（电磁场与微波技术专业论文）scmtdm复合pon的研究与设计.pdf

，l 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：雇永脯导师签名：论文作者签名：二兰：! ：竺! 导师签名： 山东大学硕士学位论文 目录 摘要1 a b s t r a c t 3 缩略语一览表5 第一章引言。6 1 1 研究背景与选题意义6 1 2 研究目标与主要工作7 1 3 论文内容的安排8 第二章p o n 技术的现状与比较一1o 2 1p o n 技术的发展与优势l o 2 2 基于不用多址方式的p o n 技术l3 2 2 1s c mp o n 技术l3 2 2 2t d mp o n 技术15 、t mp o n 16 二 e t h e r n e tp o n 18 三g p o n 2 2 2 2 3w d m p o n 技术一2 4 2 3 各种p o n 技术的综合比较2 8 第三章复合p o n 的研究3 2 3 1s u p e rp o n 的架构3 2 3 2 s u p e rp o n 中的色散和非线性效应。3 5 3 2 1色散效应3 5 3 2 2 交叉功率串扰3 6 3 2本章小结3 9 第四章复合p o n 传输信道的研究4 0 4 1 系统仿真。4 l 4 2 仿真结果。4 2 4 3 结论4 7 山东大学硕士学位论文 第五章总结与展望4 8 参考文献5 0 致谢5 5 攻读硕士研究生期间发表的学术论文5 6 2 i 山东大学硕士学位论文 c o n t e n t s c h i n e s ea b s t r a c t 1 e n g l i s ha b s t r a c t 3 s y m b o le x p l a n a t i o n 5 c h a p t e r l p r e f a c e 6 1 1s t u d yb a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c eo f t o p i c s 6 1 2r e s e r c ha i ma n dm a i nc o n t b u t i o n s 7 1 3p a p e rc o n t e n ta r r a n g e m e n t 8 c h a p t e r 2 s t a t u sa n dc o m p a r i s o no fp o n 10 2 1d e v e l o p m e n ta n da d v a n t a g e so fp o n 10 2 2p o n sb a s e do nd i f f e r e n tm u l t i p l ea c c e s sw a y s 13 2 2 1s c mp o n t e c h n o l o g y i 3 2 2 2t d mp o n t e c h n o l o g y 15 a t mp o n i6 二e t h e r n e tp o n 18 三g p o n 2 2 2 2 3w d mp o n t e c h n o l o g y 2 4 2 3c o m p r e h e n s i v ec o m p a r i s o no fe a c hp o n 2 8 c h a p t e r 3s t u d yo fc o m p o u n d p o n 3 2 ：；1t h ea r c h i t e c t u r eo f s u p e rp o n 3 2 3 2 d i s p e r s i o na n dn o n l i n e a re f f e c t so f s u p e rp o n 3 5 3 2 1 d i s p e r i s o n 3 5 3 2 2 c r o s s p o w e rc r o s s t a l k 3 6 3 2 s u m m a r yo f t h i sc h a p t e r 3 9 c h a p t e r 4s t u d yo fc o m p o u n dp o n st r a n s m i s s i o nc h a n n e l 4 0 4 1 s y s t e ms i m u l a t i o n 4 1 4 2r e s u l t so fs i m u l a t i o n 4 2 4 3c o n e l u s i o n 1 7 3 山东大学硕士学位论文 c h a p t e r 5s u m m a r ya n dp r o s p e c t 4 8 r e f e r e n c e s 5 ( ) t h a n k s 5 5 p u b l i s h e dp a p e rd u r i n gr e a d i n gf o rm a s t e r 5 6 4 山东大学硕士学位论文 摘要 随着宽带应用越来越多，尤其是视频和端到端应用的兴起，人们对带宽的需 求越来越强烈。人们对网络带宽的要求呈现出爆炸性的增长，在如此高的带宽需 求下，传统的接入网技术将无法胜任，而p o n 技术的出现成为解决这一问题的关 键技术。业界多年来一直认为，p o n 始终是下一代宽带接入网的发展方向，在条 件具有的情况下，必然会迎来他的大发展。