无源光网络（PON）接入技术
摘要：无源光网络（PON）就是光接入网（OAN）中的光配线网（ODN），全部由光分路器（optical splitter）等无源器件组成，且不含任何有源节点的光接入网。
本文对P0N技术作了较全面介绍，并对其技术特点和应用进行了探讨。
关键词：PON 光纤接入技术
Abstract: Passive optical network (PON) is light access network (OAN) of optical wiring nets (ODN), all by light optical distributor (optical splitter), passive parts, and does not contain any active node light access network. This paper made a comprehensive P0N technology introduction, and the technical characteristics and application were discussed.
Key words：PON Fiber-optic access technology
目前，由于光纤可以传输很高速率的数字信号，容量很大；并可以采用波分复用、频分复用、时分复用、空分复用和副载波复用等各种光的复用技术，来进一步提高光纤的利用率，光纤接入技术得到了极大的重视和发展。
无源光网络(P0N)是一种新兴的宽带接入网技术，它克服了其它宽带接入技术的局限性，在电信市场上有着广泛的应用。
1、无源光网络(PON)结构和工作原理：
1.1、PON的结构原理
PON(无源光网络)是指ODN(光配线网)中不含有任何电子器件，DN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，是一种新兴的透明的宽带接入技术。
PON网络起始于前端的线路终端(OLT)，终止于光节点的光网络单元(ONu)。
中间使用普通光分路器进行光能量分路。
信号从前端的OLT到用户端的ONU称为“下行”；信号从ONU 到OLT 称为“上行”。
PON网络有总线型、树形、星型等拓扑结构。
PON系统一般采用无源单(双)星形拓扑，分路比可以达到1：16～1：32，每个光节点可与数十个到数百个用户端设备(CPE)相连。
多个ONU共享光纤和前端OLT的回传光接收机。
PON 下行采用时分复用(TDM)方式，信号广播式下发，是“一发多收”；信号上行时，各ONU 共用一根光纤进行回传，回传采用时分多址(TDMA)技术，“多发一收”，前端只设置一个回传光接收机，在任意一个时刻只有一个ONU发送信号，各ONU单元轮流发送信号，实现光纤和回传光接收机的资源共享。
目前主要有两种比较有前途的技术：A．PON和E—PON，即ATM．PON和Ethemet—PON。
1.2、PON的关键技术
1.2.1 PON的双向传输技术
在PON中，OLT至ONU的下行信号传输过程是;OLT送至各ONU的信息采用光时分复用方式组成复帧送到馈线光纤；通过无缘光分复用器以广播方式送至每一个ONU，ONU收到下行复帧信号后，分别去除属于自己的那一部分信息。
各ONU至OLT的上行信号采用OTDMA,OWDMA,CODMA,OSCMA等多只接入技术。
1.2.1PON的双向复用技术
光复用技术作为构架信息高速公路的主要技术，在过去、现在和将来，对光通信系统和网络的发展及对充分挖掘光纤巨大传输容量的潜力，将起着重要作用。
国内外对光波分复用技术、光时分复用技术、光码分复用技术、光频分复
用技术及光副载波复用技术及它们的混合应用技术被认为是最具潜力的光复用技术。
2、PON的特点
PON 是一种接入网技术，定位在常说的“最后一公里”，也就是在服务提供商、电信局端和商业用户或家庭用户之间的解决方案。
2．1 提供非常高的带宽
PON主要定位于TI(1．5Mb／s)和OC3(155Mb／s)之间的带宽提供，而这一段带宽是其他接入技术难以实现的。
APON 最高可以提供到下行622Mb／s，上行155Mb／s，而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。
2．2 灵活经济的宽带接入方式
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，运营和管理成本很低；多数PON系统都是一个多业务平台，对于向全IP网络过渡是一个很好的选择。
2．3 服务范围大
