2025/10/14接入網(wǎng)技術(shù)接入網(wǎng)技術(shù)第3章光纖接入技術(shù)

接入網(wǎng)技術(shù)課前復(fù)習(xí)PON的定義？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

PON的光纖選型?G.652PON的工作波長(zhǎng)？1310區(qū)（1260～1360nm），1550區(qū)（1480～1580nm）PON的傳輸技術(shù)和多址技術(shù)？空分，時(shí)分，波分，副載波時(shí)分多址，波分多址，副載波多址，碼分多址

接入網(wǎng)技術(shù)光接入網(wǎng)的分類根據(jù)光分配網(wǎng)是采用有源或無源設(shè)備，OAN分：AON和PONAON：ActiveOpticalNetwork，有源光網(wǎng)絡(luò)ODN全部由有源器件組成（光放大器等）特點(diǎn)：傳輸容量大：155Mb/s或622Mb/s的接入速率傳輸距離遠(yuǎn)：不加中繼器，距離為70多公里技術(shù)成熟：無論P(yáng)DH設(shè)備還是SDH設(shè)備，都已廣泛應(yīng)用給有源設(shè)備供電是一件麻煩事PON：PassiveOpticalNetwork，無源光網(wǎng)絡(luò)APON、EPON和GPON

接入網(wǎng)技術(shù)PON的基本概念ODN全部由無源器件組成（無源光分路器等）信號(hào)在傳輸過程中無再生放大信號(hào)由光分路器、無源光功率分配器等傳至用戶實(shí)現(xiàn)透明傳輸，信號(hào)處理全由局端和用戶端設(shè)備完成與有源光網(wǎng)絡(luò)比：覆蓋范圍和傳輸距離更小可靠性更高（戶外無有源設(shè)備，提高抗干擾能力）價(jià)格更低、安裝維護(hù)更方便是光接入網(wǎng)有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)（價(jià)格、維護(hù)等優(yōu)勢(shì)）

接入網(wǎng)技術(shù)分光器示例

接入網(wǎng)技術(shù)PON的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)OLTONU1ONU2ONUnPON用戶用戶用戶OBD業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)UNISNIODN組成：OLT、ODN、ONU，且ODN中全是無源器件共享介質(zhì)邏輯上是點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，物理拓?fù)淇捎卸喾N形式

接入網(wǎng)技術(shù)PON的數(shù)據(jù)傳輸下行：OLT向各ONU采用廣播通信方式，傳輸連續(xù)時(shí)隙流（下行幀）局端數(shù)據(jù)→OLT→封裝成連續(xù)時(shí)隙流下行幀以廣播方式傳送→各ONU收到信元流，取出屬于自己的數(shù)據(jù)→用戶終端上行：采用TDMA技術(shù)（動(dòng)態(tài)分配），突發(fā)傳送時(shí)隙流（上行幀）各ONU共享ODN，且數(shù)據(jù)突發(fā)性強(qiáng)。各ONU向OLT申請(qǐng)帶寬→OLT授權(quán)ONU發(fā)送（上行的發(fā)送時(shí)隙、帶寬分配等）→獲得授權(quán)的ONU在指定時(shí)隙發(fā)送

接入網(wǎng)技術(shù)PON的數(shù)據(jù)傳輸PON的幀都是定時(shí)長(zhǎng)幀，分上行幀和下行幀為了實(shí)現(xiàn)TDMA接入，在上行時(shí)隙中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)要求附加開銷。上行時(shí)隙格式如下：ONUONUOLTONUOBD上行突發(fā)模式下行連續(xù)模式保護(hù)時(shí)隙附加開銷ATM信元/OAM信元/以太幀用于OLT同步、標(biāo)識(shí)信元開始OAM信元為管理信元，如帶寬申請(qǐng)、測(cè)距等

接入網(wǎng)技術(shù)測(cè)距技術(shù)

為何需要測(cè)距？采用TDMA，必須保證每個(gè)時(shí)隙的數(shù)據(jù)彼此獨(dú)立，互不干擾APON結(jié)構(gòu)中，各ONU到OLT的物理距離不等，則各ONU到OLT的傳輸時(shí)延不同，如不進(jìn)行時(shí)延補(bǔ)償，會(huì)出現(xiàn)時(shí)隙的重疊，造成數(shù)據(jù)干擾為確保多個(gè)ONU到OLT間的正確傳輸，必須引入測(cè)距機(jī)制，使各ONU到OLT的邏輯距離相等

接入網(wǎng)技術(shù)測(cè)距技術(shù)測(cè)距技術(shù)基本策略單獨(dú)測(cè)距+傳輸數(shù)據(jù)時(shí)測(cè)距相結(jié)合(粗測(cè)＋精測(cè)）單獨(dú)測(cè)距在ONU初裝聯(lián)網(wǎng)時(shí)必須進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)時(shí)測(cè)距可根據(jù)OLT的配置而定測(cè)距的基本原理OLT向ONU發(fā)送測(cè)距允許消息，消息中指明ONU的上行應(yīng)答的時(shí)隙ONU在指定的上行時(shí)隙中用測(cè)距PLOAM信元應(yīng)答OLT計(jì)算往返時(shí)延，并與理想時(shí)延比較，計(jì)算出差值，發(fā)送一個(gè)測(cè)距時(shí)間給ONUONU根據(jù)測(cè)距時(shí)間調(diào)整均衡時(shí)延

