無源光網(wǎng)絡PON發(fā)展歷程

PON技術發(fā)展歷程

·上世紀90年代初提出PON概念

·1995年成立FSAN(Full Service Access Networks)組織

·1996年ITU-T頒布G.982 (PON標準建議)

·1998年ITU-T 頒布G.983(APON標準建議)

·2000年12月成立IEEE 802.3ah工作組，制定EPON標準建議

·2003年3月ITU-T頒布G.984(GPON標準建議)

·上世紀90年代末APON開始商用

·2003年6月 美國三大運營商開始APON招標

·2003年8月日本NTT開始EPON招標

·2005年中國電信開始測試并部署EPON試驗網(wǎng)

·2010年8月3日，中國電信和中國移動已與阿爾卡特朗訊簽署框架協(xié)議,正式使用其無源光網(wǎng)絡(PON)解決方案作為下一代寬帶網(wǎng)的關鍵技術,并于年內開始在上海、江蘇、山東等多個省市展開項目建設,以改進提升目前的寬帶網(wǎng)絡。

（a）P2P，點對點的網(wǎng)絡傳輸成本太高，浪費光纖資源。?

??????（b）光纖到路邊交換機，降低了傳輸成本，但是在接入側增加了帶電設備，增加了故障點，也相應的增加了維護成本。?

??????（c）PON網(wǎng)絡以點到多點的方式，不僅降低了傳輸成本，也避免了接入側故障點的增加。

目前PON是解決接入網(wǎng)"最后一公里"、實現(xiàn)FTTx的最具吸引力的技術。所謂"無源"，是指ODN中不含有任何有源電子器件及電源，全部由光分路器(Splitter)等無源器件組成，因此其管理維護的成本較低，這是PON在接入網(wǎng)發(fā)展中最具優(yōu)勢的一面。

PON按信號分配方式可以分為PSPON(功率分割型無源光網(wǎng)絡)和WDMPON(波分復用型無源光網(wǎng)絡)。APON、BPON、EPON和GPON均屬于PSPON，PSPON采用星型耦合器分路，上/下行傳送采用TDMA/TDM方式實現(xiàn)信道帶寬共享，分路器通過功率分配將OLT發(fā)出的信號分配到各個ONU上。WDMPON技術則是將波分復用技術運用在PON中，光分路器通過識別OLT發(fā)出的各種波長，將信號分配到各路ONU。雖然PSPON較為成熟，特別是E-PON、GPON，在北美、日本已經(jīng)有較大規(guī)模的部署，但是PSPON仍然存在一些問題需要解決，例如快速比特同步、動態(tài)帶寬分配、基線漂移、ONU的測距與延時補償、突發(fā)模式光收發(fā)模塊的設計等。部分問題雖然得到了解決，但是成本較大。例如，在上行的TDMA復用測距方面，光纜中信號每米傳輸時間大約為5 ns，而STM-1、STM-16、GE系統(tǒng)的比特周期分別只有6.4 ns、0.4 ns和0.8 ns?？梢?，隨著速率的提高，測距和上行成幀的難度將會大幅度增加。基于波分復用技術的WDMPON采用波長作為用戶端ONU標識，利用波分復用技術實現(xiàn)上行接入，能夠提供較高的工作帶寬，可以實現(xiàn)真正意義上的對稱寬帶接入。同時，它還可以避免TDMA技術中ONU的測距、快速比特同步等諸多技術難點，并且在網(wǎng)絡管理以及系統(tǒng)升級性能方面都有著明顯的優(yōu)勢。隨著技術的進步，波分復用光器件的成本，尤其是無源光器件成本大幅度下降，質優(yōu)價廉的WDM器件不斷出現(xiàn)，WDMPON技術將是接入網(wǎng)一個可以預見的發(fā)展趨勢。下面對WDMPON中的OLT光源、ONU光源、光分路器所涉及的核心技術問題進行分析。

在各種寬帶接入技術中，無源光網(wǎng)絡以其容量大、傳輸距離長、較低成本、全業(yè)務支持等優(yōu)勢成為熱門技術。之前已經(jīng)逐步商用化的無源光網(wǎng)絡主要有TDM-PON(APON、EPON、GPON)和WDM-PON，它們的共同特點是:

·可升級性好、低成本，接入網(wǎng)中去掉了有源設備，從而避免了電磁干擾和雷電影響，減少了線路和外部設備的故障率，降低了相應的運維成本;

·業(yè)務透明性較好，高帶寬，可適用于任何制式和速率的信號，能比較經(jīng)濟地支持模擬廣播電視業(yè)務，支持三重播放(Triple play，語音、視頻、數(shù)據(jù))業(yè)務;

·高可靠性，提供不同業(yè)務優(yōu)先級的QoS保證，適應寬帶接入市場IP化的發(fā)展潮流，適于大規(guī)模應用。

如圖1，PON(無源光網(wǎng)絡)中最主要的三部分包括位于局端的OLT(Optical Line Terminal，光線路終端)、終端ONU(Optical Network Unit，光網(wǎng)絡單元)、以及ODN(Optical Distribution Network，光配線網(wǎng))。PON"無源"是指ODN全部由光分路器(Splitter)等無源器件組成，不含有任何電子器件及電源。

PON是在所謂的"最后一公里"中缺少帶寬時的解決方案。家庭用戶為了獲得快速因特網(wǎng)接入，可以選擇的方法極其有限(電話或電纜系統(tǒng))。同樣，企業(yè)也局限于T1和T3載波提供的性能。PON提供了城域中的另一種解決方案。它主要用于解決寬帶最終用戶接入終端局的問題，由于這種接入技術使得接入網(wǎng)的局端(OLT)與用戶(ONU)之間只需光纖、光分路器等光無源器件，不需租用機房和配備電源，因此被稱為無源光網(wǎng)絡。它用于FTTH(光纖到家庭)?；旌螾ON系統(tǒng)將光纜延伸到通信公司的遠程終端，然后利用銅線DSL業(yè)務進入家庭。

在PON的架構中，一個光纖終端(OLT)下可以有多個無源光網(wǎng)絡(PON)的單元。每一個單元均可形成一個獨立的PON網(wǎng)，藉由并不昂貴的分波器和光纖分布連接多種不同類型的ONT。對于接入網(wǎng)絡的無源性設計，減少了對電子元件的需求，如此一來便可以降低維修成本的支出。

無源光網(wǎng)絡是"復興的"光纜技術，它最初是為有線電視網(wǎng)絡設計的，它作為一種能在城域提供高速接入的體系結構而得到關注。PON是ITU規(guī)范。

通過PON，單根光纖從服務提供商的設備延伸到靠近居民區(qū)或商務中心的位置。"無源"是指該系統(tǒng)在服務提供商和客戶之間不需要電源和有源的電子組件。它僅由光纖、分路器、接頭和連接器組成。一根光纖可為多個客戶提供服務，而此前的系統(tǒng)要求每個客戶都有獨立的光纖。PON可遠距離使用，它是農(nóng)村地區(qū)的理想選擇。