最近，由于光部件价格的大幅下降和 用户对带宽需求的增长，p o n 已经显示出他经济上和技术上的优势。 而在p o n 技术中，各个国家的应用标准又各不相同，使得不同p o n 技术成 熟程度不尽相同。对于以太网为主要承载平台的p o n 技术应该首推e p o n 和 g p o n ，以太网无源光网络( e p o n ，e t h e r n e tp a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k ) 作为多业 务宽带接入方式具有优异的特性，目前业内普遍把e p o n g p o n 技术作为解决三 网融合 的接入解决方案。 e p o n 技术综合了p o n 技术和以太网技术的优点：低成本，高带宽，扩展性 强，灵活快速的服务重组，与现有以太网的兼容性好，升级空间大，方便管理等 等。但是e p o n 仅仅靠单播或组播方式很难实现大容量的视频信号的传输，难以 实现系统对视频业务的扩容需求，影响全业务的接入。副载波复用技术是实现光 通信宽带大容量的有效途径之一，比较热门的r o f 技术就是利用副载波调制技术 来传输毫米波，能够携带更多的信息。所以在本文提出一种复合p o n 系统_ s u p e r p o n ，利用波分复用技术，将这s c mp o n 、e p o n 、g p o n 三种技术复合到一个 结构中，利用三种不同波长的光波分别传输三种信号，承载不同的业务，有利于 实现全业务接入。在复合p o n 中，由不同的光波承载r f 信号、以太网信号，g f p 信号，然后采用w d m 技术耦合到同一光纤中传输，完成对三种p o n 的业务的 传输。该方案可以满足不同的用户的不同需求，对信息保密性要求低的用户可以 选择e p o n 接收i p 信号，要求信息保密程度高的机关企业部门可以利用g p o n 业务。这种结构利于三网融合，且光路最简化，便于维护管理，扩容性好，便于 系统升级改造。e p o n 技术在中国经过了长期的试点研究，技术应用已经比较成 熟，所以在国内，s c m e t h e m e tp o n 适合在国内推广，具有可行性和优越性。 山东大学硕士学位论文 不同波长的光波在同一光纤中传输时，不同光波之问会产生交叉功率干扰， 特别是远距离传输时加上色散引起的脉冲展宽，两种效果叠加起来，会急剧增大 信号的误码率，影响用户对业务的接收。本文针对s c m e t h e m e tp o n 中两种不 同波长的光波，利用副载波调制技术把射频信号调制到1 5 5 0 n m 光波上，由1 4 9 0 n m 光波承载以太网信号。仿真时，用高斯信号代表以太网信号，分析两种光波在同 一光线中远距离传输时，色散和交叉功率串扰对1 4 9 0 n m 光波上高斯信号误码率 的影响。分析其中各参数与误码率的关系，利于以后对系统的改进，减小传输中 的误码率提供理论依据。 最后对p o n 发展的未来和前景进行展望，介绍f t t h 的未来发展，为以后三 网融合奠定基础。 2 关键词：以太网光网络；交叉功率串扰；副载波调制；三网融合 山东大学硕士学位论文 ab s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fb r o a d b a n d ，t h e r ea p p e a r sa ne x p l o s i v eg r o w t ho f p e o p l e sd e m a n do fn e t w o r kb a n d w i d t h ，b u tt h et r a d i t i o n a la c c e s sn e t w o r kc a n tm e e t s u c hh i g hr e q u i r e m e n t p o ni sp r o p o s e dt ob et h ek e yt e c h n o l o g yt os o l v et h i s p r o b l e m p o ni sr e g a r d e da st h en e x tg e n e r a t i o nb r o a d b a n da c c e s sb yt h ew o r l d r e c e n t l y , d u et ot h ed r a m a t i cr e d u c t i o no fp r i c e so fo p t i c a lc o m p o n e n t sa n dt h eh i g h e r r e q u i r e m e n t s o fb a n d w i d t h ，p o nh a ss h o w ni t s a d v a n t a g e s i n e c o n o m ya n d t e c h n o l o g y t h es t a n d a r d sa n dt h ed e v e l o p m e n to fp o n sa r ed i f f e r e n ti nd i f f e r e n tc o u n t r i e s e p o na n dg p o na r et h em a i n l yt e c h n o l o