接入網(wǎng)技術(shù)快速比特傳送技術(shù)測(cè)距精度有限，各ONU到OLT的上行比特流存在相位差異需要采用某種技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速同步基本策略先實(shí)現(xiàn)位同步、再進(jìn)行信元同步普通的滑動(dòng)技術(shù)不能滿足快速同步要求，需采用其他技術(shù)突發(fā)信號(hào)的收發(fā)需要快速開啟和關(guān)閉光電路，以適應(yīng)上行的突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸接收端，需要快速調(diào)整接收門限，以適應(yīng)不同距離用戶的信號(hào)衰減

接入網(wǎng)技術(shù)突發(fā)發(fā)射快速開啟和關(guān)斷能力消光比大（>10dB）突發(fā)接受快速AGC(動(dòng)態(tài)范圍>20dB)連續(xù)發(fā)送模塊突發(fā)發(fā)送模塊0#ONT0#ONU1#ONU0#ONU1#ONU0#ONT0#ONU1#ONU0#ONT有快速AGC接收無快速AGC閾值線恢復(fù)出來的數(shù)據(jù)到達(dá)OLT的信號(hào)及閾值建立ONT/ONU發(fā)出的信號(hào)連續(xù)接收模塊突發(fā)接收模塊PON關(guān)鍵技術(shù)----突發(fā)光電技術(shù)

接入網(wǎng)技術(shù)攪碼技術(shù)（擾碼）為了保證共享介質(zhì)傳輸?shù)陌踩?，引入攪碼技術(shù)在發(fā)送端：通過一個(gè)隨機(jī)碼對(duì)信息進(jìn)行異或運(yùn)算后傳送在接收端：采用相同的隨機(jī)碼再進(jìn)行一次異或運(yùn)算，得到原始數(shù)據(jù)信元的時(shí)隙分配接入請(qǐng)求/允許帶寬的動(dòng)態(tài)分配(DBA)帶寬管理由OLT完成為不同的業(yè)務(wù)提供優(yōu)先級(jí)和帶寬上行帶寬的占用由媒質(zhì)接入控制MAC協(xié)議實(shí)現(xiàn)媒質(zhì)接入控制（MAC）技術(shù)

接入網(wǎng)技術(shù)提高最大帶寬利用率無DBA,利用率40%有DBA,利用率達(dá)到80%減小平均時(shí)延無DBA:100ms有DBA:<10msDBA在利用率和延遲指標(biāo)上帶來的優(yōu)勢(shì)

接入網(wǎng)技術(shù)PON技術(shù)演進(jìn)APON(G.983)GPON(G.984)GE-PON(IEEE802.3ah)19982003APON/BPON=BroadbandPONLimitedadoptionincarriersSupportIPandTDM622M/155Mbandwidth~70%transmissionefficiencyStandardizedbyITUin1998EPON=EthernetPONMajoradoptioninJapanandKoreaSupportIPandemulatedTDM1.25Gbandwidth~72%transmissionefficiencyStandardizedbyIEEEas802.3ahGPON=GigabitPONRecognizedbymajorcarriersworldwideSupportIP,TDMandRFvideo2.488G/1.244Gbandwidth~92%transmissionefficiencyStandardizedbyITUin2003

接入網(wǎng)技術(shù)PON關(guān)鍵技術(shù)－系統(tǒng)帶寬效率GPONGPON系統(tǒng)帶寬效率優(yōu)勢(shì)明顯，意味著可接入更多用戶&更節(jié)約鏈路成本

GPON采用非歸零（NRZ）編碼

100％編碼效率所有業(yè)務(wù)都具有93％的系統(tǒng)帶寬效率系統(tǒng)有效帶寬：下行：2314Mbps

上行：1157Mbps101101EPON

EPON采用8B/10B編碼

80％編碼效率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具有72％的系統(tǒng)帶寬效率“數(shù)據(jù)+TDM”業(yè)務(wù)具有49％的系統(tǒng)帶寬效率系統(tǒng)有效帶寬（純數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)/混傳業(yè)務(wù)）：下行：912/612Mbps

上行：912/612Mbps010011101011010010010011101101001010

接入網(wǎng)技術(shù)3.4APONAPON：ATMPassiveopticalnetwork，ATM無源光網(wǎng)絡(luò)在PON上傳送ATM信元，即在ONU與OLT之間傳送ATM信元物理層采用PON，鏈路層采用ATM存在PON中同樣的技術(shù)問題標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：ITU-T的G.983

接入網(wǎng)技術(shù)ATM-PON的模型結(jié)構(gòu)

ONUOLTATM-PONPSTN/ISDNSNB-ISDNSN非ATMSN（視頻服務(wù)器）非ATMSN（IP服務(wù)器）SNIUNIAPON模型結(jié)構(gòu)

接入網(wǎng)技術(shù)G.983基本特點(diǎn)基于ATM信元（ONU與OLT之間）支持對(duì)稱和非對(duì)稱工作方式對(duì)稱方式：雙向155.520Mb/s非對(duì)稱方式：上、下行分別為155.520Mb/s、622.080Mb/s雙向通信：可用兩條光纖，波長(zhǎng)1310nm區(qū)或一條光纖，異波長(zhǎng)雙工(上行：1310nm區(qū),下行：1550nm區(qū))無放大器最大距離：20km最高32個(gè)用戶光分支利用波長(zhǎng)分配增加業(yè)務(wù)能力傳輸技術(shù)：上、下行均采用時(shí)分復(fù)用

