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    PON（Passive Optical Network）是一種典型的無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)，是指 (光配線(xiàn)網(wǎng)中) 不含有任何電子器件及電子電源，ODN全部由光分路器 (Splitter) 等無(wú)源器件組成，不需要貴重的有源電子設(shè)備。一個(gè)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)安裝于中心控制站的光線(xiàn)路終端 (OLT)，以及一批配套的安裝于用戶(hù)場(chǎng)所的光網(wǎng)絡(luò)單元 (ONUs) 。主要分為EPON和GPON。  

與AON相比，PON的覆蓋范圍和傳輸距離要小，但由于戶(hù)外不包含有源設(shè)備，提高了 抗干擾能力，可靠性更高，而且大大簡(jiǎn)化了接入途中的安裝條件，價(jià)格更低，安裝維護(hù)更方 便，是光接入網(wǎng)最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)。從最初的基于異步傳輸模式（ATM, Asynchronous Transfer Mode）的APON技術(shù)，到基于以太網(wǎng)的EPON和吉比特以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（10G EPON, Gigabit Ethernet Passive Optical Network）技術(shù)，再到 GPON,每一次 PON 標(biāo)準(zhǔn)的提 出都極大地促進(jìn)了接入網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展。

PON產(chǎn)生背景 光接入網(wǎng)根據(jù)OLT到各ONU之間是否含有源設(shè)備，可以劃分為無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）和 有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）,前者采用無(wú)源光分路器，后者采用有源電復(fù)用器。有源光接入網(wǎng)主要 是指綜合的數(shù)字環(huán)路載波系統(tǒng)。有源光網(wǎng)絡(luò)采用電復(fù)用器分路，可延長(zhǎng)傳輸距離，并具有技 術(shù)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、組網(wǎng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，但考慮到有源設(shè)備仍然無(wú)法完全擺脫電磁干擾和雷 電影響以及有源設(shè)備固有的維護(hù)問(wèn)題，使得有源光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展受到了限制。

PON的概念最早是由英國(guó)電信公司的研究人員于1987年提出，主要是為了滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì) 網(wǎng)絡(luò)靈活性的要求。由于PON中不包含任何有源器件，價(jià)格低，安裝、維護(hù)方便，因而PON 技術(shù)成為光接入網(wǎng)技術(shù)中的熱點(diǎn)，發(fā)展十分迅速。

最早的PON標(biāo)準(zhǔn)是1998提出的ITU-T G.983標(biāo)準(zhǔn)，即基于異步傳輸模式（ATM）的無(wú) 源光網(wǎng)絡(luò)（APON）,主要目的是使接入網(wǎng)部分PON和核心網(wǎng)的ATM能相互兼容。在2000年年底，第一英里以太網(wǎng)聯(lián)盟(EFMA, Ethernet in the First Mile Alliance)提出了以太網(wǎng)無(wú)源 光網(wǎng)絡(luò)，即在PON基礎(chǔ)上傳輸以太網(wǎng)幀。隨著以太接入網(wǎng)的發(fā)展，EPON最終被納入到以太 接入網(wǎng)IEEE 802.3ah-2004標(biāo)準(zhǔn)中。差不多在EFMA提出EPON的同時(shí)，全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)(FSAN, Full Service Access Network)組織考慮到APON的低效率和EPON對(duì)語(yǔ)音和視頻等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù) 不能提供服務(wù)質(zhì)量(QoS, Quality of Service)保證的不足，于2002年提出了吉比特?zé)o源光 網(wǎng)絡(luò)(GPON),并在 2003 年通過(guò)了 GPON 系列標(biāo)準(zhǔn)：ITU-TG984.1、G.984.2, G.984.3,并 于2004年4月完成了 G.984.4標(biāo)準(zhǔn)。 從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，光接入網(wǎng)，特別是無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)是比較理想的接入解決方案。首先， 其在接入網(wǎng)中去掉了有源設(shè)備，避免了電磁干擾和雷電影響，減少了線(xiàn)路和外部設(shè)備的故障 率，降低了相應(yīng)的運(yùn)維成本；其次，PON的業(yè)務(wù)透明性好，具有豐富的帶寬資源，可適用于 任何制式和速率的信號(hào)，能比較經(jīng)濟(jì)地支持模擬廣播電視業(yè)務(wù)，具備三重業(yè)務(wù)功能；再者， 由于其局端設(shè)備和光纖由用戶(hù)共享，線(xiàn)路成本較其他點(diǎn)到點(diǎn)方式低，初建成本也明顯降低。 PON的每用戶(hù)成本隨著分享光線(xiàn)路終端(OLT)的用只數(shù)量的增加而迅速下降，因而適合于 ",
分散的小企業(yè)和居民用戶(hù)，特別是那些區(qū)域較分散，而每一區(qū)域用戶(hù)又相對(duì)集中的小面積密 集用戶(hù)地區(qū)。 PON主要類(lèi)型 PON技術(shù)始于20世紀(jì)80年代初，目前市場(chǎng)上的PON產(chǎn)品按照其采用的技術(shù)，主要分 為 APONZBPON、EPON 和 GPON。 1. APON/BPON APON (ATM-PON)是FSAN于20世紀(jì)90年代中期開(kāi)發(fā)完成的，并將其定為國(guó)際電信 聯(lián)盟(ITU)的標(biāo)準(zhǔn)，即G.983標(biāo)準(zhǔn)。APON是結(jié)合ATM多業(yè)務(wù)多比特率支持能力和無(wú)源光 網(wǎng)絡(luò)透明寬帶傳送能力的解決方案。
APON的模型結(jié)構(gòu)如圖1-17所示。其中UNI為用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)接口，SNI為業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口， ONU為光網(wǎng)絡(luò)單元，OLT為光線(xiàn)路終端。

