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221PON技术及维护教案(一)
《PON技术及维护》课程教案
[单元章节]
第一章 PON技术原理及典型PON终端介绍
[教学目标]
(1)理解PON的组成部分;
(2)了解PON的拓扑结构;
(3)了解PON技术的优势;
(4)理解PON的上下行工作原理;
(5)了解EPON技术和GPON 技术的不同;
(6)理解中兴、华为PON常用ONU设备型号、接口类型、指示灯功能。
[重点难点]
1.教学重点:PON的组成部分,典型ONU设备指示灯功能;
2.教学难点:PON的上下行工作原理,典型ONU设备接口类型。
[教学方法]
讲授法+直观演示法
[教学手段]
多媒体课件+课堂直观演示+课堂练习
[教学时数]
2个课时
[教学内容]
一、导语设计(培养学生学习兴趣,引入新课)
通过提问方式:光进铜退指的是什么?
光纤逐步向用户端延伸,最终实现光纤到户或光纤到桌面;铜缆逐步向用户端退缩,并最终退网。以铁通现有ADSL宽带接入为例,由于缆线过长造成ADSL用户接入速度不稳定、经常掉线,维护成本高,同时由于电缆成本,造成铁通投资回报率低。因此光进铜退,一方面不仅提高了和稳定了用户接入宽带接入速率,同时有效节省投资。在光进铜退中PON技术扮演着主要角色,那什么是PON技术?今天我们就来一起学习PON技术原理。
二、授课内容(突出重点、化解难点)
PON: Passive Optical Network,无源光网络,分为:EPON和GPON技术。PON技术作为今后宽带接入的主流技术,将得到广泛应用,下面我们从PON的组成部分,PON的拓扑机构PON技术的优势,PON的上下行工作原理,EPON和GPON技术的不同等4个方面来了解PON技术。
(一) PON技术原理
要求:理解PON的组成部分;了解PON拓扑结构;了解PON技术的优势; 理解PON的上下行工作原理;了解EPON技术和GPON 技术的不同。
1. PON的组成
PON的组成:PON 由光线路终端(OLT)、光合/分路器(Spliter)和光网络单元(ONU)组成,采用树形拓扑结构。OLT 放置在中心局端,分配和控制信道的连 接,并有实时监控、管理及维护功能。ONU放置在用户侧,OLT 与 ONU 之间通过无源光合/分路器连接。PON各部分在网络所处的位置(对比以太网交换机组网),如下图所示:
所谓无源,是指在 OLT(光线路终端)和 ONU(光网络单元)之间的 ODN (光分配网络)没有任何有源电子设备。
讲课要点:重点讲解PON的各个组成部分,可结合传统的点对点光纤接入模式进行对比讲解,此处要求学员进行记录各个组成部分名称以及所处的网络位置。对于无源光网络进行特别阐述:只是ODN不存在有源电子设备,而并非PON网络所有设备都是无源的(OLT和ONU是有源设备)。
PON使用波分复用(WDM)技术,同时处理双向信号传输,上、下行信号分别用不同的波长,但在同一根光纤中传送。OLT 到 ONU/ONT 的方向为下行方向, 反之为上行方向。下行方向采用 1490nm,上行方向采用 1310nm。如下图所示:
讲课要点:波分复用技术名词较为专业,讲课时结合示意图,让学生知道在同一光线路中,不同波长的光信号是互不影响的,就可以理解PON技术为什么可以实现1根光纤中传输上下数据。
2. PON的拓扑结构
PON 系统的组网方式有树型拓扑、环型拓扑、总线型拓扑、树型主干冗余拓扑等4种,其中最常见的是树形拓扑。
讲课要点:讲解此内容之前,可向学员提问:基本的网络拓扑结构有哪些?(总线型、环型、星型)。PON的树型结构主要是由于分光器对光信号的分合作用,一般有1:2、1:4、1:8、1:16、1:32、1:64、1:128(乘2的倍数)等7种分光比。
3. PON技术的优势
(1)运营成本低、维护简单、易扩展和升级;
(2)抗电磁干扰及避免雷电影响,应用环境广;
(3)局端占用资源少;
(4)提供高带宽接入;
(5)一点对多点,网络服务范围广;
(6)灵活的带宽管理。
讲课要点:PON技术优势可从PON是一点对多点(P2MP)、ODN不存在有源电子,以及对比点对点(P2P)的以太网交换机组网进行一般性说明,此内容只作了解。
4. PON上下行工作原理 (10分钟)
PON下行采用纯广播的方式:
(1).OLT 为已注册的 ONU 分配标识号 ;
(2).由各个 ONU 监测到达帧的标示号,以决定是否接收该帧;
(3).如果该帧所含的标识号和自己的标识号相同,则接收该帧;反之则丢弃。
示意图如下:
PON上行采用时分多址接入(TDMA)技术:
(1).OLT 接收数据前比较 LLID 注册列表;
(2).每个 ONU 在由局方设备统一分配的时隙中发送数据帧;
(3).分配的时隙补偿了各个 ONU 距离的差距,避免了各个 O
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