎng)。表11.1對以上介紹的各種網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)進行了橫向的比較。在實際應用時，應根據(jù)具體情況綜合并全面地考慮采用哪種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，以滿足技術、經(jīng)濟、地理、標準和用戶等多方面的需求。上一頁返回11.2有源光網(wǎng)絡(AON)接入技術有源光纖接入網(wǎng)是指從局端設備到用戶分配單元之間均采用有源光纖傳輸設備，如光/電轉(zhuǎn)換設備、有源光/電器件以及光纖等。AON由OLT、ODT、ONU和光纖傳輸線路構(gòu)成，如圖11.11所示。其局端和遠端均采用有源設備.遠端設備在用戶側(cè)可安裝在用戶家中、大樓或小區(qū)路邊;ODT可以是一個有源復用設備·遠端集中器.也可以是一個環(huán)網(wǎng);傳輸技術為骨干網(wǎng)中已大量采用的SDH技術。有源光網(wǎng)絡(AON)通常采用星型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu).屬于一點到多點光通信系統(tǒng)。它將一些網(wǎng)絡管理功能和高速復接功能放在遠端中完成。端局和遠端之間通過光纖通信系統(tǒng)傳輸.然后再從遠端將信號分配給用戶。下一頁返回11.2有源光網(wǎng)絡(AON)接入技術AON按照其傳輸體制可以分為:準l司步數(shù)字系列(PlesiochronousDigitalHierarchy,PDH)和同步數(shù)字系列(SynchronousDigitalHierarchy,SDH)兩大類。同步數(shù)字體系SDH自從20世紀90年代引入至今·已經(jīng)發(fā)展成為一種成熟、標準的技術.在骨干網(wǎng)長距離傳輸系統(tǒng)中被廣泛采用·并且正在逐步地取代準同步數(shù)字系列PDH。在接入網(wǎng)中應用SDH技術.可以將SDH在核心網(wǎng)中的巨大帶寬優(yōu)勢和技術優(yōu)勢帶入接入網(wǎng)領域.充分利用SDH同步復用、標準化的光接口、強大的網(wǎng)管能力、靈活的網(wǎng)絡拓撲能力和高可靠性.使接入網(wǎng)的建設發(fā)展長期受益。SDH接入網(wǎng)主要有以下幾個優(yōu)勢。(1)兼容性強。SDH的各種速率接口都有標準規(guī)范.在硬件上保證了各供應商設備的互聯(lián)互通.為統(tǒng)一管理打下了基礎。上一頁下一頁返回11.2有源光網(wǎng)絡(AON)接入技術(2)完善的自愈保護能力。靈活多變的組網(wǎng)方式為SDH網(wǎng)絡提供了更加有效的業(yè)務保護能力.特別是自愈環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu).能夠在極短時間內(nèi)(不超過50ms)完成業(yè)務信號的保護倒換.不影響業(yè)務的正常通信。(3)強大的OAM管理功能。SDH幀結(jié)構(gòu)中定義了豐富的管理維護開銷字節(jié).大大方便了維護和管理·系統(tǒng)可以很容易地實現(xiàn)自動故障定位·提前發(fā)現(xiàn)和解決問題.降低維護成本。(2)發(fā)展升級能力。SDH體系能夠提供從155Mb/s到622Mb/s,2448Mb/s,9553Mb/s甚至更高的速率.不但能夠滿足用戶目前的語音和數(shù)據(jù)通信需求.更可以根據(jù)今后的發(fā)展靈活打展升級。上一頁下一頁返回11.2有源光網(wǎng)絡(AON)接入技術(5)有利于向?qū)拵Ы尤氚l(fā)展。SDH利用虛容器(VC)的概念，可以映射各級速率的PDH信號，而且能直接接入ATM信號，為向?qū)拵Ы尤氚l(fā)展提供了一個理想的平臺。SDH技術在接入網(wǎng)中的應用雖然已經(jīng)很普遍，但是現(xiàn)階段由于SDH設備復雜、成本很高，致使SDH技術在接入網(wǎng)中的應用仍處于FTTC(光纖到路邊)、FTTB(光纖到樓)的程度，光纖的巨大帶寬仍然沒有到戶。因此，要真正向用戶提供寬帶業(yè)務能力，僅采用SDH技術解決饋線、配線段的寬帶化是不夠的，在引入線部分仍需結(jié)合寬帶接入技術?？梢苑謩e采用FTTB/C+xDSL、FTTB/C+CableModem、FTTB/CLAN等接入方式為居民用戶、公司和企業(yè)用戶提供業(yè)務。有關PDH與SDH傳輸體制的具體原理與區(qū)別可以參照傳輸技術部分。上一頁下一頁返回11.2有源光網(wǎng)絡(AON)接入技術目前較有代表性的AON系統(tǒng)有:光纖用戶環(huán)路載波、靈活接入系統(tǒng)，以及PDH/SDH的IDLC接入網(wǎng)。1.光纖用戶環(huán)路載波采用光纖作為傳輸媒介，應用脈沖編碼調(diào)制(PCM)技術和光纖傳輸技術在一對光纖上復用數(shù)百至上千路電話、ISDN基本業(yè)務和數(shù)據(jù)等多種業(yè)務。光纖用戶環(huán)路載波與V接口技術，特別是與V5接口相結(jié)合可以降低接入網(wǎng)的成本。2.靈活接入系統(tǒng)在光纖用戶環(huán)路載波基礎上發(fā)展起來的一種光纖接入方式，可以采用星型拓撲或者點對點方式。上一頁下一頁返回11.2有源光網(wǎng)絡(AON)接入技術靈活接入系統(tǒng)也可以傳輸多種業(yè)務，與光纖用戶環(huán)路系統(tǒng)的不同之處在于，它所復用的業(yè)務種類與路數(shù)可以由網(wǎng)絡來設置，即實現(xiàn)所謂的“靈活”。3.基于SDH的有源光接入網(wǎng)SDH傳輸體制因具有標準性、大容量、無中繼長距離傳輸、技術成熟和在線升級等優(yōu)點，在接入網(wǎng)中得到了普遍的應用，尤其適合于主干層的自愈環(huán)網(wǎng)建設。目前應用于接入網(wǎng)的SDH傳輸設備能夠提供155Mb/s,622Mb/s甚至2.5Gb/s接口速率，未來只要有足夠的業(yè)務量需求，傳輸帶寬還可以增加。光纖的傳輸帶寬潛力相對接入網(wǎng)的需求而言幾乎是無限的，這就奠定了基于SDH有源光接入技術在未來接入網(wǎng)技術中的重要地位。上一頁下一頁返回11.2有源光網(wǎng)絡(AON)接入技術建立光纖接入系統(tǒng)有很多益處，它可以緩解和克服通信網(wǎng)之間的“瓶頸效應”，為信息高速公路的建設和寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)的發(fā)展奠定基礎。