PON (Passive Optical Network)无源光网络原理

PON 是在所谓的"最后一公里"中缺少带宽时的解决方案。家庭用户为了获得快速因特网接入,可以选择的方法极其有限(电话或电缆系统)。同样,企业也局限于T1和T3载波提供的性能,虽然目前的无线、光纤和卫星业务都已更加成熟。PON提供了城域中的另一种解决方案。它主要用于解决宽带最终用户接入终端局的问题，由于这种接入技术使得接入网的局端(OLT)与用户(ONU)之间只需光纤、光分路器等光无源器件，不需租用机房和配备电源，因此被称为无源光网络。它用于FITH(光纤到家庭)。混合PON系统将光缆延伸到通信公司的远程终端,然后利用铜线DSL业务进入家庭。

在PON的架构中，一个光纤终端（OLT）下可以有多个无源光网络（PON）的单元。每一个单元均可形成一个独立的PON网，藉由并不昂贵的分波器和光纤分布连接多种不同类型的ONT。对于接入网络的无源性设计，减少了对电子元件的需求，如此一来便可以降低维修成本的支出。

无源光网络是"复兴的"光缆技术,它最初是为有线电视网络设计的。最近以来,它作为一种能在城域提供高速接入的体系结构而得到关注。PON现在是ITU规范。

通过PON，单根光纤从服务提供商的设备延伸到靠近居民区或商务中心的位置。"无源"是指该系统在服务提供商和客户之间不需要电源和有源的电子组件。它仅由光纤、分路器、接头和连接器组成。一根光纤可为多个客户提供服务,而此前的系统要求每个客户都有独立的光纤。PON可远距离使用,它是农村地区的理想选择。
在图中描述了基本的PON体系结构。其概念是将光纤中继线从服务提供商的头端辐射到用户。此系统具有以下组件:

OLT (光线路终端) PON光纤在服务提供商设施处的终端。

ONT(光网络终端) 在用户位置的终端。

OAS(光接人交换机) 位于服务提供商处的交换机,它聚合来自所有用户的信元/数据分组并提供向因特网和PSTN的连接。
POS(无源光分路器) 或"分路器"在沿着进入多点树状拓扑的路径的任意点分离中继线和光信号。

ONU(光网络单元) 提供对用户的扇出连接。每条PON中继线最多可支持32次分路和64个0NU。用户与ONU的连接可以使用同轴电缆、双绞线、光缆,甚至是无线连接。

I0T(智能光终端) 主要指设计用于商业连接的0NU。它为企业提供多种话音和数据业务,与综合接入设备非常类似。

PON中继线的带宽范围从l55Mbit/s到622Mbit/s。每一次分路都会减少带宽,因此用户可用的带宽取决于在他和头端设备之间的分路次数。例如,对622Mbit/s的中继线,如果对其分路以支持32个0NU,则与0NU相连的用户最多可获得19.5Mbit/s的带宽。该带宽由所有用户分享。为了组织此缆路上的通信,可以采用许多技术,包括ATM、以太网、FDM(频分复用)以及WDM(波分复用)。

FSAN (全业务接入网络)联盟对ATM PON(APON)作出了决定,APON变成ITU G.983标准。APON使用众所周知的技术,并提供有保障的QoS(因为ATM信元有固定的大小以及ATM专用的QoS协议功能)。APON是一种基于ATM信元的TDM／TDMA技术，由于ATM在实现不同业务的复用以及适应不同带宽方面的灵活性，使APON成为一种结合ATM多业务多比特率支持能力和无源光网络透明宽带传送能力的比较理想的长远解决方案，是未来宽带接入技术的发展方向，其标准遵循ITU－TG.983建议，最高速率为622Mbit/s。因为APON二层采用的是ATM封装和传送技术，因此存在带宽不足、技术复杂、价格高、承载IP业务效率低等问题。为更好适应IP业务，第一英里以太网联盟（EFMA）在2001年初，IEEE802.3ah工作小组对其进行了标准化， 由Cisco和Corning牵头的数家公司正在促进以太网PON的使用。他们称以太网比ATM更有理由成为PON的选择,因为大多数企业都使用以太网连接，所以提出了在二层用以太网取代ATM的EPON技术。IEEE组成了"Ethernet in the First Mile Study Group(第一英里以太网研究组)"对以太网PON以及其他接入技术进行评估。EPON可以支持1.25Gbit/s对称速率，将来速率还能升级到10Gbit/s，EPON产品得到了更大程度的商用。