《PON的基本原理分析》3200字

PON的基本原理分析综述目录TOC\o"1-2"\h\u891PON的基本原理分析综述 1173851.1PON系统的组成 2251191.2PON技术的基本原理 2275621.1.1双向传输技术 2231551.1.2多址接入技术 310381.3PON的分类 473681.3.1APON的技术特点 4275601.3.2EPON的技术特点 5263131.3.3GPON的技术特点 6259441.3.4三种类型的对比 6256741.4PON技术的优势与选择 8PON的汉语名称是无源光纤网络，“无源”就是指ODN里面不但不存在有电源的电子器件而且也不存在电源，取而代之的是光分路器以及其他的无源电子器件。PON由分布在接入网络一侧的OLT，分布在使用者一侧的ONU，以及相应的ODN组成。PON可以分为APON，EPON以及GPON总共三种。首先出现的APON技术在当时建设完成后把ATM技术用做数据传输的基础。所以APON产品设备整体性能与功能在当时的通信行业中处于领先地位。基于计算机局域网技术的无源光网络EPON技术，使得建设完成后整体网络运营的费用降低，网络架构也得到很大幅度的简化，随着以太网技术的发展EPON系统的数据传输速率不断提高，除此之外EPON的技术简单而且易于扩展也加速了它的发展。千兆级别计算机局域网技术无源光网络GPON，采用新的封装解封装的格式，相应的优点是数据传输功能很稳定。因为PON是可以做到效益最大化的一种宽带光纤解决方案所以它具有不错的地发展前景。本章主要介绍了PON技术的三大分支APON、EPON和GPON，分别列出了三种技术各自的技术特点并且进行横向对比。1.1PON系统的组成OLT、ODN和ONU是组成PON系统的主要设备，如图2-1PON系统结构图所示图2-1PON系统结构图OLT，中文名称：光线路终端。安置在网络侧，用户依靠它提供的接口连接到网络。上行链路连接的是网络，保证了PON网络可以完成对上行数据的请求。下行借助部署的ODN网络准确的把数据发送到相应的终端操作设备ONU，最终达到对其进行控制管理的要求。OLT作为领导的身份对ONU下属下达指令，达到用户连接到网络的最终目的。ODN，中文名称：光分配网。PON系统网络连接传输部分的一种FTTH格式的光纤网络，使得OLT与ONU之间连接起来一条可以提供光传输的数据线路网。ODN属于一种无源设备。ONU，中文名称：光网络单元。作用是为用户提供数据接口，还可以提供IPTV以及语音等一系列的业务接口，放置在用户侧。ONU作用一:OLT发送的广播进行接收。作用二：发出请求用户检索的互联网数据。1.2PON技术的基本原理PON技术的核心为信道共享技术。PON的复用技术是指网络侧存在一个OLT设备和用户侧的多个ONU设备的数据传输采用共享通道的技术，实现了网络间高效的数据信息交换。1.1.1双向传输技术空分复用（SDM）SDM实际上就是互相通信的两个方向每个都单独占有使用一根光纤的通信模式，两个方向的数据信息物理隔离在两根独立光通路中发送。也被称之为单工方式。在这个模式下，数据传输的能力是最优的，而且相关系统的设计也是最简易的。但是，这种模式存在一个弊端，当传输距离较大的时候依旧需要两根独立的光纤传输，成本相应的增大。时间压缩复用（TCM）TCM模式的产生主要为了解决一直以来的一个数据传输的问题，怎样进行有效的双向传输？排除了两根光纤的布局，这种模式采用单根光纤进行数据传输，但是连续的改变发送数据接收数据的端口，以此来达到一根光纤按照顺序发送传输不同方向的信号，也被称之为“乒乓法”。波分复用（WDM）假设光源的发送功率存在一个阈值，把光纤置于线性传输模式下进行配置。只需要一个间隔，就可以在一个相互没有干扰的基础上，在一根光纤上独立传输不同波长的信号。副载波复用（SCM）选用SCM模式后，想要在一根光导纤维上实现数据的双向传输变得如同探囊取物。具体的原理就是，两个不同方向发送的数据信号按照事先约定好的规则分别安置在不同的频段进行发送，这样就避免了数据双向传输带来的相关问题。1.1.2多址接入技术对传输信号进行不同的筛选方式划分为不同的多址接入方式。依据为截止频率时，为FDMA;当依据为存在时间时，为TDMA;当依据为码型时，为CDMA。FDMA：把一整段频谱根据规则划分成小段的的频谱，相应的用户独占该频谱，从接入直至对话结束。