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    • 1.PON是什么
    • 2.PON技术特点
    • 3.PON的优点
    • 4.PON技术发展历程
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PON

11/21 12:42 作者:wx喵不二~
阅读需 11 分钟
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PON是一种典型的无源光纤网络,是指 (光配线网中) 不含有任何电子器件及电子电源,ODN全部由光分路器 (Splitter) 等无源器件组成,不需要贵重的有源电子设备。

1.PON是什么

PON技术是一点到多点的光纤接入技术,它由局侧的OLT、用户侧的ONU ,以及ODN组成。所谓“无源”是指在ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源,全部都由光分路器等无源器件组成。

PON是一种纯介质网络,避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响,减少了线路和外部设备的故障率,提高了系统可靠性,同时节省了维护成本,是通信行业长期期待的技术。同有源系统比较,PON具有节省光缆资源、带宽资源共享,节省机房投资,设备安全性高,建网速度快,综合建网成本低等优点。

无源光这种技术发挥功效的主要介质便是无源光的各种元件,同时光纤也发挥了重要作用,所以就成本而言, 这种网络技术的花费较少,不仅如此,此种技术还有另外一个优点,即可防止来自外部环境的各类干扰, 像电磁、雷电等等,因此在安全性方面,此种技术和有源技术相比具有一定的优越性。现阶段的无源技术由多种技术结合而成,包括APON、GPON,同时EPON也是其中重要的技术之一,但这几种技术的不同之处在于二层技术上的差异。

1.PON是什么

2.PON技术特点

目前广泛使用的PON技术在现有的网络包括两种主流技术:EPON和GPON。EPON上行和下行带宽是1.25Gbit/s GPON带宽为2.5Gbit/s的下游和上游的带宽为1.25Gbit/s,大多数EPON/GPON只配置了以太网接口,可选POTS和2M接口。

技术现状

传统的PON系统下行数据流采用广播技术、上行数据流采用TDMA技术,以解决多用户每个方向信号的复用问题。传统PON技术采用WDM技术,在光纤上实现单纤双向传输,解决2个方向信号的复用传输。PON一般由光线路终端(OLT)、分光器(ODU)、用户终端(ONU)3个部分构成。目前在现网中广泛应用的PON技术包括EPON和GPON 2种主流技术,EPON上下行带宽均为1.25 Gbit/s,GPON下行带宽为2.5 Gbit/s,上行带宽为1.25 Gbit/s.

目前在实际的FTTx应用场景中,大多数EPON/GPON只配置了以太接口,可选配置POTS和2M接口。但从技术标准要求上,EPON/GPON均可实现IP业务和TDM业务等多业务接入,并可实现QoS分类。

EPON/GPON均可传递时钟同步信号,可通过OLT的STM-1接口或GE接口,从外部线路中提取频率同步信号,此时OLT需要支持同步以太网;也可以在OLT设备上从外部BITS输入时钟信号,作为该PON的公共时钟源,ONU与该时钟源保持频率同步。

标准发展

虽然10G EPON和PON尚未大规模商用,但10 Gbit/s以上速率的PON技术是近2年ITU-T和FSAN研究的重点和热点。XG-PON1的相关技术标准已经趋于成熟,XG-PON1之后的NG-PON2标准框架也已基本完成。向多波长扩展是近期技术研究的重点,FSAN已经明确TWDM-PON是未来NG-PON2的技术选择,但在ITU-T SG15中规范多种技术的G.multi标准也已基本完成,这说明有关多波长扩展的多个技术流派之争远没有结束。表1是ITU-T关于GPON、XG-PON1和NGPON2相关标准的制定和成熟情况。

2.PON技术特点

3.PON的优点

相对成本低

1) 相对成本低,维护简单,容易扩展,易于升级。PON结构在传输途中不需电源,没有电子部件,因此容易铺设,基本不用维护,长期运营成本和管理成本的节省很大。

纯介质网络

2) 无源光网络是纯介质网络,彻底避免了电磁干扰和雷电影响,极适合在自然条件恶劣的地区使用。

资源占用

3) PON系统对局端资源占用很少,系统初期投入低,扩展容易,投资回报率高。

4) 提供非常高的带宽。EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽,并且随着以太技术的发展可以升级到10Gb/s。GPON则是高达2.5Gb/s的带宽。