g yo ft r a n s m i t t i n ge t h e r n e ts i g n a l s ，a m o n g w h i c h ，a sm u l t i s e r v i c eb r o a d b a n da c c e s s ，e p o nh a se x c e l l e n tc h a r a c t e r i s t i c s a t p r e s e n t ，e p o n g p o ni sr e g a r d e da sa ne f f e c t i v ew a y t os o l v et h e “t r i p l ep l a y e p o n s y n t h e s i z e s t h e a d v a n t a g e s o fp o na n de t h e m e t ：l o w c o s t ， h i g h b a n d w i d t h , e x t e n s i b l e ，f l e x i b l ea n df a s ts e r v i c er e s t r u c t u r i n g , g o o dc o m p a t i b i l i t y w i t he t h e r n e t ，l a r g es p a c ef o ru p g r a d i n g ，e a s ym a n a g e m e n ta n ds oo n h o w e v e r , i ti s h a r dt oa c h i e v et h et r a n s m i s s i o no fh dv i d e oa n dt ou p g r a d et h es e r v i c eo fv i d e ob y e p o n ，w h i c ha f f e c t st h ea c c e s so fw h o l eb u s i n e s s r o fi su s e dt ot r a n s m i tm i l l i m e t e r w a v eb yt h et e c h n o l o g yo fs u b c a r r i e r , w h i c hi sa ne f f e c t i v ew a yt os o l v eh i g h c a p a c i t y o fb a n d w i d t ho fo p t i c a lc o m m u n i c a t i o n ，a n dt h i sp a p e rp r e s e n t sac o m p o s i t e p o n s u p e rp o n ，w h i c hc o m b i n e ss c mp o n ，e p o n ，g p o nb yu s i n gt h e t e c h n o l o g y o f w a v e l e n g t h d i v i s i o n m u l t i p l e x i n g , t r a n s m i t t i n g t h r e ed i f f e r e n t w a v e l e n g t h so fo p t i c a lw a v e t h i sc o n s e q u e n t l yh e l p st oc a r r yd i f f e r e n tb u s i n e s s e sa n d s a t i s f yt h ed e m a n d so fd i f f e r e n tk i n d so fc u s t o m e r s s u p e rp o ni sc o n d u c i v ef o rt h e f u l ls e r v i c ea c c e s s i nc o m p o u n dp o n ，w eu s ed i f f e r e n to p t i c a lw a v e st oe a r ly e t h e m e ts i g n a l s ，g f ps i g n a l sa n dr fs i g n a l sr e s p e c t i v e l y , a n dt h e nw ec o u p l et h e s e t h r e eo p t i c a lw a v e st oo n eo p t i c a lf i b e rb yt h et e c h n o l o g yo fw d m t h i sp r o g r a m 3 山东大学硕士学位论文 c o u l dm e e tt h ed i f f e r e n tn e e d so fu s e r s ：t h eu s e r sw h or e q u i r el o wc o n f i d e n t i a l i t yo f i n f o r m a t i o nc a nc h o o s et h es e r v i c eo fe p o n ，w h i l et h o s ee n t e r p r i s e sw h i c hr