《光纤通信》课件第8章 SDH与WDM光网络.ppt

8.3.2无源光网络PON

无源光网络是光接入网（OAN）的一种。光接入网定义为共享相同的网络侧接口并由光接入传输系统所支持的接入链路群，从系统配置上可以分为有源光网络AON(ActiveOpticalNetwork）和无源光网络PON(PassiveOpticalNetwork）两种。

AON包括光有源器件，其传输距离和容量较大，易于扩展带宽，网络规划和运行灵活性较大。但有源设备需要机房、供电和维护等，比较复杂，价格较贵。AON可分为基于SDH的AON和基于PDH的AON。PON在光线路终端（OLT）和光网络单元（ONU）之间没有任何有源电子设备，对各种业务呈透明状态，易于升级和维护。但OLT和ONU之间的距离和容量受到一定的限制。PON可以分为窄带PON和宽带PON，宽带PON主要有APON和EPON两种。1.窄带PON

传统的窄带PON由ITU-UG.982建议规定。其光接入网（OAN）的配置与业务无关，而且包含Q3接口，应用方式有光纤到路边（FTTC）、光纤到大楼（FTTB）、光纤到办公室（FTTO）和光纤到家庭（FTTH）。它使用的光纤是符合G.652规定的常规单模光纤。传输复用技术主要完成OLT和ONU连接的功能，连接方式可以是点对多点，也可以是点对点的方式。多点的接入方式有多种，如时分多址接入（TDMA）、副载波多址接入（SCMA）等。G.982是基于TDMA的接入方式，但不排除其他接入方式。（1）空分复用（SDM）:对上行信号和下行信号采用两根分开的光纤传输，单工工作方式，工作波长限定在1310nm区。

（2）时间压缩复用（TCM）:采用单根光纤，每个方向上的信息采用不同的时间间隔，半双工工作方式，工作波长限定在1310nm区。

（3）波分复用（WDM）:采用单根光纤，异波长双工方式。上行传输（ONU到OLT）在1310nm区，下行传输（OLT到ONU）工作在1310nm或1550nm区。当上行传输和下行传输均工作在1310nm区时，上行信号处于1310nm波长高端，下行信号处于1310nm低端波长。（4）副载波复用（SCM）:采用单根光纤，工作波长区既可以是1310nm波长区，也可以是1550nm波长区。

PON的波长分配在1310nm区，是1260～1360nm；在1550nm区是1480～1580nm；测试信号或监视信号的传输应采用其他波长。PON最基本的两种结构是树形和总线形，如图8.40所示。图中，R和S为参考点。树形结构采用串联光分支器件（OBD）分开下行信号并组合上行信号。光分支器件一般采用1∶N型。为实现更多的网络功能（如附加输入信号，监测信号，网络保护的接入点等），可以采用H∶N型，1HN。总线型结构采用分光/合光器件（S/C）即光分支耦合器，将多个ONU连接到OLT发出的总线上。当运用在点对点的结构时，一个ONU经光分配网络（ODN）连到OLT上，是点对多点运用的特殊情况。在这种情况下，ODN中没有光分支器件，仅有一根或两根光纤，这种结构称为单星结构，如图8.40(c)所示。PON的结构适合于支持分配型业务（广播方式），同时也能支持交互式业务。图8.40PON的网络结构

(a)树形结构；(b)总线形结构；(c)单星结构2.APON

APON是一种基于ATM技术的PON。在无源光网络上使用ATM，不仅可以利用光纤的巨大带宽提供宽带服务，还可以利用ATM进行高效的业务管理，而PON是最经济的宽带光纤解决方案。所以自1993年后，许多国家和公司进行了对APON的研究。ITU-T的G.983建议规范了ATM-PON的网络结构、基本组成和物理层接口。我国信息产业部也已制定了完善的APON技术标准。ATM-PON网络拓扑结构是星形双向传输方式，一般采用双纤空分复用（SDM）方式，也有的基于单纤波分复用（WDM）方式。点到多点传播采用下行时分复用（TDM），典型线路速率是622Mb/s；上行采用时分多址（TDMA）方式，典型速率为155Mb/s。也可采用其他的带宽配置，例如上、下行对称的622Mb/s、155Mb/s传输速率。随着器件水平的提高，线路速率还可以进一步增加。由于每个ONU距离OLT的远近不同，为防止信号碰撞，上行信号需要采用特殊机制——测距来“对齐”。测距是ATM-PON技术中最复杂的部分。由于无源光分路器会导致光功率的损耗，所以ATM-PON的传输距离一般不超过20km，覆盖范围有限。ATM-PON支持ISDN及B-ISDN业务的带宽需求，可以满足各类电信业务的全业务网（FSN）的共同要求。然而APON经过多年的发展，仍没有真正进入市场，主要原因是ATM协议较复杂，相对于接入网市场来说其设备