接入網(wǎng)技術(shù)APON的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)接入的主干網(wǎng)為ATM網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流為ATM信元流拓?fù)洌簾o源雙星結(jié)構(gòu)一個(gè)ODN（即1個(gè)OBD）最多支持32個(gè)ONU（用戶數(shù)）當(dāng)ONU大于32時(shí)，要求一個(gè)OLT提供多個(gè)ODN接口OLTODNONU1ONU2ONUnAPON（傳輸ATM信元流）ATM交換機(jī)用戶用戶用戶OBD

接入網(wǎng)技術(shù)3、APON系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)。（1）理想的光纖接入網(wǎng)（2）低成本（3）高可靠性（4）綜合接入能力

接入網(wǎng)技術(shù)

APON系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作過程1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)ONU1ONU2ONUn┇123n┅231n32branchesOLTATM交換上行（突發(fā)模式）下行連續(xù)比特率用戶用戶用戶APON系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

接入網(wǎng)技術(shù)2、APON上下行傳輸特性（1）下行傳輸從OLT往ONU傳送下行信號(hào)時(shí)采用TDM技術(shù)；由ATM交換機(jī)來的ATM信元先送給OLT，OLT將其變?yōu)?55.52Mbit/s或622.82Mbit/s的速率，并以廣播方式，傳送到所有與OLT相連的ONU，任意一個(gè)ONU可以根據(jù)信元的VCI/VPI選出屬于自己的信元傳送給用戶終端。

接入網(wǎng)技術(shù)（2）上行傳輸

ONU傳送到OLT的上行信號(hào)采用TDMA技術(shù)。在上行方向，各個(gè)ONU收集來自用戶的信息，并通過1310nm波長(zhǎng)區(qū)以155.52Mbit/s的速率，采用突發(fā)模式發(fā)送數(shù)據(jù)。（3）雙向傳輸方式

其一，單向雙纖的空分復(fù)用方式，即使用兩根光纖，一根光纖傳輸上行信號(hào)，另一根光纖傳輸下行信號(hào)，工作波長(zhǎng)限定在1310nm區(qū)；其二，單纖粗波分復(fù)用方式，即采用單根光纖，異波長(zhǎng)雙工，上下行波長(zhǎng)分別工作在1310nm區(qū)和1550nm區(qū)。

接入網(wǎng)技術(shù)…PLOAM1ATM信元1ATM信元2ATM信元27PLOAM2ATM信元28ATM信元54…下行幀格式1幀=56個(gè)信元，每信元53字節(jié)……ATM信元1ATM信元2ATM信元52ATM信元53上行幀格式1幀=53個(gè)信元，每信元56字節(jié)3字節(jié)頭部上下行速率為155.520Mb/s的幀結(jié)構(gòu)定時(shí)長(zhǎng)幀下行速率為155.52Mb/s時(shí)，每幀56個(gè)信元下行速率為622.08Mb/s時(shí)，每幀224個(gè)信元APON的幀格式

接入網(wǎng)技術(shù)

上下行速率均為155.520Mbit/s。下行每28個(gè)時(shí)隙插入一個(gè)物理層維護(hù)管理信元（PhysicalLayerOAM，PLOAM），其余為ATM信元下行幀包含2個(gè)PLOAM共56個(gè)時(shí)隙長(zhǎng)。上行幀包含53個(gè)時(shí)隙，每一個(gè)時(shí)隙包含56個(gè)字節(jié)，其中3個(gè)字節(jié)是開銷字節(jié)，內(nèi)容由OLT編程決定。

接入網(wǎng)技術(shù)2、APON的不對(duì)稱幀結(jié)構(gòu)56×4信元/幀下行幀結(jié)構(gòu)53信元/幀3字節(jié)開銷上行幀結(jié)構(gòu)PLOAM1ATMcell1-27PLOAM2ATMcell28-54PLOAM8ATMcell190-216ATMcell1ATMcell2ATMcell3ATMcell53APON不對(duì)稱幀結(jié)構(gòu)

接入網(wǎng)技術(shù)

下行622.080Mbit/s、上行155.520Mbit/s的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)。下行每28個(gè)時(shí)隙插入一個(gè)物理層維護(hù)管理信元（PhysicalLayerOAM，PLOAM），其余為ATM信元，包含8個(gè)PLOAM共224個(gè)時(shí)隙長(zhǎng)。上行幀包含53個(gè)時(shí)隙，每一個(gè)時(shí)隙包含56個(gè)字節(jié)，其中3個(gè)字節(jié)是開銷字節(jié)，內(nèi)容由OLT編程決定。

接入網(wǎng)技術(shù)APON的數(shù)據(jù)傳輸APON在PON上傳送ATM信元APON幀傳輸?shù)幕驹硗琍ON，只是APON幀中封裝的是ATM信元APON幀中上行信元格式如下：3字節(jié)保障區(qū)間前導(dǎo)符定界符ATM（OAM）信元53字節(jié)測(cè)距要求用于OLT同步信元的開始

接入網(wǎng)技術(shù)3、授權(quán)信號(hào)