e q u i r e h i g hd e g r e eo fc o n f i d e n t i a l i t yo fi n f o r m a t i o nc o u l du s et h eg p o nb u s i n e s s t h i s s t r u c t u r ei sc o n d u c i v ef o rt r i p l ep l a y , a n dh a st h ef o l l o w i n ga d v a n t a g e s ：t h em o s t s i m p l i f i e dl i g h tp a t h ，e a s ym a i n t e n a n c e ，e x p a n s i o na n du p g r a d i n ge a s i l ye p o nh a s b e e na p p l i e di ns o m ea r e a si nc h i n af o rm a n yy e a r s ，t h et e c h n o l o g yi sr e l a t i v e l y m a t u r e c o n s e q u e n t l y , t h ep r o m o t i o no fs c m e t h e r n e tp o ni nc h i n ai sf e a s i b l ea n d s u p e r i o r t h e r ei sc r o s s - p o w e rc r o s s t a l kb e t w e e nd i f f e r e n tw a v e sw h e nt h e yt r a n s m i ti n o n eo p t i c a lf i b e rs i m u l t a n e o u s l y , e s p e c i a l l yf o rl o n g - d i s t a n c et r a n s m i s s i o n ，t h ep u l s e b r o a d e n i n gb yd i s p e r s i o nc o u l di n c r e a s et h eb e ro fs i g n a l s ，a n dt h e na f f e c t st h e r e c e i v i n go fu s e r s b u s i n e s s e s t h ep a p e rm a i n l ya n a l y z e s t h ec a s et w od i f f e r e n t w a v e l e n g t h so fo p t i c a lw a v e st r a n s m i t t i n gi ns c m e t h e m e tp o nb ym o d u l a t i n gt h e r fs i g n a l so nt h ew a v e l e n g t ho f15 5 0a m ，a n du s i n gt h ew a v e l e n g t ho f14 9 0a mt o c a r r yt h ee t h e r n e ts i g n a l s w h e ns i m u l a t i n g ，g a u s s i a ns i g n a l sa r ec a r r i e db yt h e w a v e l e n g t ho f14 9 0 n m ，a n dw ea n a l y z eh o wd i s p e r s i o na n dc r o s s - p o w e ra f f e c tt h e b e ro fg a u s s i a ns i g n a l sw h e nt w o o p t i c a lw a v e st r a n s m i tl o n gd i s t a n c ei no n eo p t i c a l f i b e r i tc a nh e l pt oi m p r o v et h es y s t e ma n dp r o v i d eat h e o r e t i c a lb a s i sf o rr e d u c i n g b e rb ya n a l y z i n gt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e na l lt h ep a r a m e t e r sa n db e r a tl a s t ，t h ep a p e rl o o k si n t ot h ef u r t h e rd e v e l o p m e n to ft h ep o n ，i n t r o d u c e st h e 硎a n d t h e t r i p e p l a y k e y w o r d s ：e t h e m e tp a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k ；s u b - c a r r i e rm o d u