TDMA：将FDMA作为技术发展的基础，把整体的频谱分割为多个小的频谱，每个小的频谱提供给用户，用户在数据传输的时候中占用相应的时间窗口。CDMA：从TDMA发展过来的一种技术，检测一个规定时隙内，每个用户独自享有一种码字进行数据传输，系统依据不同的码字规则区分不同的使用用户，实现在三个维度的多重利用。如图2-2所示。图2-2TDMA、CDMA以及FDMA相应的结构图1.3PON的分类PON技术从出现发展到如今分为：APON、EPON以及GPON这三类。1.3.1APON的技术特点APON是一种从一个点连接到多个用户点的数据传输系统，能够为多个接入设备提供基础的数据传输的传输系统。APON能够提供完善数据传输以及维护管理。对固定长度的数据进行数据传输是APON传送的方式，APON相应的提供了两种速率结构，即上下行均可以达到155.52Mb/s的传输速率的对称结构和下行可以达到621.08Mb/s的传输速率。图2-3所示为APON的系统结构REF_Ref29013\r\h[2]。图2-3APON系统结构图1.3.2EPON的技术特点在EPON系统中，为了防止来自ONU的分组干扰，每个分组都有唯一的识别发送给ONU的消息的标题。上行链路接入的主要方式由TDMA技术进行控制，而且每个ONU设备根据使用情况被单独分配给指定的时隙。存在部分采用了WDMA技术的，但是假定今后作为主要的开发方向需要很大的成本。TDMA/TDM-EPON选择时分复用技术作为数据传输技术,其数据传输距离在保证传输稳定性对的前提下最远可达到二十千米,一根光导纤维最多可承载64个用户同时在线,最大可以提供的带宽范围从最小622Mbit/s到最大1.4Gbit/sREF_Ref29522\r\h[3]。如图2-4所示。图2-4EPON系统结构图1.3.3GPON的技术特点GPON技术，相比于前两个种接入技术的优势在于数据传输速率，可以为用户提供更加丰富的业务种类，数据传输解决方案可以做的效率更高。GPON中GFP的引入使得数据传输的效率得到大幅提高。因此，GPON可以更加容易被人接收、实用性更强、更加有实力的提供支持全行业业务服务。GPON提供两种下行速率:第一种是1.244Gbit/s，第二种是1.488Gbit/s。上行速率支持所有标准的速率。传输距离在保证数据传输的稳定性的前提下可达到二十千米。推荐的的光分路比介于64到128之间REF_Ref616\r\h[4]。GPON的系统结构与EPON基本类似。1.3.4三种类型的对比表2-1对APON、EPON以及GPON三种技术的比较如表2-1所述,APON、EPON以及GPON分别有各自的缺点与优点。APON在其中最为成熟,但在数据传输业务所能提供的能力有限而且造价方面性价比低,无法满足长时间的大规模发展,因为大面积部署的性价比较低，所以不建议大面积去部署发展。APON难以发展形成规模仅仅可以满足小部分区域的少数用户需求，所以局限性较大。EPON跟GPON相比最大的优势就是前期投入的成本低、可以提供服务的用户面广也是主要的一个优势,两种技术所产出的产品相对而言GPON的技术成熟度更高,所以GPON技术是值得着力发展并且有发展前途的一种技术。GPON技术数据传输采用透明传输、高速高效，是时代发展的趋势所向,但从前期的建设成本来说成本相对高,在此基础上这种技术的商业化程度低,是中远期大力发展的一种无源技术。GPON的市场定位与EPON的市场定位不同,两者相互不同，相互补充的REF_Ref685\r\h[5]。1.4PON技术的优势与选择PON也被称之为光网络，在技术的应用方面主要有以下优点：首先采用PON技术，可以大量的节省光纤建造的资金投入，以更低的价格扩大PON的服务面积；其次就是实现光纤和网络设备之间的共享，选择PON之后更高的带宽被提供给用户。最后光网络基本上不会遭受到电磁的干扰和自然界不可避免的雷电流的影响，后期的维护成本大大降低。目前，PON技术常见的类型有以下两种：一种是EPON技术，另一种是GPON技术，二者都是光纤接入的主要技术，具体的性能比较如表2-2所示。表2-2EPON技术与GPON技术的性能比较从表2-2中的各项数据对比得出，GPON技术在图中进行对比的各项性能中，明显优于EPON技术。因此，在新的光纤宽带接入网规划中，在有条件的情况下，将GPON技术作为首选REF_Ref757\r\h[6]。集中控制模式的提出很大程度上推进了GPON的带宽进行动态分配的机