PON基礎(chǔ)技術(shù)介紹什么是PONPON(PassiveOpticalNetwork)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)FTTH光纖到戶的主要技術(shù),提供點(diǎn)到多點(diǎn)的光纖接入，如下圖所示,它由局側(cè)的OLT（光線路終端）、用戶側(cè)的ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）以及ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）組成。一般其下行采用TDM廣播方式、上行采用TDMA（時(shí)分多址接入）方式，組成點(diǎn)到多點(diǎn)樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu).PON作為光接入技術(shù)最大的亮點(diǎn)是“無(wú)源”，ODN中不含有任何有源電子器件及電子電源，全部由光分路器（Splitter）等無(wú)源器件組成，管理維護(hù)運(yùn)營(yíng)成本較低。PON發(fā)展史PON技術(shù)研究起源于1995年,1998年10月，ITU通過(guò)了FSAN組織(全業(yè)務(wù)接入網(wǎng))所倡導(dǎo)的基于ATM的PON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)——G.983。也被稱為BPON(BroadbandPON).速率為155Mbps,可選擇支持622Mbps速率。EFMA（EthernetintheFirstMileAlliance，第一英里以太網(wǎng)聯(lián)盟）于2000年底提出了Ethernet-PON（EPON）的概念，傳輸速率達(dá)1Gbps,鏈路層基于簡(jiǎn)單的Ethernet封裝GPON(Gigabit-CapablePON)由FSAN組織于2002年9月提出,2003年3月ITU通過(guò)了G.984.1和G.984.2協(xié)議。G.984.1對(duì)GPON接入系統(tǒng)的總體特性進(jìn)行了規(guī)定；G.984.2對(duì)GPON的ODN(OpticalDistributionNetwork)物理媒質(zhì)相關(guān)子層進(jìn)行了規(guī)定；2004年6月ITU又通過(guò)了G.984.3,它對(duì)傳輸匯聚（TC）層的相關(guān)要求進(jìn)行了規(guī)定。PON的傳輸原理-下行PON的傳輸原理下行為廣播式PON傳輸原理-上行PON的傳輸原理上行采用TDMA時(shí)分復(fù)用方式PON的傳輸方式：下行：OLT可以隨時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)給任意ONU，在上行方向，OLT在同一時(shí)間只能接收一個(gè)ONU的數(shù)據(jù)，如果兩個(gè)ONU同時(shí)向OLT發(fā)送數(shù)據(jù)，則OLT不能正確接收數(shù)據(jù)（ONU發(fā)送沖突）。上行：把光纖的占用按一定時(shí)間長(zhǎng)度分成時(shí)段，在每一個(gè)時(shí)段，只有一臺(tái)ONU能夠占用光纖向OLT發(fā)送數(shù)據(jù)，其余ONU則關(guān)閉激光器。OLT通過(guò)發(fā)送控制數(shù)據(jù)包指定ONU發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)段。PON的傳輸原理描述PON接入拓?fù)鋱DEMANEMSVideoServerEPONOLT1XNSplitterEPONONTEPONONTEPONONTVoiceGWSTBTVPCRGWWirelessAccessPhonePC…PSTNSTBPON典型應(yīng)用商業(yè)用戶接入演進(jìn)住宅用戶接入方式演進(jìn)PON典型應(yīng)用視頻監(jiān)控PON典型應(yīng)用監(jiān)控系統(tǒng)骨干網(wǎng)服務(wù)器監(jiān)控點(diǎn)OLTONU監(jiān)控分中心監(jiān)控終端監(jiān)控點(diǎn)購(gòu)物中心機(jī)場(chǎng)風(fēng)景區(qū)道路IPTV&VOIPPON典型應(yīng)用IP城域網(wǎng)OLTONU匯聚交換機(jī)媒體交換機(jī)VoIPGEGETVPC電話FTTHFTTBONU光電三網(wǎng)合一PON典型應(yīng)用居民樓住宅小區(qū)OLT住戶BIPTVVoIPInternet住戶C集成CATV功能ONU設(shè)備EOC客戶端設(shè)備支持下接EOC設(shè)備同軸接入EOC客戶端設(shè)備集成EOC頭端ONU設(shè)備光節(jié)點(diǎn)大樓線路交換箱EOC頭端住戶ACATV光發(fā)射機(jī)光合波器APON和BPON1.APON介紹：APON是ATMPON的簡(jiǎn)稱。ATM是一種基于信元的傳輸協(xié)議，近年來(lái)，被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于接入網(wǎng)上以提供視頻廣播、遠(yuǎn)程教學(xué)、以及數(shù)據(jù)通信等多種業(yè)務(wù)。ATM技術(shù)能為接入網(wǎng)提供動(dòng)態(tài)的帶寬分配，從而更適合寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需要?？梢赃\(yùn)行在多種物理層技術(shù)上，ｘDSL技術(shù)和PON技術(shù)均可為ATM的運(yùn)行提供物理平臺(tái)。2.BPON介紹：BPON，BroadbandPassiveOpticalNetwork，寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)；寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(BPON)，最初被稱為ATM寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(APON)，是由FSAN委員會(huì)確定，被用于ATM第二層信號(hào)傳輸協(xié)議的最初的PON規(guī)范。采用APON這個(gè)術(shù)語(yǔ)導(dǎo)致用戶相信只有ATM服務(wù)可以被提供給終端用戶，因此，F(xiàn)SAN決定將上述術(shù)語(yǔ)擴(kuò)展為寬帶PON（BPON）。BPON系統(tǒng)提供包括以太網(wǎng)連接和圖像傳輸在內(nèi)的多種寬帶服務(wù)。3.特點(diǎn)APON/BPON的業(yè)務(wù)適配提供很復(fù)雜，業(yè)務(wù)提供能力有限，數(shù)據(jù)傳送率和效率不高，成本較高，其市場(chǎng)前景由于ATM的衰落而黯淡。最后，從業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢(shì)看，APON的可用帶寬仍然不夠。以FTTC為例，盡管典型主干下行速率可達(dá)622Mbit/s，但分路后，實(shí)際可分到每個(gè)用戶的帶寬將大大減小。按32路計(jì)算，每一個(gè)分支的可用帶寬僅剩19.5Mbit/s，再按10個(gè)用戶共享，則每個(gè)用戶僅能分得約2Mbit/s的帶寬而已。顯然，這樣的性能價(jià)格比是無(wú)法滿足網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的發(fā)展需要的。

