什麼是無源光網路

無源光網路(Passive Optical Network, PON)是一種純介質網路，避免了外部裝置的電磁干擾和雷電影響，減少線路和外部裝置的故障率，提高了系統可靠性，同時節省了維護成本，是電信維護部門長期期待的技術。一起來了解一下關於無源光網路的相關知識吧。

無源光網路是什麼

無源光網路(Passive Optical Network, PON)是一種純介質網路，避免了外部裝置的電磁干擾和雷電影響，減少線路和外部裝置的故障率，提高了系統可靠性，同時節省了維護成本，是電信維護部門長期期待的技術。

無光源網路是一種點對多點的光纖傳輸和接入技術，下行採用廣播方式、上行採用分時多重進接方式，可以靈活地組成樹形、星型、匯流排型等拓撲結構，在光分支點只需要暗轉一個簡單的光分支器即可，因此具有節省光纜資源、頻寬資源共享、節省機房投資、建網速度快、綜合建網成本低等優點。

無源光網路包括ATM-PON和Ethernet-PON兩種。

無源光網路的原理和構成

PON包括ATM-PON(APON，即基於ATM的無源光網路)和Ethernet-PON(EPON，即基於乙太網的無源光網路)兩種。

如今的高校小區普遍採用的是EPON，作為當下網路工程重點考查和關注的知識點，有必要對PON技術做一個深入的學習!

PON(無源光網路)技術是一種點對多點的光纖傳輸和接入技術，下行採用廣播方式、上行採用分時多重進接方式，可以靈活地組成樹型、星型、匯流排型等拓樸結構，在光分支點不需要節點裝置，只 需要安裝一個簡單的光分支器即可，因此具有節省光纜資源、頻寬資源共享、節省機房投資、裝置安全性高、建網速度快、綜合建網成本低等優點。

無源光網路的現狀與趨勢

接入網是使用者進入都會網路/骨幹網的橋樑，是資訊傳送通道的“最後一公里”。

過去幾年，網路的核心部分發生了翻天覆地的變化，無論是交換、還是傳輸都 己更新換代，而接入網由於經濟性問題如使用者的業務 需求、使用者密度、使用者的經濟承受能力等多方面原因發展緩慢，成為制約網路向寬頻化、全業務化發展的瓶頸。

隨著我國經濟的迅速發展，高頻寬的消耗業務逐步湧 現，頻寬提速成為迫切需求。

為了 滿足使用者的需求，各種新技術不斷湧現，接入網技術己成為裝置製造商、運營商和電信研究部門關注的焦點和投資的熱點。

我國目前主流的有線接入技術包括ADSL、LAN、 HFC、PLC和FTTH，其中部分LAN採用了PON+LAN 的方式，而無線接入技術中又有WLAN、WiMAX、WiFi、Bluetooth、3G等技術。

目前寬頻接入網有兩個主要的研究目標，第一是向高速、安 全、智慧化方向發展，要求 網路更靈活、面向使用者更多和成本更低，這方面FTTH是有線接入領域的傑出代表。

另一個則是多業務的融合，即在同一個平臺上靈活提供IPTV、有線電視視 頻、傳統語音、資料業務的接入。

在各種寬頻接入技術中，無源光網路以其容量大、傳輸距離長、較低成本、全業務支援等優勢成為熱門技術。

目前已經逐步商用化的無源光網路主要有TDM-PON(APON、EPON、GPON) 和WDM-PON，它們的共同特點是：

可升級性好、低成本，接入網中去掉了有源裝置，從而避免了電磁干擾和雷電影響，減少了線路和外部裝置的故障率，降低了相應的運維成本;

業務透明性較好，高頻寬，可適用於任何制式和速率的訊號，能比較經濟地支援模擬廣播電視業務，支援三重播放(Triple play，語音、視訊、資料)業務;

高可靠性，提供不同業務優先順序的QoS保證，適應寬頻接入市場IP化 的發展潮流，適於大規模應用。

PON核心構成

PON(無源光網路)中最主要的三部分包括位於局端的OLT(Optical Line Terminal，光線路終端)、終端ONU(Optical Network Unit，光網路單元)、以及ODN(Optical Distribution Network，光配線網)。