l a t i o n ； c r o s s p o w e r ；t r i p l ep l a y 4 山东大学硕士学位论文 e p o n g p o n f t r h i e e e m a c o a m o d n o l t o n u p o n q o s s c m l l i d r o f e f m a g f p 缩略语一览表 e t h e m e tp a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k g i g a b i tp a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k f i b e rt ot h eh o m e i n s t i t u t i o no fe l e c t r i c a la n de l e c t r o n i c s e n g i n e e r s m e d i aa c c e s sc o n t r o lp r o t o c o l o p e r a t i o n sa d m i n i s t r a t i o na n dm a i n t e n a n c e o p t i c a ld i s t r i b u t i o nn e t w o r k o p t i c a ll i n et e r m i n a t i o n o p t i c a ln e t w o r ku n i t p a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k q u a l i t yo fs e r v i c e s u b c a r t i e rm u l t i p l e x i n g l o g i c a ll i n ki d e n t i f i c a t i o n r a d i oo v e rf i b e r e t h e r n e tf i r s tm i l ea l l i a n c e g e n e r i cf r a m i n gp r o c e d u r e 以太无源光网络 吉比特无源光网络 光纤到户 电气与电子工程师 拦争厶 1 。z ； 多点控制协议 操作管理维护 光分配网络 光线路终端 光网络单元 无源光网络 服务质量 副载波复用 逻辑链路标识 光载无线通信 第一公里联盟 通用成帧规程 5 山东大学硕士学位论文 1 1 研究背景与选题意义 第一章引言 随着社会的不断进步，人们对宽带的要求越来越高，接入网技术不断进步。 为了满足人们对网络游戏、电视会议、视频点播等业务的需求，而且为了提高这 些业务的质量，近几年，接入网技术发生了重大变革和进步，光纤接入在带宽和 传输距离等方面的巨大优势使之成为新一代接入网技术的必然选择。随之越来越 成熟的p o n 技术更是凭借着低成本、维护方便的优势成为了运营商关注的中心， 在世界各地已经被逐渐应用到千家万户。 传统的有线电视网络是专为高效地向家庭传送广播电视业务而开发的，要实 现诸如视频点播、语音、图像、数据、多媒体等交互式业务的传输，就要对现有 的有线电视光纤同轴电缆混合网进行双向化改造。目前，h f c 双向改造有多种技 术，主要的方法是采用双向h f c + c a b l em o d e m 的方式，也就是把原有c a t v 系统中 的低端频率用作回传，实现非对称传输，这种传统h f c 网双向化方式存在用户可 用的带宽有限和h f c 回传信道有“漏斗效应”等缺点【l 】【2 1 。 电信方面目前采用的主流接入技术a d s l 技术，是建立在铜线基础上的 宽带接入技术，随着国际铜缆价格的持续攀升，以铜缆为基础的x d s l 的线路成 本会越来越高；作为有源设备，电磁干扰难以避免，维护成本也会越来越高；随 着全网的光纤化进程继续向用户侧延伸，端到端宽带连接的限制将越来越集中在 接入段，目前a d s l 上行l m b i t s 和下行8 m b i t s 的连接速率已无法满足高端用 户的长远需求。尽管a d s l 2 和a d s l 2 + 技术有望缓解这一压力，但其速率和传 输距离的继续大幅度提高是受限的，不能指望有本质性突破。另外，v d s l 虽然 可以解决a d s l 的部分问题，提供高达5 0 m h z 的带宽，但是其传输距离受到极 大的限制。 光纤是迄今为止最好的传输媒介，光纤接入技术与其他接入技术( 如铜双绞 线、同轴电缆、五类线、无线等) 相比，最大优势在于可用带宽大，它能提供的 有用带宽高达7 5 0 0 0 g b s ，光纤接入网还有传输质量好、传输距离长、抗干扰能 力强、网络可靠性高、节约管道资源等特点，是硎的发展动力所在。另一方 6 山东大学硕士学位论文 面就是高清电视h d t v 的发展。目前其传输速率尚需1 9 2 m b p s ，用h 2 6 4 技术 可压缩到5 m b p s 6 m b p s 。通常认为对q o s 有所保证的a d s l 的最高传输速率是 2 m b p s ，仍难以传输h d t v ，可以认为h d t v 是f t t h 的主要推动力。 p o n 技术无论在成熟度还是成本方面都能够满足运营商的要求。