G.983.1規(guī)定了多種授權(quán)信號(hào)（均為8比特長(zhǎng)），分別用于上行發(fā)送ATM信元、PLOAM信元、微信元和空閑等的授權(quán)指示。每個(gè)下行幀攜帶53個(gè)授權(quán)信號(hào)，分別與上行幀的53個(gè)時(shí)隙對(duì)應(yīng)。ONU只有收到給予自己的授權(quán)信號(hào)后才能在相應(yīng)的上行時(shí)隙發(fā)送上行信元。每個(gè)PLOAM信元攜帶27個(gè)授權(quán)信號(hào)，而一幀只需攜帶53個(gè)授權(quán)信號(hào)，第二個(gè)PLOAM信元的最后一個(gè)授權(quán)信號(hào)區(qū)填充空閑授權(quán)信號(hào)。對(duì)于非對(duì)稱幀結(jié)構(gòu)，余下的6個(gè)PLOAM信元的授權(quán)信號(hào)區(qū)全部填充空閑授權(quán)信號(hào)。

接入網(wǎng)技術(shù)4、MAC（媒質(zhì)訪問控制）協(xié)議完成信元時(shí)隙分配、帶寬的動(dòng)態(tài)分配、接入允許/請(qǐng)求等功能。MAC協(xié)議要求能夠?qū)Ω鱾€(gè)用戶提供公平且高效、高質(zhì)量的接入，保證接入延遲、信元延遲變化、信元丟失率等參數(shù)均盡可能小。同時(shí)，MAC協(xié)議的選取還需要考慮協(xié)議實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜程度。通常采用基于信元的授權(quán)分配算法，即由ONU發(fā)送“請(qǐng)求”至OLT，OLT收到ONU請(qǐng)求之后根據(jù)授權(quán)分配算法共享ONU發(fā)送“許可”。

接入網(wǎng)技術(shù)基于請(qǐng)求/許可機(jī)制的MAC協(xié)議當(dāng)用戶端有信元需要發(fā)送時(shí)，NT（處于UNI與ONU之間）在OLT的授權(quán)許可下向OLT發(fā)送“請(qǐng)求”以申請(qǐng)信元發(fā)送；OLT收到“請(qǐng)求”后根據(jù)許可分配算法對(duì)相應(yīng)的NT（網(wǎng)絡(luò)終端）發(fā)放信元發(fā)送“許可”。

MAC協(xié)議基于G.983.1建議中所定義的幀結(jié)構(gòu)，下行幀中的PLOAM信元不僅用來傳送物理層操作維護(hù)（OAM）信息，其中第一和第二個(gè)PLOAM信元同時(shí)也用來向NT發(fā)送各類授權(quán)許可信息。各個(gè)NT根據(jù)所接收到的相應(yīng)的授權(quán)信息在OLT規(guī)定的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送各類上行信元。上行幀中除了攜帶數(shù)據(jù)的ATM信元外，還包括PLOAM信元和可分時(shí)隙（Divided-Slot），其中可分時(shí)隙被各NT用來向OLT傳送“請(qǐng)求”信息。

接入網(wǎng)技術(shù)二．APON關(guān)鍵技術(shù)上行信號(hào)的特點(diǎn)：通常采用TDMA的上行接入控制。APON的接入復(fù)用是在時(shí)域?qū)崿F(xiàn)的，上行信號(hào)為TDMA方式，信號(hào)是“突發(fā)”模式。上行信號(hào)是突發(fā)的、幅度不等的、長(zhǎng)度也不同的脈沖串，并且間隔時(shí)間也不相同。

接入網(wǎng)技術(shù)1．測(cè)距方法

測(cè)距的目的是補(bǔ)償因ONU與OLT之間的距離不同而引起的傳輸時(shí)延差異，使所有ONU到OLT的邏輯距離相同。產(chǎn)生傳輸時(shí)延差異的根源有兩個(gè)，其一是物理距離的不同；其二是由環(huán)境溫度變化和光電器件的老化等因素造成。測(cè)距程序也分為兩步：一是在新ONU安裝調(diào)測(cè)階段進(jìn)行的靜態(tài)粗測(cè)，這是對(duì)物理距離差異進(jìn)行的時(shí)延補(bǔ)償；二是在通信過程中實(shí)時(shí)進(jìn)行的動(dòng)態(tài)精測(cè)，以校正由于環(huán)境溫度變化和器件老化等因素引起的時(shí)延漂移。

接入網(wǎng)技術(shù)測(cè)距的方法:

（1）擴(kuò)頻法測(cè)距

粗測(cè)時(shí)OLT向ONU發(fā)出一條指令，通知ONU發(fā)送一個(gè)特定低幅值的偽隨機(jī)碼，OLT利用相關(guān)技術(shù)檢測(cè)出從發(fā)出指令到接收到偽隨機(jī)碼的時(shí)間差，并根據(jù)這個(gè)值分配給該ONU一個(gè)均衡時(shí)延Td。

動(dòng)態(tài)精測(cè)需要開一個(gè)小窗口，通過監(jiān)測(cè)相位變化實(shí)時(shí)調(diào)整時(shí)延值。

優(yōu)點(diǎn):不中斷正常業(yè)務(wù)，精測(cè)時(shí)占用的通信帶寬很窄，ONU所需的緩存區(qū)較小，對(duì)業(yè)務(wù)質(zhì)量（QoS）的影響不大。