PON“無源”是指ODN全部由光分路器(Splitter)等無源器件組成，不含有任何電子器件及電源。

基於PON的接入方案

TDM-PON

基於時分複用技術的TDM-PON，其原理是將上行傳輸時間分為若干時隙?ti (i=1,2,3,……32,……)，在每個時隙內只安排一個ONU以分組的方式向OLT傳送分組資訊，各ONU按OLT規定的順序依次傳送。

TDM要求 OLT測定它與各ONU的距離後對各ONU進行嚴格的傳送定時，各ONU從OLT傳送的下行訊號獲取定時資訊，並在OLT規定的時隙內傳送上行分組訊號。

TDM允許使用單一的波長，OLT以TDM下行廣播時使用1490nm波長(1550nm下行傳輸視訊)，ONU以TDMA上 行多址接入使用1310nm波長，所以OLT只需要一個收發器，只有一種型別ONU，由此帶來很高的'經濟性，被認為是光接入網共享通道的首選方案。

無源光網路始於20世紀80年代初，發展至今，有已經標準化的APON、EPON和GPON三種TDM/TDMA-PON型別。

在窄帶PON系統概 念提出的同時，提出了基於ATM技術的寬頻PON，即APON，以使接入網走向寬頻化。

隨著IP技術的不斷完善，大多數運營商將IP技術作為主要承載技術，使得ATM完全退出了局域網。

在這種背景下，出現了由ITU/FSAN 負責制定替換APON的Gigabit PON(GPON)標準，以及由IEEE802.3ah負責制定的Ethernet PON(EPON)標準。

其中，EPON是基於千兆乙太網的無源光網路，繼承了乙太網的低成本和易用性以及光網路的高頻寬，是FTTH中“價效比”最高的一種，EPON的產 業聯盟從EPON 的核心晶片、光模組到系統，產業鏈已經日趨成熟。

而GPON在技術上略具優勢，它能支援多種速率等級，可支援上下行不對稱速率，與EPON只能支援對稱 1Gbit/s單一速率相比，GPON光器件選擇餘地更大，而在總效率和等效系統成本方面也有相當的優勢。

三種TDM-PON的引數比較如表1所示，它們雖然有許多不同點，但歸根到底都是基於時分複用機制的，上行方向以時隙為單位、共享頻寬。

WDM-PON

基於波分複用技術的WDM-PON把各ONU的上行訊號分別調製為不同波長(?i ,i=1,2,3,……16,……)的光訊號，傳輸至ODN後耦合到同一饋線光纖傳輸到OLT，在OLT中利用分波器取出屬於各ONU的不同波長的光信 號，再分別通過光電探測器解調為電訊號。

WDM利用光纖的低損耗波長視窗(1310nm/1370nm/……/1550nm)，能 以不同的方式傳輸不同的業務。

WDM-PON上行方向採用粗波分CWDM或密集波分DWDM技術，每個使用者獨享一個 波長的頻寬，使用者最大可用的頻寬可以達到100G。

波分多址WDMA光纖線路有足夠的功率餘度，便可方便地擴容與升級，但系統各通道共享光纖線路而不共享 OLT光裝置，故系統成本 較高。

綜合比較，由表2可以看出TDM-PON雖然有較低的網路快速部署費用，但是可靠性、頻寬及升級擴容方面的表現都不如WDM-PON。

因此隨著無源光器件和其它技術 的發展，WDM-PON將成為現行主流TDM-PON的有力競爭者。

混合PON(HPON/xPON)

由前所述，TDM-PON和WDM-PON各有優缺點和應用場合，單一地利用一種PON技術都存在不同程度的問題。

因此最近斯坦福大學的一些研究學 者提出瞭如圖4的HPON(Hybrid TDM/WDM PON)的概念，它能夠很好地相容TDM和WDM技術，並支援TDM-PON到WDM-PON的平滑過渡。