EPON1.EPON成長(zhǎng)：EPON是在與APON類似的結(jié)構(gòu)和G.983的基礎(chǔ)上，設(shè)法保留其精華分——物理層PON，而以以太網(wǎng)代替ATM作為鏈路層協(xié)議，構(gòu)成一個(gè)可以提供更大帶寬、更低成本和更強(qiáng)業(yè)務(wù)能力的新的結(jié)合體。2.EPON特性：IEEE802.3ah規(guī)范的EPON技術(shù)的上下行波長(zhǎng)是1310nm和1490nm，上下行速率均為1.25Gbit/s，傳輸距離是10/20km，分路比是32/16，主要業(yè)務(wù)是數(shù)據(jù)和語(yǔ)音，增加一個(gè)1550nm電視廣播波長(zhǎng)后，成為語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和電視三合一的所謂三重業(yè)務(wù)捆綁服務(wù)。對(duì)于傳送單一以太網(wǎng)業(yè)務(wù)而言，EPON是一種很好的解決方案。3.EPON缺點(diǎn)：IEEE802.3ah只規(guī)定了MAC層和物理層，MAC層以上的標(biāo)準(zhǔn)靠制造商自行開發(fā)，因而帶來(lái)靈活性的同時(shí)也造成了設(shè)備互操作性差的缺點(diǎn)。其次，EPON的總效率較低，主要是由于采用8B/10B的線路編碼，引入20%的帶寬損失，再加上其它的額外開銷，可用負(fù)荷僅50%左右，第三，由于EPON開始主要是以太網(wǎng)設(shè)備制造商驅(qū)動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)，因而沒有充分考慮網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)需要，管理功能不夠豐富，但是比普通以太網(wǎng)有明顯改進(jìn)，可以提供遠(yuǎn)端故障指示、遠(yuǎn)端環(huán)回控制和鏈路監(jiān)視等基本管理功能，也能滿足基本管理功能。最后，EPON的設(shè)計(jì)沒有考慮直接支持以太網(wǎng)以外的業(yè)務(wù)，因而對(duì)于主張多業(yè)務(wù)支持能力的傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要缺憾