隨著光纖制造工藝的進步和光器件的發(fā)展，將會產(chǎn)生很多光纖接入的新方案，使光纖接入網(wǎng)技術(特別是FTTH技術)成為用戶接入網(wǎng)的最終發(fā)展目標。FTTH能夠為每個用戶提供足夠?qū)挼念l帶，用以傳送高速數(shù)據(jù)甚至高清晰度電視節(jié)目。用戶只要在家擁有一臺“智能一體化”終端，就可以獲得語音、數(shù)據(jù)、視像等各種寬帶服務，實現(xiàn)“三網(wǎng)合一”的目標。上一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術無源光網(wǎng)絡(PON)是指光接入網(wǎng)中的光配線網(wǎng)(ODN)全部由光分路器等無源器件組成，且不含任何有源節(jié)點的光接入網(wǎng)。PON的功能結(jié)構(gòu)如圖11.1所示，它由光線路終端(OLT),光配線網(wǎng)(ODN)、光網(wǎng)絡單元(ONU)、適配功能(AF)和操作管理維護(OAM)共同組成。各部分的主要功能及特點可以參看第一節(jié)的相關內(nèi)容。在無源光網(wǎng)絡中，下行信號經(jīng)由OLT送至各ONU。信息采用光時分復用(OpticalTimeDivisionMultiplexing,OTDMM)方式組成復幀送到饋線光纖;再通過無源光分路器以廣播方式送至每一個ONU;ONU收到下行復幀信號后.分別取出屬于自己的那一部分信息。各ONU至OLT的上行信號則采用光時分多址(OTDMA)、光波分多址(OWDMA)、光碼分多址(OC-DMA)及光空分多址(OSCMA)等多址接入技術進行多址。下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術時分多址(TDMA)技術在光纖接入網(wǎng)中使用得較多.光碼分復用、光載波復用、光空分復用以及時間壓縮復用與相同的電的技術是類似的。需要說明的是.OWDM和(OFDM技術都是在光層按照波長將可傳輸帶寬范圍分割成若干光載波通道.其本質(zhì)上沒有什么太大的區(qū)別。電磁波的速度、頻率和波長3個參數(shù)之間存在著固有的關系。從某種意義上講.OWDM是粗分·每個波道的寬度目前工程上僅做到0.2nm.實驗室也不過做到0.1~0.2nm;OFDM是細分一個光頻就是一個光載波波道。OFDM的光載波間隔很密.用傳統(tǒng)的合波器和分波器很難將光載波區(qū)分開.需要用分辨率更高的技術來選取各個光載波。目前所采用的主要是可調(diào)諧的光濾波器和相干光通信技術等。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術無源光纖接入網(wǎng)的組網(wǎng)方式多種多樣.由于主要采用無源光功率分配器使功率降低.因此PON比較適合于短距離應用。若需要傳輸較長距離.可以采用摻餌光纖放大器(EDFA)來增加功率。如圖11.12所不是一種常見的PON接入網(wǎng)形式。PON-OLT可以通過無源光分路器與多個(ONU相連.ONU被放置在一個用戶群附近.提供幾十至上百個用戶的接入.利用雙絞線連接到用戶家中。PON接入網(wǎng)的一個重要應用是傳送寬帶圖像業(yè)務(特別是廣播電視).這方面尚無國際標準可用.但是已經(jīng)形成一種趨勢.即使用1310nm波長區(qū)傳送窄帶業(yè)務.使用1550nm波長區(qū)傳送寬帶圖像業(yè)務(主要是廣播電視業(yè)務)。這是因為1310nm和1550nm的波分復用器件已經(jīng)很成熟.價格也較為便宜;上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術另外1310nm波長區(qū)的激光器技術也很成熟.可以較經(jīng)濟地傳送急需的窄帶業(yè)務。1550nm波長區(qū)的光纖損耗低·又能結(jié)合使用光纖放大器.因而適于傳送帶寬要求較高的寬帶圖像業(yè)務。按照光網(wǎng)絡單元(ONU)在光接入網(wǎng)中所處的具體位置不同.可以將無源光網(wǎng)絡劃分為以下幾種基本的應用類型。1.光纖到路邊(FTTC)FTTC的具體結(jié)構(gòu)如圖11.13所示.光網(wǎng)絡單元(ONU)設置在路邊的入孔或者電線桿上的分線盒處，有時也可能設置在交接箱處。從ONU到各個用戶之間的部分仍采用雙絞銅線。如果需要傳送寬帶圖像業(yè)務信號，則這一部分可能需要同軸電纜或者ADSL。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術FTTC比傳統(tǒng)的數(shù)字環(huán)路載波系統(tǒng)的光纖化程度更靠近用戶，增加了更多的光纜共享部分。其結(jié)構(gòu)主要適用于點到點或者點到多點的樹型拓撲結(jié)構(gòu)。用戶多為居民住宅用戶和小型企事業(yè)用戶，典型用戶數(shù)在8~32個。FTTC結(jié)構(gòu)的主要特點可以歸納為以下幾個方面。(1)引入線部分仍利用現(xiàn)有的銅纜設施，因而推遲了引入線部分(甚至配線部分)的光纖投資，具有較好的經(jīng)濟性。(2)預先敷設了一條很靠近用戶的潛在寬帶傳輸線路，一旦有寬帶業(yè)務需求，可以很快地用同軸電纜或者將光纖引至用戶處。(3)光纖化程度十分靠近用戶，可以較為充分地體現(xiàn)光纖化所帶來的一系列優(yōu)點，諸如節(jié)省管道空間、易于維護、傳輸距離長、帶寬大等。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術FTTC結(jié)構(gòu)是一種光纜和銅纜的混合系統(tǒng)，綜合考慮網(wǎng)絡初期投資和運行維護費用來看在提供2Mb/s以下窄帶業(yè)務時，F(xiàn)TTC結(jié)構(gòu)是光接入網(wǎng)中較為現(xiàn)實經(jīng)濟的。但是在需要同時提供窄帶和寬帶業(yè)務時，這種結(jié)構(gòu)就不夠理想了。因為初期適合窄帶業(yè)務的光功率預算對今后的寬帶業(yè)務不夠分配，此時不得不減少節(jié)點數(shù)和用戶數(shù)。2.光纖到樓(FTTB)FTTB可以看作是FTTC的一種變形，其結(jié)構(gòu)如圖11.14所示。