PON作为一种点到多点网络，以一种扇出的结构来节省机房的资源，服务大量用户。
2．4 带宽分配灵活服务有保证
无论是APON还是EPON系统，对带宽的分配和保证都有一套完整的体系。
3、PON的应用
PON系统非常适合于以下应用。
3．1 高速接入和传输
PON系统可以提供DSL、LAN、CableModem等接入方式无法提供的高质量的宽带。
这非常适合于哪模式，接入到中小型甚至大型商业用户。
3．2 集成数据、音频、视频业务
大多数PON系统都可以同时提供IP业务和传统的TDM 业务，部分厂家的EPON系统还提供纯通道的TDM服务，这样，原有的ATM、FR、DDN等业务都可以通过这套系统继续提供，因为采用独立的带宽，服务质量可以完全保证。
这不但使运营商在同一套传输平台上就可以根据用户的要求随时开通所需要的业务，而且非常容易向全IP业务网络过渡。
3．3 整合T1／El传输线路，降低T1／El维护和运营费用
T1／E1因为其高质量的服务和带宽保证一直受到重视，然而T1／E1线路的开通和维护都比较昂贵，尤其是在由于距离限制而需要使用中继器的地方更是如此。
很多PON系统在每个ONU上都可以提供多条T1／E1链路，使用单路光纤代替大量的铜线，在提供同样服务的同时，节省了大量的设备、运营和管理成本。
3．4 DSL、LAN扩展
DSL和LAN是目前中国宽带的两种主要接入方式。
但DSL的距离限制挡住了大量的客户，传统的LAN 技术也难以灵活地提供和保证用户的带宽。
采用PON 技术，不仅可以通过无源传输网络直接连接到服务区域，再进行DSL或LAN扩展，从而为大范围用户提供服务，而且可以集中进行管理和带宽分配。
3．5 广播视频和视频会议
PON 的点到多点结构非常适合广播和多点广播应用，这种网络结构恰好与
我国目前网络建设的小区化相适应。
这与传统的点到点结构的网络相比，优势是显而易见的。
越来越多的广播视频、视频会议、VOD等应用将会给PON系统带来更多的机会。
目前，许多厂家生产的PON设备在接入网中得到应用，例如格林威尔公司的EasyPath产品。
它采用以太网无源光网络(EPON)技术，基于公司统一的MSAPE3600硬件和网管平台，提供大容量、高集成度、多业务的接入能力。
其局端设备EP2100(OLT)，利用PON下联光12，通过一对光纤接至远端光纤配线点的光分路器，再由光分路器接至多个用户端设备EP1500的PON上联光12。
局端设备EP2100可配置l0路下联PON光接12(每个PON接12最多可以同时接入l6个用户端设备EP1500)；上联2路千兆、4路10M／100M以太网接和l6路El接12。
用户端设备EPi500具有1个PON 上联光12，l～2路相互独立的10M／100M 自适应以太网12，0～2路El接口。
通过灵活的配置，可以实现普通以太网、以太网专线、VolP或者视频会议等多种接入业务。
4、应用案例：PON组网应用
目前，无缘光纤接入网发展很快，组网方式多种多样。
PON主要采用无源光功率分配器将信息送至各用户。
由于采用了光功率分配器，使功率降低，因此，较适合于短距离使用。
若需传输较长距离，可采用掺铒光纤放大器来增加功率。
无源光网络的应用构成视用于需求而定，下面举两个例子来说明PON组网的实际应用。
4.1 PON-FTTC
PON-OLT可以用过无源光分路器与多个PON-ONU连接，每个PON-ONU 防止在一个用户群（4-120个用户）附近，PON-ONU利用双绞线连接到各用户家中。
4.2PON-FTTH
FTTH 光纤接入系统可提供电话业务、数据业务、CATV业务及其他宽带业务。
改系统主要有中心局接口单元、光网络单元、无源光网络及OAM系统等部分组成。
其中COIU是FTTH-0512系统与交换机的接口设备，ONU是
FTTH-0512系统与用户的结构设备，PON是COIU和ONU之间的光分配网络，OAM系统负责日常维护、测试与管理。
FTTH-0512系统的组网方式有两种，即点对点方式和点对多点方式。
5、结束语
由于PON的标准未最终确定，一些技术难点的解决方案有待成熟，突发性光器件成本有待进一步降低，因此PON作为一种新的接入技术仍在不断发展之中。
在当前的情况下，PON技术大多会以一种与其他技术相结合的姿态进入市场。
F]rrB／FTTC+DSL、／F丌C+LAN都是不错的选择。
而ADSL和LAN正好也是目前中国最主要的两种宽带接入技术。
同时，更高速度的VDSL技术也逐步受到重视，PON+VDSL将是一种完美的解决方案。
但作为解决“最后一公里”瓶颈的理想技术，作为成本最低且功能最全面的接入方法。
PON技术必将在未来成为接入方案的首选。