GPON(Gigabit-CapablePON)1.GPON成長(zhǎng)：吉比特以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(GPON)最早由FSAN組織于2002年9月提出，ITU-T在此基礎(chǔ)上于2003年3月完成了ITU-TG.984.1和G.984.2的制定，2004年2月和6月完成了G.984.3的標(biāo)準(zhǔn)化。從而最終形成了GPON的標(biāo)準(zhǔn)族。2.GPON特性：A.GPON可以提供1.244Gbit/s和2.488Gbit/s的下行速率和ITU規(guī)定的多種標(biāo)準(zhǔn)上傳速率，即可以靈活地提供對(duì)稱和非對(duì)稱速率。傳輸距離至少達(dá)20km，系統(tǒng)分路比可以為1:16、1:32、1:64乃至1:128；B.GPON采用了兩種適配方式，除了傳統(tǒng)的ATM外，還在傳輸匯聚層采用了一個(gè)全新的基于SDH的標(biāo)準(zhǔn)通用組幀程序(GFP)，這是一種可以透明、高效地將各種數(shù)據(jù)信號(hào)封裝進(jìn)現(xiàn)有SDH網(wǎng)絡(luò)的通用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)適配映射技術(shù)，可以適應(yīng)任何用戶信號(hào)格式和任何傳輸網(wǎng)絡(luò)制式，無(wú)需附加ATM或IP封裝層，封裝效率高、提供業(yè)務(wù)靈活。C.由于GPON采用GFP映射，其傳輸匯聚層本質(zhì)上是同步的，還使用標(biāo)準(zhǔn)SDH的125μs幀，使GPON可以支持端到端的定時(shí)和其它準(zhǔn)同步業(yè)務(wù)，特別是可以直接高質(zhì)量、靈活地支持實(shí)時(shí)的TDM語(yǔ)音業(yè)務(wù)，延時(shí)和抖動(dòng)性能很好。D.GPON在網(wǎng)管方面具有豐富的功能，包括帶寬授權(quán)分配、動(dòng)態(tài)帶寬分配、鏈路監(jiān)測(cè)、保護(hù)倒換、密鑰交換和各種告警功能等，比EPON考慮周到。E.在QoS方面，GPON可以通過(guò)使用指針調(diào)整ONU的授權(quán)帶寬和授權(quán)周期來(lái)保證業(yè)務(wù)的帶寬和延時(shí)要求。

GPON與EPON比較?速率

EPON提供固定上下行1.25Gbps,采用8b/10b線路編碼,實(shí)際速率為1GbpsGPON支持多種速率等級(jí)，可以支持上下行不對(duì)稱速率，下行2.5Gbps或1.25Gbps，上行1.25Gbps或622Mbps，根據(jù)實(shí)際需求來(lái)決定上下行速率，選擇相對(duì)應(yīng)光模塊,提高光器件速率價(jià)格比。

本項(xiàng)結(jié)論：GPON優(yōu)于EPON?分路比【分路比即一個(gè)OLT端口(局端)帶多少個(gè)ONU(用戶端)】EPON標(biāo)準(zhǔn)定義分路比1：32。

GPON標(biāo)準(zhǔn)定義分路比下列幾種1:32；1:64；1:128本項(xiàng)結(jié)論：GPON提供多選擇性,但是成本上考慮優(yōu)勢(shì)并不明顯?最大傳送距離

GPON系統(tǒng)可支持的最大物理距離，當(dāng)光分路比為1:16時(shí)，應(yīng)支持20km的最大物理距離；當(dāng)光分路為1:32時(shí)，應(yīng)支持10km的最大物理距離。

EPON與此相同

本項(xiàng)結(jié)論：相等

?QOS(QualityofService)