不同之處在于ONU直接放置于樓內(nèi)(通常為居民住宅公寓或小型企事業(yè)單位辦公樓)，再經(jīng)過多對雙絞線將業(yè)務作號分送給各個用戶。FTTB是一種點到多點的結(jié)構(gòu)，其光纖化程度比FTTC更進一步，光纖已經(jīng)鋪設到樓內(nèi)。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術它更適合于高密度的用戶區(qū)或新建工業(yè)區(qū)等場合，也更接近光纖網(wǎng)絡的長遠發(fā)展目標。3.光纖到戶(FTTH)和光纖到辦公室(FTTO)在FTTC結(jié)構(gòu)中，如果將設置在路邊的光網(wǎng)絡單元換成無源光分路器，然后將光網(wǎng)絡單元移到用戶家中即形成FTTH結(jié)構(gòu);如果將光網(wǎng)絡單元放置在大型企事業(yè)用戶(如公司、大學、研究所、政府機關等)終端設備處·則構(gòu)成所謂FTTO結(jié)構(gòu).如圖11.15所示。FTTO也是一種純光纖連接網(wǎng)絡.因此它可以歸入與FTTH同類的結(jié)構(gòu)。但是兩者的應用場合不同.因此結(jié)構(gòu)特點也不同。FTTO主要用于大型企事業(yè)用戶.業(yè)務量需求大.因而適合于點到點或者環(huán)型結(jié)構(gòu);FTTH主要用于居民住宅用戶.業(yè)務量需求很小.因而更經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)是點到多點方式。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術FTTH的顯著特點在于它不但提供更大的帶寬.而且增強了網(wǎng)絡對數(shù)據(jù)格式、速率、波長和協(xié)議的透明性.放寬了對環(huán)境條件和供電等的要求.簡化了維護和安裝。它能夠滿足各種類型用戶的多種需求.像高速通信、家庭購物、實時遠程教育、視頻點播、高清晰度電視.等等。這些業(yè)務都是雙絞線或同軸電纜勉力為之才能達到的目標.而對FTTH來說則是輕而易舉。FTTH是寬帶接入的最終發(fā)展目標。在它之前.主要使用DSL和混合光纖/同軸電纜(HFC)技術。FTTH有兩種一種是點到點入戶結(jié)構(gòu);另一種是點到多點無源光網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。點到點入戶結(jié)構(gòu)現(xiàn)在越來越受重視.因為當距離較長時.多纖光纜在材料和安裝成本方面幾乎與單纖光纜相同。所以現(xiàn)在實施點到點入戶時光纜已經(jīng)不是問題.主要問題是局端的光電端口數(shù)量太多。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術解決辦法之一是在局端進行光分割.這樣就可以通過一個端口用時分復用(TDM)方式服務于許多用戶.從而使點到點入戶結(jié)構(gòu)實質(zhì)上變成PON。我國目前最大規(guī)模的實質(zhì)性FTTH工程于2002年6月底在武漢展開.被業(yè)界稱為中國光谷工程。與此前仍處于數(shù)據(jù)應用階段的做法不同.該工程中的用戶可以實現(xiàn)真正意義上的電信網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)與有線電視網(wǎng)的“三網(wǎng)合一”.通過入戶光纖網(wǎng)絡能夠享受高帶寬的網(wǎng)絡暢游.如收看數(shù)字電視3D游戲、視頻電話、視頻點播等。這次試驗將能徹底驗證FTTH的技術和產(chǎn)品的成熟性.為最終在湖北乃至全國大規(guī)模應用打下堅實的基礎。需要指出的是.接入網(wǎng)的光纖化并不等同于寬帶化.而只是寬帶化的一個前提。目前各個國家的接入網(wǎng)都已經(jīng)有了不同程度的光纖化.但是大多數(shù)仍舊只支持以語音為主的窄帶業(yè)務。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術光纖接入網(wǎng)的配置結(jié)構(gòu)選擇取決于很多的因索(例如用戶的數(shù)量和類型、建設成本、業(yè)務類型、服務靈活性等).需要詳細分析比較和綜合考量。根據(jù)所采用的傳輸技術不同,PON接入又分為基于ATM傳輸技術的APON,基于以太網(wǎng)傳輸技術的EPON和千兆無源光網(wǎng)絡GPON等.以下分別對它們進行介紹。11.3.1ATM無源光網(wǎng)絡接入技術(APON)采用ATM信元傳輸技術的無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)稱為ATM-PON(簡稱為APON)。ATM-PON將ATM技術的多業(yè)務、多比特速率能力和統(tǒng)計復用功能與無源光網(wǎng)絡的透明寬帶傳送能力結(jié)合起來.成為解決用戶接入’‘瓶頸問題”的一種方案。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術APON系統(tǒng)是一點到多點的系統(tǒng).它不僅可以利用光纖的巨大帶寬資源向用戶提供寬帶服務.而且可以利用ATM技術對寬帶業(yè)務進行高效管理。1.APON系統(tǒng)結(jié)構(gòu)APON系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖11.16所示。不難看出，它是一個采用星型拓撲結(jié)構(gòu)的點到多點的無源光網(wǎng)絡，主要由光線路終端OLT(局端設備)、光分路器OBD和光網(wǎng)絡單元ONU(用戶端設備)組成。一個OBD一般可以連接8~32個ONU(最多可達64個)，每個ONU可以為4~32個用戶提供服務。OLT與ONU之間通過光纖線路連接，最遠距離可達20km，傳輸?shù)氖钦{(diào)制在激光上的ATM信元。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術APON中，局端到用戶端的下行方向采用TDM技術以廣播方式向各個ONU傳送ATM連續(xù)信元流。ONU通過ATM信元頭中的VPI/VCI進行二級識別，提取屬于自己的信元，并根據(jù)不同業(yè)務的服務質(zhì)量進行不同的轉(zhuǎn)接處理。