圖1-17 APON的模型結(jié)構(gòu)

APON是基于ATM信元的傳輸系統(tǒng)，為點(diǎn)到多點(diǎn)的傳輸系統(tǒng)的復(fù)用和多路接入方式提供了良好的基礎(chǔ)，這種傳輸結(jié)構(gòu)為多用戶(hù)共享整個(gè)帶寬提供了基礎(chǔ)。APON傳送的是固定長(zhǎng) 度的數(shù)據(jù)，可釆用兩種速率結(jié)構(gòu)，即上下行均為155.52Mbit/s的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)和下行622.08Mbit/s、 上行155.52Mbit/s的不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。 APON的工作原理 OLT將到達(dá)各個(gè)ONU的下行業(yè)務(wù)組裝成幀，采用廣播方式傳送 信號(hào)，ONU通過(guò)信元頭中的虛擬電路標(biāo)識(shí)(VPL Virtual Path Identifier)/虛擬通道標(biāo)識(shí)(VCL Virtual Channel Identifier)來(lái)識(shí)別數(shù)據(jù)信元，從而接收屬于自已的信號(hào)，并丟棄其他信號(hào)；在 上行方向上，由OLT輪詢(xún)各個(gè)ONU,得到ONU的上行帶寬請(qǐng)求，OLT合理分配帶寬后， 以上行授權(quán)的形式允許ONU發(fā)送上行信元，即只有收到有效上行授權(quán)的ONU才能在上行幀 中占有指定的時(shí)隙。G.983協(xié)議定義APON系統(tǒng)主要面向?qū)拵I(yè)務(wù)，并沒(méi)有考慮對(duì)窄帶業(yè)務(wù) 的支持。在下行的信元流中插有專(zhuān)門(mén)的物理層運(yùn)行、管理和維護(hù)(PLOAM, Physical Layer Operation Administration and Maintenance)信元。上行傳輸?shù)氖峭话l(fā)形式的ATM信元，為了 實(shí)現(xiàn)突發(fā)發(fā)送和接收，每53個(gè)字節(jié)的信元前面插入3個(gè)字節(jié)的物理開(kāi)銷(xiāo)。 APON系統(tǒng)的主要特點(diǎn) 釆用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用技術(shù)；動(dòng)態(tài)帶寬分配；提供非常豐富完備的 操作管理維護(hù)(OAM)功能，包括誤碼率監(jiān)測(cè)、告警、自動(dòng)發(fā)現(xiàn)與自動(dòng)搜索以及擾碼加密等。 然而，APON有兩大缺點(diǎn)：一是業(yè)務(wù)提供能力有限，數(shù)據(jù)傳輸速率和效率低；二是ATM層 上適配和提供業(yè)務(wù)復(fù)雜，成本較高。這些原因致使APON雖然發(fā)展多年，但是仍沒(méi)有真正進(jìn) 入市場(chǎng)。
2001年年底，F(xiàn)SAN將APON更名為BPON,即“寬帶PON”，速率為155Mbit/s或者 622Mbit/So BPON使用ATM作為其載體協(xié)議。BPON的名稱(chēng)被引入是因?yàn)锳PON容易讓人 們誤認(rèn)為系統(tǒng)只能為終端使用者提供ATM業(yè)務(wù)。修改名稱(chēng)的目的在于表明這樣一個(gè)事實(shí)： BPON系統(tǒng)能夠提供寬帶業(yè)務(wù)，包括以太網(wǎng)接入、視頻分布和高速租賃線(xiàn)業(yè)務(wù)。但是第一代 FSAN系統(tǒng)最普遍和知名的稱(chēng)謂仍然是APON。 2. EPON (10GEPON) 為了提供適合多種環(huán)境下的IP業(yè)務(wù)，ONU需要進(jìn)行復(fù)雜的協(xié)議轉(zhuǎn)換，且難以提供高帶 寬來(lái)滿(mǎn)足突發(fā)性的光傳輸和接入需求的缺陷日益明顯。2000年11月，電子電氣工程師協(xié)會(huì) (IEEE, Institute of Electrical and Electronics Engineers)成立了 802.3 EFMA 工作組，提出了 EPON。EPON將Ethernet技術(shù)與PON技術(shù)結(jié)合起來(lái)，其目標(biāo)是用最簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)一個(gè)點(diǎn) 到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的吉比特以太網(wǎng)光纖接入系統(tǒng)。EPON屬于IEEE以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的范疇，對(duì)于向全 IP網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡是一個(gè)很好的選擇。EPON的主要優(yōu)點(diǎn)是消除了 ATM和同步數(shù)字系列(SDH, Synchronous Digital Hierarchy)層，降低了初始成本和運(yùn)行成本；可以大量釆用以太網(wǎng)技術(shù)成 熟的芯片，實(shí)現(xiàn)和維護(hù)簡(jiǎn)單，相對(duì)成本低，容易擴(kuò)展和升級(jí)。EPON的主要缺點(diǎn)是總體效率 較低，難以支持以太網(wǎng)之外的業(yè)務(wù)，當(dāng)遇到語(yǔ)音和TDM業(yè)務(wù)時(shí)，就會(huì)引起QoS問(wèn)題。
以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)是基于以太網(wǎng)技術(shù)的寬帶接入系統(tǒng)，它利用PON的拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)的接入。它在PON上傳送Ethernet幀，為用戶(hù)提供可靠的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻等多種業(yè)務(wù)。EPON比APON提供了更高的帶寬，更低的成本和更廣的服務(wù)能力，其所提供的 帶寬遠(yuǎn)大于現(xiàn)有接入技術(shù)。