缺點(diǎn):技術(shù)復(fù)雜，精度不高。

接入網(wǎng)技術(shù)（2）帶外法測(cè)距

粗測(cè)時(shí)OLT向ONU發(fā)出一條測(cè)距指令，ONU接到指令后將低頻小幅的正弦波加到激光器的偏置電流中，正弦波的初始相位固定。OLT通過檢測(cè)正弦波的相位值計(jì)算出環(huán)路時(shí)延，并依據(jù)此值分配給ONU一個(gè)均衡時(shí)延。

精測(cè)時(shí)需要開一個(gè)信元的窗口。

優(yōu)點(diǎn):測(cè)距精度高，ONU的緩存區(qū)較小，對(duì)QoS影響小。

缺點(diǎn):技術(shù)復(fù)雜，成本較高，測(cè)距信號(hào)是模擬信號(hào)。

接入網(wǎng)技術(shù)（3）帶內(nèi)開窗測(cè)距

粗測(cè)時(shí)占用通信帶寬，當(dāng)一個(gè)ONU需要測(cè)距時(shí)，OLT命令其它ONU暫停發(fā)送上行業(yè)務(wù)，形成一個(gè)測(cè)距窗口供這個(gè)ONU使用。測(cè)距ONU發(fā)送一個(gè)特定信號(hào)，在OLT處接收到這個(gè)信號(hào)后，計(jì)算出均衡時(shí)延值。

精測(cè)采用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)上行信號(hào)，不需另外開窗。

優(yōu)點(diǎn):利用成熟的數(shù)字技術(shù)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、精度高、成本低。

缺點(diǎn):測(cè)距點(diǎn)用上行帶寬，ONU需要較大的緩存器，對(duì)業(yè)務(wù)的QoS影響較大。

接入網(wǎng)技術(shù)2.帶寬動(dòng)態(tài)分配APON的優(yōu)點(diǎn)在于它能提供寬帶綜合的接入，所以APON的MAC協(xié)議必須能夠充分利用上行帶寬，同時(shí)支持不同業(yè)務(wù)的QoS要求。對(duì)綜合業(yè)務(wù)，只有動(dòng)態(tài)分配上行帶寬才能充分利用上行帶寬，要支持不同業(yè)務(wù)的QoS就必須對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)劃分，所以APON的MAC協(xié)議必須具備帶寬動(dòng)態(tài)分配和業(yè)務(wù)信元按優(yōu)先級(jí)接入的特點(diǎn)。如何設(shè)計(jì)一種公平、高效，又支持不同業(yè)務(wù)QoS的MAC協(xié)議是實(shí)現(xiàn)APON寬帶綜合接入的關(guān)鍵。

接入網(wǎng)技術(shù)3．突發(fā)模式同步技術(shù)

在上行幀的每個(gè)時(shí)隙里有3字節(jié)開銷，保護(hù)時(shí)間用于防止微小的相位漂移損害信號(hào)，前導(dǎo)字節(jié)則用于同步獲取。

OLT在接收上行幀時(shí)，搜索前導(dǎo)字節(jié)，并以此快速獲取碼流的相應(yīng)信息，達(dá)到比特同步；然后根據(jù)定界符確定ATM信元的邊界，完成字節(jié)同步。

OLT在收到ONU上行突發(fā)的前幾個(gè)比特內(nèi)實(shí)現(xiàn)比特同步，才能恢復(fù)ONU的信號(hào)。

接入網(wǎng)技術(shù)

可以采用并行的滑動(dòng)相關(guān)搜索方法，將收到的信號(hào)用不同相位的時(shí)鐘進(jìn)行采樣，采樣結(jié)果同時(shí)（并行）與同步圖案進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，比較運(yùn)算結(jié)果，在相關(guān)系數(shù)大于某個(gè)門限時(shí)將最大值對(duì)應(yīng)的取樣信號(hào)作為輸出，并把該相位的時(shí)鐘作為最佳時(shí)鐘源；如果多個(gè)相關(guān)值相等，則可以取相位居中的信號(hào)和時(shí)鐘。

接入網(wǎng)技術(shù)4．突發(fā)信號(hào)的收發(fā)為了實(shí)現(xiàn)突發(fā)模式，在收發(fā)端都要采用特別的技術(shù)。光突發(fā)發(fā)送電路要求能夠快速地開啟和關(guān)斷，迅速建立信號(hào)，傳統(tǒng)的電光轉(zhuǎn)換模塊中采用的加反饋?zhàn)詣?dòng)功率控制將不適用，并且需要使用響應(yīng)速度很快的激光器。在接收端，由于來自各個(gè)用戶的信號(hào)光功率不同且是變化的，所以突發(fā)接收電路必須在每收到新的信號(hào)時(shí)調(diào)整接收電平（門限）。調(diào)整工作通過APON系統(tǒng)中的時(shí)隙前置比特來實(shí)現(xiàn)，突發(fā)模式前置放大器的閾值調(diào)整電路可以在幾個(gè)比特內(nèi)迅速建立起閾值，接收電路根據(jù)這個(gè)門限正確恢復(fù)數(shù)據(jù)。

接入網(wǎng)技術(shù)

APONet接入傳輸系統(tǒng)一．APONet接入系統(tǒng)特點(diǎn)及技術(shù)指標(biāo)

1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)10/100Base-T155MATME1CESOLT10/100Base-T155MATME1CESONUONUONUNMS1:16ODN20kmAPONet系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