5) 服务范围大。PON作为一种点到多点网络,以一种扇形的结构来节省CO的资源,服务大量用户。用户共享局端设备和光纤的方式更是节省了用户投资。

6) 带宽分配灵活,服务质量(QoS)有保证。G/EPON系统对带宽的分配和保证都有一套完整的体系。可以实现用户级的SLA。

3.PON的优点

4.PON技术发展历程

PON(无源光网络)是一种点到多点的无源光纤接入技术,起源于20世纪90年代。从窄带PON技术发展到现在的各种宽带PON技术,PON技术的发展经历了多个阶段。
窄带PON技术

窄带PON技术是最早被提出的PON技术,仅能提供业务接入速率在2Mbit/s以下的POTS或者ISDN等窄带业务。由于各厂商先有窄带PON产品,后有标准规范,而且各厂商规范不统一,厂商间无法达成一致,因此至今仍没有对窄带PON技术形成统一完整的标准。标准的不统一带来的是不能形成器件的大规模生产,以至于价格居高不下。由于接入业务类型单一并且速率过低,远远不能满足当前互联网发展的需要,窄带PON技术已经基本退出历史舞台,被宽带PON技术所替代,仅在少数农村边远地区有所应用。

APON技术

APON技术是20世纪90年代中期开发完成的,当时ATM被视为能够提供各种类型通信的唯一协议,而PON是最经济的宽带光纤解决方案,因此,将数据链路层ATM技术与物理层PON技术相结合的APON是当时的最佳组合。APON系统由于技术协议成熟完备,因此产品的标准化和成熟度也比较高,设备性能和功能在PON系列产品中是最好的。但随着ATM协议的逐渐退出,同时APON的产品价格仍显偏贵,使得APON无法得到广泛应用。

EPON技术

随着Ethernet技术的高速发展,把简单经济的Ethernet技术与PON的传输结构结合起来的EthernetoverPON概念开始引起技术界和网络运营商的广泛重视。与基于ATM协议的APON相比,EPON最大的优越性在于允许设备制造商运营商放弃复杂昂贵的ATM和SONET器件,消除WAN/LAN连接中ATM和IP之间的协议转换,从而使网络大为简化,成本降低。同时,以Ethernet技术为核心的EPON还有许多其他优点,包括协议成熟,技术简单,易于扩展,面向用户等,非常适合目前IP业务量飞速发展的应用环境。随着10G以太网技术的成熟,EPON系统的传输的速率将会由目前的1000Mbit/s增加至10Gbit/s。

GPON技术

在APON技术应用严重受挫后,FSAN(全业务接入网联盟)在2001年提出了GPON的概念。在FSAN以及ITU—T的努力下,GPON成为光接入网一种全新的解决方案——不但提供高速的比特率,而且支持各种接入服务,特别是非常有效地支持原有格式的数据分组和TDM流。

WDM—PON或其他

WDM—PON被认为是未来PON技术的发展方向,它在PON技术中引入了WDM技术,通过使用多个波长信道来增加系统容量,具有支持大量ONU的能力。WDM—PON由于各用户独享波长,因此不需要复杂的MAC协议来进行上行带宽的调度处理,在协议上比较简单。但由于WDM—PON的系统性能和容量过分依赖光器件的性能,因此技术发展受到光器件和光传输技术发展程度的限制。

基于全光连接的工业PON技术

是指基于ITU-T/IEEE/ETSI的PON标准体系所提出的全光网连接技术。该技术采用开放软硬件平台架构、SDN管控模型,可构建抗干扰能力强、传输带宽高、异构协议互转、网络安全性高、部署经济性好的工厂网络。该技术可应用于企业信息网、工业生产网(包括车间级生产网以及现场级工业闭环控制网络),促进人工智能、大数据、云计算融合,助力产业数字化转型升级。

4.PON技术发展历程

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