如今世界上 的p o n 技术发展比较迅速，美国和欧洲主要采用的是g p o n ，中国的p o n 技术 也已经有了多年的试点经验，韩国的w d m p o n 网络为本国用户提供了优质的服 务。 在我国主要应用的是e p o n ，i e e e8 0 2 3 a h 所规范的e p o n 系统本身能够提 供高达吉比特速率的以太网接入这是传统的非光纤接入术所难以企及的速度，也 是e p o n 系统有效支持多业务承载的坚实基础。e p o n 的传输距离可以达到2 0 k m 以上，传输速率更是在不断的提高，对信号的光纤中传输的要求就会越来越高； 而且为了实现p o n 技术的多业务承载技术，一些业务对信号的要求误码率等指数 非常高。因此在探讨基于p o n 系实现多业务接入的同时，对光线中信号传输的信 号的研究非常的有意义。 随着通信技术的飞速发展和逐步完善，各种p o n 技术日趋成熟，特别是在国 内实现三网融合，公众对信号在光纤中传输的提出了更高的要求。“三网融合 指 的是电信网、广播电视网和计算机通信网的相互渗透、互相兼容、并逐步整合成 为全世晃统一的信息通信网络。其目的就是为了实现网络资源的共享，避免低水 平的重复建设，形成适应性广、容易维护、费用低的高速带宽的多媒体基础平台。 英国电信公司全球联合通信业务的负责人史蒂夫- 马斯特斯曾经对记者说过，电信 网、互联网和广播电视网等网络的融合是产业发展的必然趋势。光通信技术的发 展，为综合传送各种业务信息提供了必要的带宽和传输高质量，成为三网业务的 理想平台，p o n 技术光通信的新技术日趋成熟，可以承载各种业务的p o n 技术 为三网融合提供了技术支持【3 】。 1 2 研究目标与主要工作 近年来，随着多媒体技术、通信技术以及硬件存储技术的发展，3 g 业务的不 断拓新，信号的远距离传输成为了这些技术的关键性问题。同时为三网融合提供 7 山东大学硕士学位论文 技术支持，实现全业务的接入。 本文主要工作有如下几部分组成： ( 1 ) 提出一种复合p o n 技术，把s c mp o n 、e p o n 、g p o n 三种p o n 技术的 特点综合到一起去，简称为s u p e rp o n 。s u p e rp o n 中可以让三种不同的波长的 光波承载不同的p o n 业务，然后利用w d m 技术，把三种不同波长的光波耦合 到一条光线中同时传输，完成了全业务的接入。s u p e rp o n 集成了三种p o n 技术 的优点，并且只使用一套网络接入，这样就大大节省了网络资源，让三种不同的 信号在同一光纤中传输，节省了成本。 ( 2 ) 根据中国国情，只使用s c mp o n 和e p o n 业务，将去掉g f p 处理模块后 的复合p o n ，设计为s c m e t h e m e tp o n 。 ( 3 ) 由于不同波长的光波在同一根光纤中传输时，如果光波的平均功率比较大， 会对相邻波长的光波产生交叉0 功率串扰，经过远距离传输，色散的影响也会很 严重，这里讨论以s c m e t h e r n e tp o n 为例，两种波长( 副载波调制信号和数字 基带信号) 的光波同时在一根光纤中传输，其中副载波调制信号平均功率较大， 对数字基带信号产生的交叉功率串扰和自身色散的影响叠加的情况下的对用户接 收信号误码率的影响，分析其中一些参数和误码率的关系，为解决复合p o n 中的 传输问题提供理论依据。 1 3 论文内容的安排 全文共分5 章： 第一章为引言。介绍课题的背景，理论价值和实际意义。介绍了发展p o n 技术的重要性，在s c mp o n 和e p o n 的基础上提出一种新的复合p o n 技术，并 针对于此，提出其中所产生的传输问题。 第二章介绍了当前接入网技术的现状和发展趋势，从而得出现有的各种p o n 技术的优缺点。首先介绍p o n 接入网的结构，分析a p o n ，e p o n ，g p o n ，w d m p o n 等p o n 技术的发展和现状，分析各种p o n 技术的特点。 第三章介绍s u p e rp o n 复合p o n 结构，以及在此结构产生的色散和交叉功 率串扰的定义和原理。 8 第四章 率的变化。 第五章 未来宽带接 9 山东大学硕士学位论文 第二章p o n 技术的现状与比较 在过去的1 0 几年里光网络经历了巨大发展。像密集波分复用( d w d m ) 、光 放大、光路由波长交叉连接、波长分插复用( w a d m ) 和高速交换等先进技术在 广域网( w a n ) 获得了成功，从而使得电信骨干网容量大幅增长而且可靠性大大 增加。随着通信技术的发展，电信业务已由以语音为主的窄带业务向语音、数据 和视频等多媒体宽带业务方向发展。为了实现多媒体通信，公用电信网络必须具 有宽带的交互接入能力。目前，实现宽带交互接入的技术方案主要有：铜双绞线 x d s l 、铜缆h f c 、有线光纤宽带接入、无线宽带接入等。特别是基于光纤宽带 接入的无源光网络( p o n ) 技术，以其经济有效的特点i f 在获得广泛的应用。各 种p o n 技术也得到了很好的发展，目前p o n 无源光网络( p a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k ) 就是一种很有效的技术，具有成本低、兼容性好、技术成熟、可维护性强、可控 性好、多业务接入等特点，能很好的解决用户对带宽的要求。