论文部分内容阅读
[摘要]：随着宽带业务的发展，我国三大运营商中国电信、中国移动、中国联通都进行大规模的PON网络建设，未来几年建设量将出现大爆发式的增长。本文对PON网络发展前景及组网优化谈一些体会。
[关键词]：PON网络 发展前景 组网
中图分类号：F224.33 文献标识码：F 文章编号：1009-914X（2012）10- 0260–01
随着互联网的快速发展，推动了诸如网络电视（IPTV）、在线游戏、视频会议等等高带宽业务不断涌现，人们对网络宽带的需求与依赖将会日益明显。
一、PON 技术概述
1、PON的概念及特点
PON（Passive Optical Network，無源光网络）是指ODN（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，无需高成本的有源电子设备。PON包括ATM-PON（APON，即基于ATM的无源光网络）和Ethernet-PON（EPON，基于以太网的无源光网络）两种。
PON采用无源光器件且共享光纤作为传输介质，不仅能提供较大的带宽潜力，而且能解决铜线所不能及的通信远距离难题，它能在点对多点通信下同时满足多个用户的带宽需求，还可大大减少末端线缆和机房数量，为运营商构建了一个高效低运维成本的宽带网络。
2、PON 技术发展历程
无源光网络（PON）技术起源于20 世纪90 年代，是一种点到多点的光纤接入技术，它由局侧的OLT（光线路终端）、用户侧的ONU（光网络单元）以及ODN（光分配网络）组成。在出现至今的近二十年发展史上，PON已形成了窄带PON、APON/BPON（ATMPON/宽带PON）、EPON（以太网PON）和GPON（吉比特PON）等一系列概念、技术、规范及产品序列。但由于价格昂贵、缺乏业务应用驱动力和网络建设难度大等原因，直到最近几年才在全球范围内得到了真正应用。
3、影响PON 技术应用发展的因素
网络建设费用高和有力的业务需求缺乏两个方面成为PON技术无法取得实质性发展的两个主要原因。
（1）网络建设费用昂贵。光纤可到达位置的远近距离不同，则成本差别较大。设备成本、线路设施和配套设施、工程施工三部分成本共同构成了利用PON技术建设FTTX网络的成本。
（2）有力的业务需求较为缺乏。目前PON依然未能向市场提供可满足大多数用户需求的大规模应用，高带宽大覆盖范围的技术优势尚未得到有效发挥和充分展示，提供的主要业务类型仍然和DSL 类似，无太大的市场竞争力。
二、PON技术应用前景分析
从PON的技术特征分析发现，采用PON技术可节省主干光纤资源和减少网络层次，在远距离传输条件下可提供双向高带宽能力，接入业务种类丰富。
从产品本身优势分析可知，作为光纤接入领域最引人注目的技术和一种点对多点的技术方案与产品，PON设计与实际应用更能接近用户需求，更显人性化，从而更充分地发挥其独特优势。在网络时代高速发展的今天，PON大规模市场成功的真正希望无疑在于光纤向用户不断延伸，始终向高带宽、高可靠性、低成本的FTTX应用模式方向发展。
三、PON技术的组网及优化应用
1、PON组网结构
一个典型的PON系统由OLT、ONU、ODN组成。OLT放在中心机房，ONU为用户端设备。ODN是光配线网，主要由一个或数个分光器来连接OLT和ONU，它的功能是分发下行数据并集中上行数据。OLT既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台，提供面向无源光纤网络的光纤接口。OLT除了提供网络集中和接入的功能外，还可以针对用户的QoS/SLA的不同要求进行带宽分配、网络安全和管理配置。分光器是一个简单设备，它不需要电源，可以置于全天候的环境中，一般一个分光器的分线率为2、4、8、16和32，并可以多级连接。
2、光接入网的几种应用类型
光纤接入网（0AN）是采用光纤传输技术的接入网，即本地交换局和用户之间全部或部分采用光纤传输的通信系统。光纤接入网又可划分为无源光网络[PON）和有源光网络（AON），相比这两种光网络，从成本上看，无源光网络发展将会更快些。按照ONU在光接入网中所处的具体位置不同，可以将OAN划分为几种基本不同的应用类型：
（1）FTTH模式：光分路器一般设置于配线光交（别墅区用户）、楼道光缆分纤箱（小区用户）。
（2）FTTB模式：光分路器一般设置于DP点，如配线光交、光缆分纤箱、小区交接间等；若是主干光交直带区域，光分路器也可设置于主干光交中。
PON也可以用作楼道交换机或DSLAM的汇聚上联手段，实现FTTB应用。基于PON技术的FTTB应用主要包括PON+LAN和PON+DSLAM方式。在这种应用中，OLT放在局端，分光器放在小区边缘或机房，ONU放在小区机房或楼道，LAN交换机或DSLAM通过ONU进行汇聚。