接入網(wǎng)技術(shù)2．APONet在以太網(wǎng)中的應(yīng)用OLTONUONUONULANLANHUBInternet10/100Mbit/sAPONet在以太網(wǎng)中的應(yīng)用3．APONet在ATM/SDH城域接入網(wǎng)中的應(yīng)用ADMADMADMADMOLTONUONUONUONUE1ATM網(wǎng)管系統(tǒng)APONet在ATM/SDH城域接入網(wǎng)中的應(yīng)用

接入網(wǎng)技術(shù)以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）接入技術(shù)EPON技術(shù)特點(diǎn)及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一．EPON技術(shù)特點(diǎn)基于以太網(wǎng)技術(shù)的EPON寬帶接入網(wǎng)，與傳統(tǒng)的用于計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的以太網(wǎng)技術(shù)不同，僅采用了以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)和接口，而網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和工作原理完全不同。上下行傳輸速率比APON的高，EPON提供較大的帶寬和較低的用戶設(shè)備成本，除幀結(jié)構(gòu)和APON不同外，其余所用的技術(shù)與G.983建議中的許多內(nèi)容類似，其下行采用TDM傳輸方式，上行采用TDMA傳輸方式。

接入網(wǎng)技術(shù)二．網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)PSTNATM交換STM-1

視頻源OLTEMS管理系統(tǒng)ONUONUONUONUONUONU1×NEPON接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)EPON主要分成三部分，即OLT（OpticalLineTermination），ODN（OpticalDistributionNetwork）和ONU/ONT（OpticalNetworkUnit/OpticalNetworkTermination）組成。

接入網(wǎng)技術(shù)

EPON傳輸原理及幀結(jié)構(gòu)

在EPON中，根據(jù)IEEE802.3以太網(wǎng)協(xié)議，傳送的是可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包，最長(zhǎng)可為1518個(gè)字節(jié)。OLT傳送下行數(shù)據(jù)到多個(gè)ONU，完全不同于從多個(gè)ONU上行傳送數(shù)據(jù)到OLT。上下行傳送采用不同的技術(shù)，下行采用TDM傳輸方式；上行采用TDMA傳輸方式。

接入網(wǎng)技術(shù)1、下行方向的傳輸

（1）、下行信息流形式ONUnONU1

12┅

n

OLTONU2●1×N┇

12┅

n2

12┅n

nEPON下行信息流的分發(fā)

12┅n

1OLT根據(jù)IEEE802.3協(xié)議，將數(shù)據(jù)以可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包廣播傳輸給所有在PON上的ONU，每個(gè)包攜帶一個(gè)具有傳輸?shù)侥康牡豋NU標(biāo)識(shí)符的信頭。當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)ONU時(shí)，它接收屬于自己的數(shù)據(jù)包，丟棄其它的數(shù)據(jù)包。

接入網(wǎng)技術(shù)EPON下行傳輸幀由一個(gè)被分割成固定長(zhǎng)度幀的連續(xù)信息流組成，其傳輸速率為1.250Gbit/s，每幀攜帶多個(gè)可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包（時(shí)隙）。含有同步標(biāo)識(shí)符的時(shí)鐘信息位于每幀的開頭，用于ONU與OLT的同步，每2ms發(fā)送一次，同步標(biāo)識(shí)符占1個(gè)字節(jié)。按照IEEEG.802.3組成可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包，每個(gè)ONU分配一個(gè)數(shù)據(jù)包，每個(gè)數(shù)據(jù)包由信頭、可變長(zhǎng)度凈負(fù)荷和誤碼檢測(cè)域組成。誤碼檢測(cè)域凈荷信頭長(zhǎng)度可變2ms2ms同步標(biāo)識(shí)符同步標(biāo)識(shí)符EPON下行幀結(jié)構(gòu)1N21133（2）、下行幀結(jié)構(gòu)

接入網(wǎng)技術(shù)2、下行方向的傳輸

（1）、上行信息流形式EPON在上行傳輸時(shí)，采用TDMA技術(shù)將多個(gè)ONU的上行信息組織成一個(gè)TDM信息流傳送到OLT。

TDMA技術(shù)是將合路時(shí)隙分配給每個(gè)ONU，每個(gè)ONU的信號(hào)在經(jīng)過不同長(zhǎng)度的光纖（不同的時(shí)延）傳輸后，進(jìn)入光分配器的共用光纖，正好占據(jù)分配給它的一個(gè)指定時(shí)隙，以避免發(fā)生相互碰撞干擾。ONUnONU1ONU2

1

2┅n

OLT●1×N┇

1

1nn22EPON上行信息流匯集

接入網(wǎng)技術(shù)

連接于光分配器的各ONU發(fā)送上行信息流，經(jīng)過光分配器耦合到共用光纖，以TDM方式復(fù)合成一個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)流。此數(shù)據(jù)流以幀的形式組成，其幀長(zhǎng)與下行幀長(zhǎng)一樣，也是2ms，每幀有一個(gè)幀頭，表示該幀的開始。每幀進(jìn)一步分割成可變長(zhǎng)度的時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙分配給一個(gè)ONU，用于發(fā)送上行數(shù)據(jù)到OLT。123┅N123┅N123┅N幀長(zhǎng)2ms33

第3個(gè)ONU的時(shí)隙信頭凈荷誤碼檢測(cè)域長(zhǎng)度可變EPON上行幀結(jié)構(gòu)（2）、上行幀結(jié)構(gòu)