上行方向采用TDMA技術把各ONU的業(yè)務以ATM信元格式傳送到OLT,OLT以發(fā)放授權的方式控制各ONU的上行發(fā)送。APON系統(tǒng)所采用的雙向傳輸方式主要有兩種:一種是單向雙纖的空分復用方式，即使用兩根光纖，一根光纖傳輸上行信號，另一根光纖傳輸下行信號，工作波長限定在1310nm區(qū);另一種方法采用單纖波分復用方式，即使用單根光纖，不同波長雙工傳輸，上/下行波長分別工作在1310nm和1550nm。在波分復用器件和激光器價格逐漸降低的情況下，采用后者是較為經(jīng)濟可行的方案。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術2.APON系統(tǒng)的主要特點在寬帶光纖接入技術中，APON被電信運營商和設備供應商公認為最有效的接入系統(tǒng)，它既能夠提供傳統(tǒng)業(yè)務，又能夠為先進多媒體業(yè)務提供寬帶平臺。APON系統(tǒng)的主要特點可以歸納為以下幾點。(1)采用點到多點式的無源網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，光分配網(wǎng)絡中沒有有源器件，比有源光網(wǎng)絡和銅線網(wǎng)絡更加簡單、可靠、網(wǎng)管能力強。(2)APON中多個ONU可以共享下線光纖和OLT等設備.因此其成本與SDH-AON相比下降20%~40%.成本與維護費用低。(3)無源光網(wǎng)絡能夠徹底避免ODN中的各種電磁干擾.因而傳輸可靠、穩(wěn)定、質(zhì)量好。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術(4)APON系統(tǒng)中如需要增加新的ONU.只需完成測距過程即可提供業(yè)務.擴容簡單方便。(5)APON系統(tǒng)的傳輸距離可達20km左右.遠高于一般ANSL系統(tǒng)的傳輸距離(4km)。(6)采用統(tǒng)計時分復用技術.與TDM-PON相比.用戶容量大.系統(tǒng)效率高。(7)APON系統(tǒng)采用動態(tài)帶寬分配.可以提供速率不同的各種業(yè)務.且能動態(tài)調(diào)整用戶帶寬滿足用戶的靈活需要.ATM的QoS優(yōu)勢也得以繼承。(8)標準化程度高·ITU-TG.983建議已對APON技術進行了詳細規(guī)范.這對該系統(tǒng)的規(guī)模生產(chǎn)、廣泛應用和降低成本提供了先決條件。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術3.APON系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)按照G.983.1建議·APON系統(tǒng)可以采用兩種速率的幀結(jié)構(gòu)。一種是上、下行均為155.520Mb/s的對稱速率幀結(jié)構(gòu);另一種是下行622.080Mb/s、上行155.520Mb/s的不對稱速率幀結(jié)構(gòu)。(1)對稱速率幀結(jié)構(gòu)。APON的對稱速率幀結(jié)構(gòu)如圖11.17所示。下行幀共有56個時隙.每個時隙載荷一個信元.共載荷56個信元。其中.ATM信元52個.用于載荷用戶信息;PLOAM信元2個.用于載荷同步、測距以及發(fā)送上行授權等信息.位于第1和第29時隙;其他ATM信元依次占用相關時隙。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術上行幀包含53個時隙.每個時隙包含56個字節(jié).包含1個ATM信元(53字節(jié))和3個字節(jié)的開銷前綴.其內(nèi)容由OLT編程決定.并通過下行的PLOAM信元告知每個ONU。開銷前綴包括保護時間、前導碼和信元定界符3個內(nèi)容。其中.保護時間用來防止不同ONU的上行信元之間的碰撞.最短長度為2bit;前導碼用于比特同步和幅度恢復;信元定界符用于指不ATM信元或微時隙的開始.可用作字同步。開銷前綴的邊界是不固定的.以便允許廠家根據(jù)其接收機的要求自行設定。另外.上行幀中可以包含一個分割時隙.由來自多個ONU的大量微時隙組成.用于傳送ONU的排隊狀態(tài)信息。OLT按照MAC協(xié)議.根據(jù)ONU的排隊狀態(tài)信息.實現(xiàn)系統(tǒng)帶寬的動態(tài)分配。G.983建議規(guī)定了多種8bit長授權信號.分別用于對ONU的上行發(fā)送ATM信元、PLOAM信元、微信元和空閑授權指示信號等。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術每個下行幀攜帶53個授權指示信號，分別與上行幀的53個時隙對應。ONU只有收到給予自己的授權信號后才能在相應時隙發(fā)送上行信元。每個PLOAM信元可以攜帶27個授權信號，而一幀只需要53個授權信號。所以，第2個PLOAM信元的最后一個授權信號區(qū)用空閑授權信號填充。(2)非對稱速率幀結(jié)構(gòu)。APON的非對稱速率幀結(jié)構(gòu)如圖11.18所示。它與對稱速率幀結(jié)構(gòu)的區(qū)別在于下行幀。非對稱速率幀結(jié)構(gòu)的下行幀中共有224個時隙，每個時隙載荷一個信元，共載荷224個信元。其中包括216個ATM信元和8個PLOAM信元。與對稱幀結(jié)構(gòu)下行幀中的時隙安排相同，每隔27個ATM時隙安排一個PLOAM信元。同樣，每個下行幀總共需要53個授權信號。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術這些信號分別安排在PLOAM1的全部27個信號授權區(qū)和PLOAM2的前26個信號授權區(qū)進行傳送。PLOAM2的最后一個信號授權區(qū)以及后面6個PLOAM的信號授權區(qū)全部用空閑授權信號填充。4.APON系統(tǒng)關鍵技術無源光網(wǎng)絡的光分配網(wǎng)實際上是共享傳輸介質(zhì)，因此需要接入控制才能保證各個ONU的上行信號完整地到達OLT。APON的接入復用是在時域?qū)崿F(xiàn)的，上行信號為TDMA方式，信號是“突發(fā)”模式，也就是說上行信號是突發(fā)的、幅度不等的、長度也不同的脈沖串，并且間隔時間也不相同。因此突發(fā)模式APON系統(tǒng)在物理層傳輸上需要解決幾個技術難點。(1)測距技術。