（3）FTTO模式：光分路器一般设置于主干光交（工业区）、大楼光缆分纤箱或大楼交接间（商业楼宇）。
目前，运营商主要采用MSTP+LAN方式构建商业楼宇宽带接入网，辅以PDH接入TDM业务。这种方案可以满足现有业务的接入需求，但存在不少问题：（1）需在大楼设置机房并配置MSTP设备，业务接入和维护成本较高。（2）MSTP在环状拓扑下工作良好，但在拓扑呈树型/链型的情况下，中间设备掉电或死机会造成所有下挂设备的业务失效。（3）加入新的MSTP节点需要破环割接，否则，只能以支路方式接入现有MSTP设备，网络部署不灵活。（4）在业务量较小的楼宇设置机房和MSTP设备，经济性差。
PON的FTTO应用可以很好地解决以上问题。（1）只需在附近具备条件的接入机房或者汇聚机房设置OLT设备，ONU设备放置在用户端，无源光分配器放置在室外或室内（可以采用挂壁式安装）即可。由于不需要建设机房，因此降低了初期投资和后期运维成本。（2）多栋楼宇的各种客户通过PON连接起来，构成一个树型/星型的宽带接入网，所有用户共享GE/2.5G的带宽，而且某个用户的故障不会影响其他用户的正常使用。（3）分光器是无源设备，故障率低，可以有效解决MSTP的树型/链型网络拓扑可靠性差的问题。（4）只需要增加新的分光器即可扩容，无需破环割接，部署方便。（5）在业务接入方面，数据业务（用户上网、MPLS VPN、以太网专线、NGN电话业务）通过ONU以太网口接入，ONU上行通过OLT设备的FE/GE上联口连接至汇聚点业务路由器，TDM业务通过ONU E1接口接入。
GPON技术具有全业务、高带宽等特性，因此能够对FTTO应用模式提供良好支持。EPON也在TDM业务支持方面做了大量工作，并推出不少商用产品，因此在目前GPON产品少、价格高的情况下，是实现FTTO的一个替代方案。
四、结束语
综上所述，PON技术作为一种适用的光缆接人技术，可以自行单独应用组网，可以在局端与远端间分别设立设备通过PON系统用于多种场合中，在接入网技术宽带化、IP化的今天，可以说PON技术必将发挥越来越大的主要作用。
参考文献：
[1]吴锦瑚.现阶段PON 技术部署策略探讨[J].通信世界，2006，43
[2]万洪丹.吉比特无源光网络（GPON）和光网络终端（ONT）关键技术研究[D].南京理工大学，2007
[3]张进明.PON技术现状及应用发展趋势探讨[J].广东科技，2009，9
[关键词]：PON网络 发展前景 组网
中图分类号：F224.33 文献标识码：F 文章编号：1009-914X（2012）10- 0260–01
随着互联网的快速发展，推动了诸如网络电视（IPTV）、在线游戏、视频会议等等高带宽业务不断涌现，人们对网络宽带的需求与依赖将会日益明显。
一、PON 技术概述
1、PON的概念及特点
PON（Passive Optical Network，無源光网络）是指ODN（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，无需高成本的有源电子设备。PON包括ATM-PON（APON，即基于ATM的无源光网络）和Ethernet-PON（EPON，基于以太网的无源光网络）两种。
PON采用无源光器件且共享光纤作为传输介质，不仅能提供较大的带宽潜力，而且能解决铜线所不能及的通信远距离难题，它能在点对多点通信下同时满足多个用户的带宽需求，还可大大减少末端线缆和机房数量，为运营商构建了一个高效低运维成本的宽带网络。
2、PON 技术发展历程
无源光网络（PON）技术起源于20 世纪90 年代，是一种点到多点的光纤接入技术，它由局侧的OLT（光线路终端）、用户侧的ONU（光网络单元）以及ODN（光分配网络）组成。在出现至今的近二十年发展史上，PON已形成了窄带PON、APON/BPON（ATMPON/宽带PON）、EPON（以太网PON）和GPON（吉比特PON）等一系列概念、技术、规范及产品序列。但由于价格昂贵、缺乏业务应用驱动力和网络建设难度大等原因，直到最近几年才在全球范围内得到了真正应用。
3、影响PON 技术应用发展的因素
网络建设费用高和有力的业务需求缺乏两个方面成为PON技术无法取得实质性发展的两个主要原因。
（1）网络建设费用昂贵。光纤可到达位置的远近距离不同，则成本差别较大。设备成本、线路设施和配套设施、工程施工三部分成本共同构成了利用PON技术建设FTTX网络的成本。
（2）有力的业务需求较为缺乏。目前PON依然未能向市场提供可满足大多数用户需求的大规模应用，高带宽大覆盖范围的技术优势尚未得到有效发挥和充分展示，提供的主要业务类型仍然和DSL 类似，无太大的市场竞争力。