接入網(wǎng)技術(shù)（3）、上行幀的組成過程123┅N123┅N123┅N幀長(zhǎng)2ms123┅N123┅N1

23┅NONU1ONU2ONU3ONUn合路信號(hào)EPON上行幀的組成過程

接入網(wǎng)技術(shù)

每個(gè)ONU有一個(gè)TDM控制器，它與OLT的定時(shí)信息一起，控制上行數(shù)據(jù)包的發(fā)送時(shí)刻，以避免復(fù)合時(shí)相互間發(fā)生碰撞和沖突。每個(gè)時(shí)隙含有2個(gè)可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包和一些時(shí)隙開銷。時(shí)隙開銷包括保護(hù)字節(jié)、定時(shí)指示符和信號(hào)權(quán)限指示符。當(dāng)ONU沒有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，它就用空閑字節(jié)填充它自己的時(shí)隙。

接入網(wǎng)技術(shù)

EPON光路波長(zhǎng)分配1、EPON的兩波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)1310nm光接收機(jī)

WDM1510nm光接收機(jī)1310nm光發(fā)射機(jī)·光分路器OLTONU二波長(zhǎng)EPON結(jié)構(gòu)1510nm光發(fā)射機(jī)WDM

1510nm波長(zhǎng)用來攜帶下行數(shù)據(jù)、語音和數(shù)字視頻業(yè)務(wù)，1310nm波長(zhǎng)用來攜帶上行用戶語音信號(hào)和點(diǎn)播數(shù)字視頻、下載數(shù)據(jù)的請(qǐng)求信號(hào)。用1.250Gbit/s的雙向PON，即使分光比為32，也可以傳輸20km。

接入網(wǎng)技術(shù)2、EPON的三波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)

使用1510nm波長(zhǎng)攜帶下行數(shù)據(jù)、語音和數(shù)字視頻業(yè)務(wù)，另外使用1550nm波長(zhǎng)攜帶下行CATV業(yè)務(wù)，上行用戶語音信號(hào)和點(diǎn)播數(shù)字視頻、下載數(shù)據(jù)的請(qǐng)求信號(hào)仍用1310nm波長(zhǎng)。1510nm光發(fā)射機(jī)1310nm光接收機(jī)

WDM1510nm光接收機(jī)1310nm光發(fā)射機(jī)·光分路器OLTONU三波長(zhǎng)EPON結(jié)構(gòu)1550nm光接收機(jī)1550nm光發(fā)射機(jī)CATVCATVEDFAWDM

接入網(wǎng)技術(shù)EPON關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)一．突發(fā)同步由于突發(fā)模式的光信號(hào)來自不同的端點(diǎn)，所以可能導(dǎo)致光信號(hào)的偏差，消除這種微小偏差的措施是采用突發(fā)同頻技術(shù)。只有OLT的上行方向采用突發(fā)光接收機(jī)，才能從接收到的突發(fā)脈沖串中的前幾個(gè)比特快速地提取出同步時(shí)鐘，進(jìn)行突發(fā)同步，EPON上行速率由APON的155Mbit/s提高到1000Mbit/s，加之同步時(shí)鐘提取和突發(fā)同步的電路實(shí)現(xiàn)，只能采用串行處理，這就增加了實(shí)現(xiàn)的難度。

接入網(wǎng)技術(shù)二．大動(dòng)態(tài)范圍光功率接收由于EPON上各個(gè)ONU到OLT的距離各不相同，所以各個(gè)ONU到OLT的路徑傳輸損耗也互不相同，當(dāng)各個(gè)ONU發(fā)送光功率相同時(shí)，到達(dá)OLT后的光功率互不相同，這樣OLT的上行光接收機(jī)不能采用傳統(tǒng)的AGC辦法，而要用特殊辦法來保證能夠接收足夠大的動(dòng)態(tài)范圍光功率。

接入網(wǎng)技術(shù)三．測(cè)距和ONU數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)刻控制1、測(cè)距過程

OLT發(fā)出一個(gè)測(cè)距信息，此信息經(jīng)過OLT內(nèi)的電子電路和光電轉(zhuǎn)換延時(shí)后，光信號(hào)進(jìn)入光纖傳輸并產(chǎn)生延時(shí)到達(dá)ONU，經(jīng)過ONU內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換和電子電路延時(shí)后，又發(fā)送光信號(hào)到光纖并再次產(chǎn)生延時(shí)，最后到達(dá)OLT，OLT把收到的傳輸延時(shí)信號(hào)和它發(fā)出去的信號(hào)相位進(jìn)行比較，從而獲得傳輸延時(shí)值。

接入網(wǎng)技術(shù)2、時(shí)延補(bǔ)償

OLT以距離最遠(yuǎn)的ONU的延時(shí)為基準(zhǔn)，算出每個(gè)ONU的延時(shí)補(bǔ)償值Td，并通知ONU。該ONU在收到OLT允許它發(fā)送信息的授權(quán)后，延時(shí)Td補(bǔ)償值后再發(fā)送自己的信息，這樣各個(gè)ONU采用不同的Td補(bǔ)償時(shí)延進(jìn)行調(diào)整自己的發(fā)送時(shí)刻，以便使所有ONU到達(dá)OLT的時(shí)間都相同。

接入網(wǎng)技術(shù)四．帶寬分配EPON分配給每個(gè)ONU的上行接入帶寬由OLT控制決定，帶寬分配與分配給ONU的窗口大小和上行傳輸速率有關(guān)。帶寬分配又分靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種，靜態(tài)帶寬由開的窗口尺寸決定，動(dòng)態(tài)帶寬根據(jù)ONU的需要，由OLT分配決定。