用户宽带业务接入 技术以实现光纤到家( f 1 1 h ) 为目标，结合无源光网络( p o n ) 的组网技术和 a t m 、副载波复用( s c m ) 、e t h e m e t 、密集波分复用( d w d m ) 等传输技术， 丌发出经济、高效的宽带业务接入系统。 2 1p o n 技术的发展与优势 无源光网络( p o n ) 技术经历过十几年的发展，已经在世界范围内得到了推 广，它是解决接入网“最后一公罩”，实现f t t h 的最具有吸引力的技术，“无 源”。所谓“无源”是指o d n 中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光 分路器( s p l i t t e r ) 等无源器件组成。因此，其管理维护的成本较低，这是p o n 在 接入网发展中最具优势的一面。如今是世界上的应用有：欧洲和美国使用主要是 g p o n 技术，而在亚洲中国等地，主要使用的e p o n 技术，韩国推广了w d mp o n 技术，也收到了良好的成剽4 1 。 光纤接入网带宽宽、支持融合的话音、视频和数据多业务、传输距离大于 2 0 k m 。最直接的方法就是采用点到点拓扑、用光纤连接端局和用户。但是这种连 接成本高，方案要求敷设户外光纤更多、局端光纤连接更多更占空间。以n 个用 户距端局平均距离l ( 单位：k m ) 为例，点到点结构需要2 n 个光收发器，n * l 1 0 山东大学硕士学位论文 总长的光纤( 设采用单纤双向传输方式) 。但是如果为了减少光纤而在靠近用户 处采用远置交换机复用器，虽然可以大大缩减光纤的长度，但由于多了一个复用 器至局端一个传输段，就相应的增加了光收发器的数量。此为，这种小区路边交 换复用的网络结构要求提供相应的电力及其备份，目前本地运营商的主要运行成 本之一就是提供和维护本地环路中的电力。 因此，用低廉的无源光分路器取代对环境要求苛刻的有源复用器交换机是完 全可行的。因此人们认为无源光网络( p o n ) 技术是“第一公罩”的很有研究价 值的解决方案，它最小化了光收发器、局端端接数( 指光纤连接器) 和户外光纤 的敷设。 p o n 技术作为接入网技术的最佳解决方案有如下的优势： p o n 是局端到用户的距离更长。基于p o n 的本地环路的距离可达2 0 k m ，这 远远超过d s l 的最大覆盖距离。 p o n 最小化了户外和端局内光线敷设工程量。p o n 在端局仅需要一根光纤、 一个p o n 端口，这样能是局端设备耗电更少、占空间更少。 p o n 提供更宽的带宽( 由于光纤更接近用户) 。光纤到楼( f 1 厂r b ) 、光纤到 家( f t t h ) 、甚至光纤到p c 机( f t t p c ) 达到了光纤贯穿到用户所有路径的目 标，而光纤到小区路边( f 1 广r c ) 是目前最经济的、 作为点对多点的网络，p o n 适合下行视频组播广播。通过波分复用可以叠 加其他信道到p o n 上而不用改变设备电路。 p o n 去掉了远置的复用解服用设备，这样免去网络运营商供电、维护之“苦”， 取代有源服用解复用设备的无源光分合路器可埋在地下。 p o n 方便通过波分复用或提高速率升级，因为无源的光分合路器对信号的 传输时完全“透明”的【引。 p o n 技术是一种点对多点( p 2 m p ) 的网络，一个端局服务多个用户，它主 要由局端的光线路终端( o p t i c a ll i n et e r m i n a l ，o l t ) 、用户端的光网络单元 ( o p t i c a ln e t w o r ku n i t s ，o n u ) 和光分配网络( o p t i c a ld i s t r i b u t i o nn e t w o r k ，o d n ) 组成。下行方向p o n 是点对多点网络，多采用t d m 广播方式：上行采用t d m a ( 时分多址接入) ，是多点对一点的网络，多个o n u 都向一个o l t 发送数据。 山东大学硕士学位论文 p o n 的拓扑结构主要取决于o d n 的结构，通常为单星型、树型、总线型和环型 四种类型。 p o n 技术的概念是2 0 世纪9 0 年代初提出的，可分为用于窄带t d m 业务接 入的窄带p o n 技术和用于宽带接入的基于a t m 传送的b p o n ( a p o n ) 、基于 e t h e r n e t 分组传送的e p o n 技术以及兼顾a t m e t h e m e 们d m 综合化的g p o n 技 术。经过1 0 多年的变迁，p o n 技术的经历了从窄带p o n 到b p o n ( a t m p o n ) 再到e p o n 及g p o n 的发展历程，这其中，i t u t 在p o n 技术的标准化工作中 发挥了主导作用，相继出台了g 9 8 2 ( 窄带p o n ) 、g 9 8 3 系列( b p o n ) 以及g 9 8 4 系列( g p o n ) 等一系列标准建议，而i e e e 在p o n 标准化上也非常活跃，并于 2 0 0 4 年推出了i e e e 8 0 2 3 a he p o n 的标准【5 】【6 1 。 随着光纤的接入网的大量应用，宽带业务的不断创新，p o n 技术无疑成为 f