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術從各節(jié)點發(fā)出的ATM信元傳輸路徑不同，到達接收機也是不同步的。測距技術的目的是確定不同的ONU到達同一OLT的精確傳輸時延，以便控制不同ONU的發(fā)送時刻，使其發(fā)送的信號在到達OLT時不會發(fā)生碰撞。APON系統(tǒng)的測距方法包括靜態(tài)測距和動態(tài)測距兩種。靜態(tài)測距用于新裝ONU的安裝階段，以確定ONU與OLT的固定傳輸時延;動態(tài)測距用于系統(tǒng)運行階段，以進一步確定由于環(huán)境溫度、器件老化等因素引起的傳輸時延的動態(tài)變化。靜態(tài)測距可由人工或OLT自動進行;而動態(tài)測距則由OLT自動進行。測距過程通過PLOAM信元中的帶內(nèi)傳令數(shù)據(jù)來實現(xiàn)。目前，對于上行測距，通常采用帶內(nèi)開窗的方法，即當一個ONU需要測距時，OLT命令其他ONU暫停發(fā)送上行業(yè)務，形成一個測距時間窗口供該ONU使用。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術該ONU在此時間窗內(nèi)根據(jù)OLT發(fā)來的PLOAM信元中的相關信息，向OLT發(fā)送一個特定格式的信號，OLT接收到這個信號后，計算出傳輸時延值.并將其通知該ONU,ONU根據(jù)OLT的通知.調(diào)整其發(fā)送時刻。對于動態(tài)測距.需要實時進行.故不需另開測距窗口。(2)突發(fā)同步技術。在APON系統(tǒng)中.不管采用哪種測距方法.總是會受到測距精度的限制。在采用測距機制控制ONU的上行發(fā)送后.上行信號還是有一定的相位漂移.從而使OLT接收到的是近似連續(xù)的比特流。由于每個信元都有不同程度的相位抖動.所以對每個信元都需要進行比特、字節(jié)以及信元同步。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術ONU的發(fā)送信號之間的保護時間很短.因此APON系統(tǒng)必須在8bit時間(約0.05μs)內(nèi)完成對每個信元的同步·否則不僅會導致本信元的丟失·還會影響到下一個信元的時鐘恢復。突發(fā)同步技術的目的就是在很短的時間內(nèi)恢復高速時鐘信號。傳統(tǒng)的鎖相環(huán)法同步技術速度太慢.不適合于突發(fā)同步.目前已經(jīng)提出了幾種數(shù)字和模擬的突發(fā)同步技術.比較可行的有門控振蕩法和相關同步法。前者簡單易行.同步速度快.接收信號的速度可以很高.但對器件的工藝水平及開發(fā)條件要求較高.費用也較高;后者是一種全新數(shù)字技術.開發(fā)費用低.易于集成。同步獲取可以通過將收到的碼流與特定的比特圖案進行相關運算來實現(xiàn)。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術可以采用并行的滑動相關搜索方法.將收到的信號用不同相位的時鐘進行采樣.采樣結(jié)果同時(并行)與同步比特圖案進行相關運算.并比較運算結(jié)果.在相關系數(shù)大于某個門限時將最大值對應的取樣信號作為輸出.并把該相位的時鐘作為最佳時鐘源;如果多個相關值相等.則可以取相位居中的信號和時鐘。(3)突發(fā)信號的發(fā)射與接收技術。APON系統(tǒng)中ONU的光發(fā)射機以突發(fā)模式工作.即在分配給它的時隙內(nèi)才有功率輸出.而在其他時隙處于關斷狀態(tài).以免與其他ONU的信號發(fā)生沖突。這就要求ONU使用響應速度很快的激光器.光發(fā)送電路能夠快速地開啟和關斷.迅速建立信號。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術但是激光器從關斷到正常功率輸出有一個建立過程.因而要求ONU的發(fā)射機應該采用一定的技術來減小和補償突發(fā)時延.這就是所謂的突發(fā)發(fā)射技術。目前APON系統(tǒng)采用的突發(fā)發(fā)射技術是在發(fā)射信元之前的某段時間內(nèi).就把閩值電流加到激光器上.從而保證信元的所有比特時間內(nèi)激光器的調(diào)制電流始終在閩值電流與發(fā)射電流之間變化。這種技術具有控制簡單、易于實現(xiàn)的特點.并且可以滿足高比特率發(fā)射等應用.因此是APON突發(fā)發(fā)射技術的首選方案。不同ONU的突發(fā)信元到達OLT的傳輸路徑不同.傳輸衰減差異較大.所以必須在OLT處采用相應突發(fā)接收技術。該技術的一種實現(xiàn)方案是調(diào)整ONU的發(fā)射功率.以使不同ONU發(fā)出的上行信號在到達OLT時具有相同的功率。這種方案比較復雜.實現(xiàn)成本較高。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術為了降低成本.通常采用快速調(diào)整OLT接收機的接收門限電平來快速適應來自各ONU的不同功率.即通過快速動態(tài)設定接收機的“0””1”門限電平來實現(xiàn)突發(fā)接收。門限電平的快速調(diào)整過程可以在上行幀的3bit開銷前綴中完成。這種方案可以采用具有自適應功能的光接收機來實現(xiàn)。該接收機能在一定衰減范圍內(nèi)維持恒定的接收輸出電平。(2)動態(tài)帶寬分配技術。動態(tài)帶寬分配技術是指實時動態(tài)地改變APON系統(tǒng)中各ONU的上行使用帶寬.以適應用戶速率的各種變化.從而提高系統(tǒng)的帶寬利用率。目前.APON系統(tǒng)采用動態(tài)接入控制協(xié)議來實現(xiàn)這一技術。該協(xié)議根據(jù)用戶的帶寬需求和網(wǎng)絡負荷.實時動態(tài)地為用戶分配帶寬。具體方法是在上行信元頭中加上ONU的用戶排隊信息,OLT根據(jù)這個排隊信息.按照業(yè)務的QoS要求和時間優(yōu)先等原則為ONU分配授權。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術(5)加密技術。APON系統(tǒng)的下行信號傳輸采用共享媒質(zhì)的廣播方式，因此為了防止某些用戶竊取發(fā)給其他用戶的信息，必須采用信息加密技術。在APON系統(tǒng)中，采用“攪動”技術來實現(xiàn)對用戶信息的加密處理。這是一種介于傳輸系統(tǒng)擾碼和高層編碼之間的保護措施。