EPON在MAC層Ethernet包頭增加了64字節(jié)的MPCP多點(diǎn)控制協(xié)議（multipointcontrolprotocol），MPCP通過(guò)消息、狀態(tài)機(jī)和定時(shí)器來(lái)控制訪問(wèn)P2MP點(diǎn)到多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)DBA動(dòng)態(tài)帶寬分配。MPCP涉及的內(nèi)容包括ONU發(fā)送時(shí)隙的分配、ONU的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和加入、向高層報(bào)告擁塞情況以便動(dòng)態(tài)分配帶寬。MPCP提供了對(duì)P2MP拓?fù)浼軜?gòu)的基本支持,但是協(xié)議中并沒有對(duì)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行分類處理,所有的業(yè)務(wù)隨機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)著帶寬GPON則擁有更加完善的DBA,具有優(yōu)秀QoS服務(wù)能力。GPON將業(yè)務(wù)帶寬分配方式分成4種類型，優(yōu)先級(jí)從高到低分別是固定帶寬（Fixed）、保證帶寬（Assured）、非保證帶寬（Non-Assured）和盡力而為帶寬（BestEffort）.DBA又定義了業(yè)務(wù)容器（trafficcontainer,T-CONT）作為上行流量調(diào)度單位,每個(gè)T-CONT由Alloc-ID標(biāo)識(shí)。每個(gè)T-CONT可包含一個(gè)或多個(gè)GEMPort-ID.T-CONT分為5種業(yè)務(wù)類型，不同類型的T-CONT具有不同的帶寬分配方式，可以滿足不同業(yè)務(wù)流對(duì)時(shí)延、抖動(dòng)、丟包率等不同的QoS要求。

本項(xiàng)結(jié)論：GPON優(yōu)于EPON

EPON與GPON協(xié)議層比較1.如圖所示，EPON沿用了簡(jiǎn)單的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式,只是在以太網(wǎng)包頭增加了64字節(jié)的MPCP點(diǎn)到多點(diǎn)控制協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)EPON系統(tǒng)中的帶寬分配,帶寬輪訊,自動(dòng)發(fā)現(xiàn),測(cè)距等工作。對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以外的業(yè)務(wù)（如TDM同步業(yè)務(wù)）的支持沒有作過(guò)多研究，。很多EPON廠家開發(fā)了一些非標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，但是都不理想,很難滿足電信級(jí)的QoS要求。GPON基于完全新的傳輸融合（TC）層，該子層能夠完成對(duì)高層多樣性業(yè)務(wù)的適配，如圖所示，定義了ATM封裝和GFP封裝（通用成幀協(xié)議），可以選擇二者之一進(jìn)行業(yè)務(wù)封裝．鑒于目前ATM應(yīng)用并不普及,于是一種只支持GFP封裝的GPON.lite設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生,它把ATM從協(xié)議棧中去除以降低成本。GFP是一種通用的適用于多種業(yè)務(wù)的鏈路層規(guī)程,ITU定義為G.7041.GPON中對(duì)GFP作了少量的修改,在GFP幀的頭部引入了PortID，用于支持多端口復(fù)用；還引入了Frag（Fragment）分段指示以提高系統(tǒng)的有效帶寬.并且只支持面向變長(zhǎng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理模式而不支持面向數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)透明處理模式GPON具有強(qiáng)大的多業(yè)務(wù)承載能力。GPON的TC層本質(zhì)上是同步的，使用了標(biāo)準(zhǔn)的8kHz（125μm）定長(zhǎng)幀，這使GPON可以支持端到端的定時(shí)和其他準(zhǔn)同步業(yè)務(wù)，特別是可以直接支持TDM業(yè)務(wù)，就是所謂的NativeTDM，GPON對(duì)TDM業(yè)務(wù)具備“天然”的支持。

術(shù)語(yǔ)介紹1.ODN(OpticalDistributionNode):光分配節(jié)點(diǎn)2.FTTH（FiberToTheHome）：光纖到家3.OLT（opticallineterminal）：光線路終端4.ONU（OpticalNetworkUnit）：光節(jié)點(diǎn)5.TDM（TestingDataManagement/TechnicalDataManagement）：時(shí)分復(fù)用模式6.TDMA（TimeDivisionMultipleAccess）：時(shí)分多址7.ATM（AsynchronousTransferMode）：異步傳輸模式8.SDH（SynchronousDigitalHierarchy）：同步數(shù)字體系PON的協(xié)議發(fā)展

ITU-TG.683APON(異步傳輸模式PON，ATMPassiveOpticalNetwork).這是第一種被動(dòng)式光網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，它基于ATM，主要用于商業(yè)應(yīng)用。BPON(寬帶PON，BroadbandPassiveOpticalNetwork)這是一個(gè)基于AP