二、PON技术应用前景分析
从PON的技术特征分析发现，采用PON技术可节省主干光纤资源和减少网络层次，在远距离传输条件下可提供双向高带宽能力，接入业务种类丰富。
从产品本身优势分析可知，作为光纤接入领域最引人注目的技术和一种点对多点的技术方案与产品，PON设计与实际应用更能接近用户需求，更显人性化，从而更充分地发挥其独特优势。在网络时代高速发展的今天，PON大规模市场成功的真正希望无疑在于光纤向用户不断延伸，始终向高带宽、高可靠性、低成本的FTTX应用模式方向发展。
三、PON技术的组网及优化应用
1、PON组网结构
一个典型的PON系统由OLT、ONU、ODN组成。OLT放在中心机房，ONU为用户端设备。ODN是光配线网，主要由一个或数个分光器来连接OLT和ONU，它的功能是分发下行数据并集中上行数据。OLT既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台，提供面向无源光纤网络的光纤接口。OLT除了提供网络集中和接入的功能外，还可以针对用户的QoS/SLA的不同要求进行带宽分配、网络安全和管理配置。分光器是一个简单设备，它不需要电源，可以置于全天候的环境中，一般一个分光器的分线率为2、4、8、16和32，并可以多级连接。
2、光接入网的几种应用类型
光纤接入网（0AN）是采用光纤传输技术的接入网，即本地交换局和用户之间全部或部分采用光纤传输的通信系统。光纤接入网又可划分为无源光网络[PON）和有源光网络（AON），相比这两种光网络，从成本上看，无源光网络发展将会更快些。按照ONU在光接入网中所处的具体位置不同，可以将OAN划分为几种基本不同的应用类型：
（1）FTTH模式：光分路器一般设置于配线光交（别墅区用户）、楼道光缆分纤箱（小区用户）。
（2）FTTB模式：光分路器一般设置于DP点，如配线光交、光缆分纤箱、小区交接间等；若是主干光交直带区域，光分路器也可设置于主干光交中。
PON也可以用作楼道交换机或DSLAM的汇聚上联手段，实现FTTB应用。基于PON技术的FTTB应用主要包括PON+LAN和PON+DSLAM方式。在这种应用中，OLT放在局端，分光器放在小区边缘或机房，ONU放在小区机房或楼道，LAN交换机或DSLAM通过ONU进行汇聚。
（3）FTTO模式：光分路器一般设置于主干光交（工业区）、大楼光缆分纤箱或大楼交接间（商业楼宇）。
目前，运营商主要采用MSTP+LAN方式构建商业楼宇宽带接入网，辅以PDH接入TDM业务。这种方案可以满足现有业务的接入需求，但存在不少问题：（1）需在大楼设置机房并配置MSTP设备，业务接入和维护成本较高。（2）MSTP在环状拓扑下工作良好，但在拓扑呈树型/链型的情况下，中间设备掉电或死机会造成所有下挂设备的业务失效。（3）加入新的MSTP节点需要破环割接，否则，只能以支路方式接入现有MSTP设备，网络部署不灵活。（4）在业务量较小的楼宇设置机房和MSTP设备，经济性差。
PON的FTTO应用可以很好地解决以上问题。（1）只需在附近具备条件的接入机房或者汇聚机房设置OLT设备，ONU设备放置在用户端，无源光分配器放置在室外或室内（可以采用挂壁式安装）即可。由于不需要建设机房，因此降低了初期投资和后期运维成本。（2）多栋楼宇的各种客户通过PON连接起来，构成一个树型/星型的宽带接入网，所有用户共享GE/2.5G的带宽，而且某个用户的故障不会影响其他用户的正常使用。（3）分光器是无源设备，故障率低，可以有效解决MSTP的树型/链型网络拓扑可靠性差的问题。（4）只需要增加新的分光器即可扩容，无需破环割接，部署方便。（5）在业务接入方面，数据业务（用户上网、MPLS VPN、以太网专线、NGN电话业务）通过ONU以太网口接入，ONU上行通过OLT设备的FE/GE上联口连接至汇聚点业务路由器，TDM业务通过ONU E1接口接入。
GPON技术具有全业务、高带宽等特性，因此能够对FTTO应用模式提供良好支持。EPON也在TDM业务支持方面做了大量工作，并推出不少商用产品，因此在目前GPON产品少、价格高的情况下，是实现FTTO的一个替代方案。
四、结束语
综上所述，PON技术作为一种适用的光缆接人技术，可以自行单独应用组网，可以在局端与远端间分别设立设备通过PON系统用于多种场合中，在接入网技术宽带化、IP化的今天，可以说PON技术必将发挥越来越大的主要作用。
参考文献：
[1]吴锦瑚.现阶段PON 技术部署策略探讨[J].通信世界，2006，43
[2]万洪丹.吉比特无源光网络（GPON）和光网络终端（ONT）关键技术研究[D].南京理工大学，2007
[3]张进明.PON技术现状及应用发展趋势探讨[J].广东科技，2009，9