具體實現(xiàn)方法是:OLT根據(jù)ONU送來的攪動密鑰，對下行信元在傳輸匯聚層(TC)進行攪動(即擾亂)加密，使每個ONU只能按照自己的密鑰從接收到的總信息流中提取出自己的信息，從而保證用戶信息的安全性與隱私性。為了防止某些用戶采用逐個試探的方法對不屬于自己的信息進行解密，必須對攪動密鑰進行連續(xù)而快速的更新。攪動密鑰的更新速度至少每秒一個ONU。攪動技術只能為信息保密提供低水平的保護。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術如果具體業(yè)務需求的安全性較高，采用普通攪動技術難以滿足要求時，可以在TC層以上的高層使用功能更強的加密機制。5.APON系統(tǒng)的應用APON系統(tǒng)可以應用于FTTC、FTTB和FTTH等多種配置結(jié)構(gòu)。對于FTTH與FTTB的應用，可以將ONU置于用戶室內(nèi)，使ONU的工作環(huán)境得到改善，從而使維護工作量減少，運營成本降低。對于網(wǎng)絡的帶寬或業(yè)務升級，ONU可以不做改動。圖11.19所示為格林威爾公司推出的APON系統(tǒng)—APONet的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)由光線路終端(OLT)、光網(wǎng)絡單元(ONU)以及網(wǎng)絡管理系統(tǒng)(NMS)組成。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術APONet系統(tǒng)采用通用的下行TDM點到多點廣播發(fā)送方式;上行采用TDMA(時分多址接入)方式解決多點到點的信道帶寬爭用問題，從而實現(xiàn)OLT與ONU之間的信息交互。在信息傳遞實現(xiàn)過程中，涉及兩項APON設備都必須面臨的關鍵技術:測距與突發(fā)同步。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)測距精度在士1bit之間，很好地解決了由于多個ONU到OLT距離不同、傳輸時延不同引發(fā)的上行信息碰撞問題。采用關鍵字檢測實現(xiàn)了突發(fā)同步時鐘信號的準確定位難題。APONet與ATM/SDH環(huán)網(wǎng)構(gòu)建寬帶城域接入網(wǎng)的方案如圖11.20所示。APONet與ATM/SDH的完美配合，能夠提供窄帶、寬帶一體化的全面解決方案。環(huán)型組網(wǎng)具有自愈保護功能，用于邊緣層接入。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術APON無源純介質(zhì)光分配網(wǎng)絡對傳輸技術體制的透明性是未來FTTH、FTTO、FTTB等最理想和長遠的接入解決方案。分插復用器(ADM)可以從主通道上分出或插入若干低速率信息流，以便實現(xiàn)附近范圍內(nèi)小容量之間的通信。無源光分路器可以靈活分布、多級分配、適應復雜網(wǎng)絡要求。提供不同QoS要求的多業(yè)務、多速率接入，可以適應用戶的多樣性和業(yè)務發(fā)展的不確定性要求。11.3.2太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡接入技術(EPON)光纖以太網(wǎng)技術是光纖通信和計算機網(wǎng)絡兩大主流通信技術的融合與發(fā)展.它是指采用PON的拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)以太網(wǎng)的接入。EPON接入技術集中了以太網(wǎng)和光網(wǎng)絡的優(yōu)點.如以太網(wǎng)應用普遍、價格低廉、組網(wǎng)靈活、管理簡單;光網(wǎng)絡可靠性高、容量大等。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術光纖以太網(wǎng)的高速率、大容量消除了存在于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的帶寬瓶頸.將成為末來融合語b、數(shù)據(jù)和視頻的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。目前.光纖以太網(wǎng)可以實現(xiàn)10Mb/s,100Mb/s以及1Gb/s等標準以太網(wǎng)速度。EPON(EthernetoverPON)系統(tǒng)利用PON的拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)以太網(wǎng)的接入.因此它屬于IP接入網(wǎng)。隨著Internet的高速發(fā)展.用戶對網(wǎng)絡帶寬的需求不斷提高.各種新的寬帶接入技術已經(jīng)成為目前研究的熱點。正是在這種背景下.IEEE于2004年底成立了專門的工作組.試圖引入一種新的接入技術標準.即EPON。除IEEE研究組外.其他標準化組織例如.ITU-T和IETF(InternetEngineeringTaskForce)等也積極參與到EPON技術的研究中。不少大型通信設備廠商如Cisco和NortelNetwork、等也在APON的基礎上開發(fā)EPON的標準。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術目前.IEEE組織已通過了EPON的相關標準。1.EPON系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)EPON系統(tǒng)有兩種類型:一種是使用2個波長的系統(tǒng);另一個是使用3個波長的系統(tǒng)。對于2個波長的系統(tǒng).其下行使用波長為1510nm.傳送下行語音、數(shù)據(jù)和數(shù)字視頻業(yè)務;上行使用波長為1310nm.傳送上行語音以及視頻點播和下載數(shù)據(jù)的請求信號。這種系統(tǒng)的雙向傳輸速率均為1.25Gb/s.即使OBD的分光比為32.也可以傳輸20km。對于3個波長的系統(tǒng).除下行使用波長為1510nm.上行使用波長為1310nm外.又增加了一個下行1550nm(1530~1565nm)波長的傳輸窗口。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術新增窗口用于傳送下行CATV業(yè)務或者DWDM業(yè)務。