接入網(wǎng)技術(shù)五．實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)傳輸質(zhì)量1、對(duì)于不同的業(yè)務(wù)采用不同的優(yōu)先權(quán)等級(jí)，對(duì)實(shí)時(shí)的業(yè)務(wù)優(yōu)先傳送。

2、帶寬預(yù)留技術(shù)，提供一個(gè)開放的高速通道，不傳輸數(shù)據(jù)，而專門用來傳輸語音業(yè)務(wù)，以便確保POTS業(yè)務(wù)的質(zhì)量。

接入網(wǎng)技術(shù)六．安全性和可靠性1、安全性

OLT可以定時(shí)地發(fā)出命令，要求ONU更新自己的密鑰，OLT就利用每個(gè)ONU發(fā)送來的新密鑰對(duì)發(fā)送給該ONU的數(shù)據(jù)信元進(jìn)行攪動(dòng)加密，保證每個(gè)ONU從接收所有ONU的信息中，按照自己的密鑰譯出屬于自己的信息，使下行信息安全地到達(dá)目的地，確保每個(gè)用戶（ONU）的隱私，為了防止有的用戶對(duì)不屬于自己的信息采用逐個(gè)試探的辦法進(jìn)行解密，就要對(duì)密鑰定期更新。

接入網(wǎng)技術(shù)2、可靠性為了保證EPON系統(tǒng)的可靠性，G.983.1建議采用雙PON系統(tǒng)，用備用的PON保護(hù)工作的PON，一旦工作的PON發(fā)生故障，就切換到備用的PON上。保護(hù)切換是利用PLOAM信元中的規(guī)定信息完成的。

接入網(wǎng)技術(shù)APON的延續(xù)－GPON弱化ATM保留了APON的許多優(yōu)點(diǎn)，與APON有很多相同之處，但更高效、高速支持上、下行不對(duì)稱速率：下行2.488Gb/s，上行1.244Gb/s適配協(xié)議采用ITU-TG.7041：GFP（通用成幀協(xié)議）支持多業(yè)務(wù)、多承載（包括ATM業(yè)務(wù)、TDM業(yè)務(wù)以及IP/Ethernet業(yè)務(wù)），提供明確的服務(wù)質(zhì)量保證和服務(wù)級(jí)別，具有電信級(jí)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)和業(yè)務(wù)管理能力。GPON成為目前最為理想的寬帶光纖接入網(wǎng)技術(shù)

接入網(wǎng)技術(shù)ITU-TG.984.3GPONTC層規(guī)格要求GTC復(fù)用結(jié)構(gòu)及協(xié)議棧介紹GTC幀結(jié)構(gòu)介紹ONU注冊(cè)激活流程DBA規(guī)格要求告警和性能ITU-TG-984.1/2/3/4產(chǎn)品開發(fā)簡(jiǎn)單產(chǎn)品兼容性強(qiáng)ITU-TG.984.1GPON網(wǎng)絡(luò)參數(shù)說明保護(hù)倒換組網(wǎng)要求ITU-TG.984.4OMCI消息結(jié)構(gòu)介紹OMCI設(shè)備管理框架OMCI實(shí)現(xiàn)原理簡(jiǎn)述ITU-TG.984.2PMD層規(guī)格要求2.488Gbps下行光接口參數(shù)規(guī)格要求1.244Gbps上行光接口參數(shù)規(guī)格要求物理層開銷分配GPON協(xié)議

接入網(wǎng)技術(shù)廣播方式：GPON的下行幀長(zhǎng)為固定的125us，下行為廣播方式，所有的ONU都能收到相同的數(shù)據(jù)，但是通過ONUID來區(qū)分不同的ONU的數(shù)據(jù)，ONU通過過濾來接收屬于自己的數(shù)據(jù)。GPON原理----下行數(shù)據(jù)

接入網(wǎng)技術(shù)TDMA方式：GPON的上行是通過TDMA（時(shí)分復(fù)用）的方式傳輸數(shù)據(jù)，上行鏈路被分成不同的時(shí)隙，根據(jù)下行幀的upstreambandwidthmap字段來給每個(gè)ONU分配上行時(shí)隙，這樣所有的ONU就可以按照一定的秩序發(fā)送自己的數(shù)據(jù)了，不會(huì)產(chǎn)生為了爭(zhēng)奪時(shí)隙而沖突。每幀共有9120個(gè)時(shí)隙。GPON原理----上行數(shù)據(jù)

接入網(wǎng)技術(shù)IFponONUONUONUT-CONTPortT-CONTPortPortT-CONTT-CONTPortPortPortPortPort不同的ONU用ONU-ID標(biāo)識(shí)不同的T-CONT用Alloc-ID標(biāo)識(shí)不同的GEM-PORT用Port-ID標(biāo)識(shí)OLTONTT-CONTT-CONTGEMPortGEMPortGEMPort：業(yè)務(wù)的最小承載單位。T-CONT:TransmissionContainers。是一種承載業(yè)務(wù)的Buffer。主要用來傳輸上行數(shù)據(jù)的單元，引入T-CONT主要是為了解決上行帶寬動(dòng)態(tài)分配，以提高線路利用率

。IFpon：GPON接口。業(yè)務(wù)根據(jù)映射規(guī)則先映射到GEMPort