CATV業(yè)務既可以是模擬視頻信號.也可以是MPFG-2的數(shù)字視頻信號。這種系統(tǒng)的分光比為32時.可以傳輸18km。EPON位于業(yè)務網(wǎng)絡接口到用戶網(wǎng)絡接口之間.通過SNI與業(yè)務節(jié)點相連.通過UNI與用戶設備相連。EPON系統(tǒng)主要由光線路終端(OLT)、光配線網(wǎng)絡(ODN)和光網(wǎng)絡單元(ONU)組成。EPON接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)如圖11.21所示。在EPON系統(tǒng)中，OLT既是一個交換機或路由器，又是一個多業(yè)務提供平臺，它提供面向無源光纖網(wǎng)絡的光纖接口。按照以太網(wǎng)向城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)發(fā)展的趨勢，OLT將提供1Gb/s和10Gb/s的以太網(wǎng)接口。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術除了支持傳統(tǒng)的語音、普通電話線和其他類型的T1/E1接口外，OLT還支持ATM、FR以及OC3/12/48/192等速率的SONET連接。EPON中的OLT根據(jù)需要可以配置多塊光線路卡，與16~64個ONU連接。在EPON中，從OLT到ONU距離最大可以達到20km，若使用光纖放大器(有源中繼器)，距離還可以擴展。EPON中的ONU采用了技術成熟的以太網(wǎng)絡協(xié)議，可以實現(xiàn)成本低廉的以太網(wǎng)第2層、第3層交換功能。這種ONU可以通過層疊來為多個最終用戶提供共享高帶寬。在通信過程中不需要協(xié)議轉(zhuǎn)換，就可實現(xiàn)對用戶數(shù)據(jù)的透明傳輸。ONU也支持其他傳統(tǒng)的TDM協(xié)議，而且不增加設計和操作的復雜性。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術EPON中的OLT和所有的ONU都由網(wǎng)元管理系統(tǒng)管理，由網(wǎng)元管理系統(tǒng)提供與業(yè)務供應商核心網(wǎng)絡的運行接口。網(wǎng)元管理范圍涉及故障管理、配置管理、計費管理、性能管理和安全管理等。2.EPON系統(tǒng)的主要特點EPON系統(tǒng)與APON系統(tǒng)相比，除了傳輸速率和幀結(jié)構(gòu)不同外，其余技術基本相同。例如，兩者都是采用星型拓撲結(jié)構(gòu);上行信號都采用時分多址(TDMA)技術;下行信號都采用廣播方式的時分復用(TDM)技術。EPON與APON的主要區(qū)別在于:前者根據(jù)IEEE802.3以太網(wǎng)協(xié)議，傳送的是可變長度的IP數(shù)據(jù)包，最長可為1518字節(jié);后者則根據(jù)ATM協(xié)議，傳送的是固定長度(53字節(jié))的信元。EPON的上/下行傳輸速率比APON要高，因為EPON提供較大的帶寬和較低的用戶設備成本。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術兩者都可以應用于FTTC和FTTB，最終的目標都是在一個平臺上提供全業(yè)務(數(shù)據(jù)、視頻和語音)到戶即FTTH。與傳統(tǒng)用于計算機局域網(wǎng)的以太網(wǎng)技術不同，基于以太網(wǎng)技術的EPON接入網(wǎng)只是采用了以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)和接口，而網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和工作原理卻完全不同。EPON與現(xiàn)有類似技術相比，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。(1)高帶寬。EPON的下行信道為幾百至幾千Mb/s的廣播方式;上行信道為用戶共享的幾百至幾千Mb/s信道。這比目前的Modem、ISDN、ADSL，甚至APON等接入方式都要高得多。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術(2)低成本。EPON提供較大的帶寬和較低的用戶設備成本.它采用PUN結(jié)構(gòu).網(wǎng)絡中減少了大量的光纖和光器件以及維護成本。以太網(wǎng)本身的價格優(yōu)勢也很突出.其廉價的器件和安裝維護使得EPON具有APON無法比擬的低成本。(3)易兼容。以太網(wǎng)技術是目前最成熟的局域網(wǎng)技術.EPON只是對現(xiàn)有IEEE802.3協(xié)議做一定的補充.基本上是與其兼容的。在EPON系統(tǒng)中.各個廠家生產(chǎn)的網(wǎng)卡都能夠互聯(lián)互通。隨EPON標準的制定和使用.在WAN和LAN連接時.將大量減少APON在ATM與IP協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。隨著IP技術的發(fā)展和技術水平的提高.EPON會在接入網(wǎng)技術中占有統(tǒng)治地位.從長遠的觀點來看.最終EPON會比APON更有優(yōu)勢。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術3.EYON系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)EPON系統(tǒng)中上、下行傳送采用不同的技術:下行采用TDM傳輸方式;上行采用TDMA傳輸方式。下行傳輸時.OLT根據(jù)IEEE802.3協(xié)議將可變長度的數(shù)據(jù)包以廣播方式傳輸給所有的ONU.每個數(shù)據(jù)包都攜帶一個具有傳輸目的地ONU標識符的信頭。另外.有些數(shù)據(jù)包可能要傳輸給所有的ONU(或者是指定的一組ONU)。當數(shù)據(jù)包到達ONU時.它接收屬于自己的數(shù)據(jù)包·丟棄其他的數(shù)據(jù)包。在上行傳輸時.EPON采用TDMA技術將多個ONU的上行信息組織成一個TDM信息流傳送到OLT。TDMA技術將合路時隙分配給每個ONU.各個(ONU的信號在經(jīng)過不同長度的光纖不同的時延傳輸后.進入光分配器的共用光纖.正好占據(jù)分配給它的一個指定時隙.以避免發(fā)生相互碰撞干擾。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術(1)下行幀結(jié)構(gòu)。EPON的下行傳輸幀結(jié)構(gòu)如圖11.22所示.它由一個被分割成固定長度幀的連續(xù)信息流組成.傳輸速率為1.250Gb/s.周期為2ms。每幀的開頭是長度為1個字節(jié)的同步標識符.它含有時鐘信息.用于ONU與OLT的同步。下行幀可以攜帶多個可變長度的數(shù)據(jù)包.這些數(shù)據(jù)包按照IEEE802.3協(xié)議組成.每個數(shù)據(jù)包都包括信頭、長度可變的信息凈荷和誤碼探測域3個部分。每個ONU分配一個數(shù)據(jù)包。(2)上行幀結(jié)構(gòu)。圖11.23不出了EPON的上行幀結(jié)構(gòu)。由圖可見.上行幀周期與下行幀周期相同.也是2ms。每幀包含許多可變長度的時隙.每個ONU分配一個.用于向OLT發(fā)送上行數(shù)據(jù)。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術每個時隙包含兩個可變長度數(shù)據(jù)包和一些時隙開銷?？勺冮L度的數(shù)據(jù)包中包括信頭、長度可變的信息凈荷和誤碼探測域3個部分。時隙開銷主要包括保護字節(jié)、定時指不符和信號權限指不符。如果ONU沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送時.就用空閑字節(jié)填充分配結(jié)它的時隙。4.EPON關鍵技術在APON系統(tǒng)中用到的關鍵技術，在EPON系統(tǒng)中同樣要用到，而且實現(xiàn)難度更大。(1)OLT的突發(fā)同步技術在EPON系統(tǒng)中更難于實現(xiàn)。EPON系統(tǒng)的上行傳輸速率為1.25Gb/s，而APON系統(tǒng)的上行傳輸速率為155Mb/s,這就要求OLT從接收到的幾個比特中快速提取出同步時鐘，實現(xiàn)突發(fā)同步，其難度顯然更大。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術(2)大動態(tài)范圍光功率接收。EPON系統(tǒng)中各個ONU到OLT的距離各不相同，由ONU到OLT的路徑傳輸損耗也互不相同，因此ONU發(fā)送光功率相同時，到達OLT時的光功率也互不相同。此時OLT的上行光接收機不能采用傳統(tǒng)的AUC辦法，而要用特殊辦法來保證能夠接收足夠大動態(tài)范圍的光功率，此種方法的實現(xiàn)也是一個難題。(3)測距技術。由于光信號來自遠近不同的光網(wǎng)絡單元，所以可能產(chǎn)生相應的信號沖突，通過距離修正技術可以消除這種沖突。OLT需要不斷地對每一個ONU與自己之間的距離進行精確測定，以便控制每個ONU發(fā)送上行信號的時刻。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術OLT發(fā)出的測距信息經(jīng)過電子電路和光電轉(zhuǎn)換延時后進入光纖傳輸，并產(chǎn)生延時到達ONU;經(jīng)過ONU內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換和電子電路延時后，又發(fā)送光信號到光纖并再次產(chǎn)生延時，最后到達OLT。OLT把收到的傳輸延時信號和它發(fā)出去的信號相位進行比較，從而獲得傳輸延時值。OLT以距離最遠的ONU的延時為基準點，算出每個ONU的延時補償值Td，并通知給各個ONU。ONU在收到OLT允許它發(fā)送信息的授權后，延時Td補償值后再發(fā)送自己的信息，這樣各個ONU采用不同的時延補償值調(diào)整自己的發(fā)送時刻，以便使所有ONU到達OLT的時間都相同。(4)帶寬分配。EPON分配給每個ONU的上行接入帶寬由OLT控制決定，分配的帶寬與分配給ONU的窗口大小和上行傳輸速率有關。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術帶寬分配的方法有靜態(tài)和動態(tài)兩種，靜態(tài)帶寬由開窗的尺寸決定;動態(tài)帶寬根據(jù)ONU的需要，由OLT分配決定。如何進一步為不同的用戶動態(tài)地分配帶寬，使得用戶能夠按照相應的業(yè)務需求得到QoS保證還有待進一步的解決辦法。(5)保證用戶實時業(yè)務傳輸質(zhì)量?；贗P技術的以太網(wǎng)本身不能保證用戶實時業(yè)務的傳輸質(zhì)量，因此必須尋求在EPON系統(tǒng)中保證用戶實時信息傳輸質(zhì)量的關鍵技術。目前有兩種解決方案:一種是對不同業(yè)務采用不同的優(yōu)先等級.對實時業(yè)務給子較高的優(yōu)先等級.優(yōu)先傳送;另一種采用帶寬預留技術.提供一個開放的高速信道.不傳數(shù)據(jù).專用于實時業(yè)務的傳送.以確保其傳輸質(zhì)量。(6)安全性和可靠性。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術EPON下行信號以廣播的方式發(fā)送給所有ONU.每個ONU都可以接收到OLT發(fā)送的所有信息.這就需要對發(fā)送給不同ONU的下行信號單獨進行加密。OLT可以定時地發(fā)出命令.要求ONU更新自己的密鑰.OLT利用每個ONU發(fā)送來的新密鑰對發(fā)送給該ONU的數(shù)據(jù)信元進行攪動加密.保證每個ONU都能夠從接收到的信息中按照自己的密鑰解出屬于自己的信息.確保用戶的隱私。為了防止有的用戶對不屬于自己的信息采用逐個試探的辦法進行解密.需要對密鑰定期進行更新。5.EPON系統(tǒng)的應用EPON系統(tǒng)也可以應用于FTTX系列的用戶接入.如圖11.24是EPON的FTTH解決方案。上一頁下一頁返回11.3無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術網(wǎng)絡核心設備是放置于小區(qū)機房或大廈機房的光纖交換機.它通過光纖以1000Mb/s或者1000Mb/s的速率與Internet邊緣路由