文章目录
1、 简单了解
| 缩写 | 全拼 | 中文解释 | 作用或原理 |
|---|---|---|---|
| OLT | optical line terminal | 光线路终端，管理多个终端设备(ONU).也即是外网入口与内网出入口的一个设备。 | 为光接入网提供网络侧接口并经一个或多个ODN与用户侧的ONU通信，OLT与ONU的关系为主从通信关系。 |
| ODN | optical distribution network | 光配线网，俗称分光器。一个干线的光路信号分发到多个终端(ONU)上的设备。 | 为OLT与ONU间提供光传输手段，主要功能是完成光信号功率的分配任务。ODN是由无源光元件(如光纤光缆、光连接器和光分路器等)组成的纯无源的光配线网。 |
| ONU | optical network unit | 光网络单元，即上面所说的终端设备； 一般可理解为家庭用路由器或交换机，和现在普通的双绞线网络中使用的设备的主要区别是多了一个光网络口。 | 为光接入网提供远端的用户侧接口，处于ODN的用户侧。 |
补充：
1.1 OLT（光线路终端）:
OLT是无源光网络的起点，它通过以太网电缆连接到核心交换机。
OLT 的主要功能是为 PON 网络转换、帧和传输信号，并协调光网络终端复用以共享上行传输。
OLT设备一般包含机架、CSM（Control and Switch Module）、ELM（EPON Link Module，PON卡）、冗余保护-48V直流电源模块或1个110/220V交流电源模块、风扇。
在这些部分中，PON卡和电源支持热插拔，同时内置另一个模块，OLT 有两个浮动方向：上游（从用户那里分配不同类型的数据和语音流量）和下游（获取数据、语音等）。
1.2 ODN（分光器）：
ODN 是 PON 系统的组成部分，为 ONU 到 20 公里或更远距离的 OLT 的物理连接提供光传输介质。
在 ODN 内，光缆、光纤连接器、无源光分路器和辅助组件相互协作。
ODN具体分为馈线光纤、光分配点、分配光纤、光接入点和引入光纤五段。
馈线光纤从光配线架开始（ODF）在中心局电信机房，终止于光分配点，用于远距离覆盖。
从光分配点到光接入点的分配光纤为其旁边的区域分配光纤，引入光纤将光接入点连接到终端（ONT），实现光纤入户，此外，ODN是PON数据传输必不可少的路径，其质量直接影响PON系统的性能、可靠性和可扩展性。
1.3 ONU（光网络单元）
光网络终端（ONT）
ONU 将通过光纤传输的光信号转换为电信号。然后将这些电信号发送给各个订户。
通常，ONU 和最终用户的住所之间有一段距离或其他接入网络，此外，ONU 可以发送、聚合和整理来自客户的不同类型的数据，并将其向上发送到 OLT。
整理是优化和重组数据流的过程，以便更有效地交付，OLT 支持带宽分配，允许平滑地将数据浮动传输到 OLT，这些数据通常以突发的形式从客户到达，ONU 可以通过多种方式和电缆类型连接，如双绞铜线、同轴电缆、光纤或通过 Wi-Fi。
最终用户设备也可以称为光网络终端 (ONT)，其实ONT本质上和ONU是一样的，ONT 是 ITU-T 术语，而 ONU 是 IEEE 术语，属于不同的标准体，都是指GEPON系统中的用户侧设备，但在实践中，ONT和ONU根据它们的位置有一点区别。
2、OAN(光纤接入网)
**定义：**OAN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。
2.1 分类
运营商在国家战略的指引下，大力推动宽带接入网络从DSL向FTTx演进，光纤到户已成为主要的宽带接入技术。光进铜退是指以PON(Passive Optical Network,无源网络)方式接入，代替原来的大量使用铜线的传输介质，具有成本低、上下行速率高、千兆带宽的优点。
按照ONU在光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)光纤到交接箱(FTTCab)
2)光纤到路边(FTTCub)
3)光纤到大楼(FTTB)
4)光纤到家(FTTH)和光纤到办公室(FTTO)
2.2 PON（Passive Optical Network，无源光网络）
定义：PON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。
PON是一种采用点到多点（P2MP）结构的单纤双向光接入网络。PON系统由局端的光线路终端（OLT）、光分配网络（ODN）和用户侧的光网络单元（ONU）组成，为单纤双向系统。
无源光网络使用单根光纤传输多用户的信号，无源光分路器（Splitter）则用来分离不同用户的信号。无源是指从CO局端到用户端的传输设备不需要电源，当然就不会需要大量设备也减少设备的维护成本。PON网络的优点是消除了户外的有源设备，所有的信号处理功能均在交换机和用户宅内设备完成，造价低，无须另设机房，维护容易。
多模光纤：多条不同角度入射击的光线在同一条光纤中传输。（适合近距离）
单模光纤：光纤直径减少到一范围，使光线一直向前传输而不产生多次反射。（传播性好）
2.3 PON的基本结构
AN接入点设备：
OLT(Optical Line Terminal，光线路终端)
ODN(Optical Distribution Network，光分配网，分光器)
ONU(Optical Network Unit，光线路单元)
POS(Passive Optical Splitter，无源光分光器)
PON是一种采用点到多点（P2MP）结构的单纤双向光接入网络。PON系统由局端的光线路终端（OLT）、光分配网络（ODN）和用户侧的光网络单元（ONU）组成，为单纤双向系统。
在下行方向（OLT到ONU），OLT发送的信号通过ODN到达各个ONU。
在上行方向（ONU到OLT），ONU发送的信号只会到达OLT，而不会到达其他ONU。
2.4 光线路终端（OLT）
光线路终端（OLT）的作用是提供业务网络与ODN之间的光接口，传递各种业务，OLT提供面向无源光纤网络的光纤接口(PON接口)。提供供电、维护管理功能。目前国内正在原来1Gbps基础上，进行升级改造成10Gbps带宽的以太接口，支持WDM(Wavelength Division Multiplexing，波分复用)传输。ONU数量越多，需要的OLT发射功率越大。
无源光网络支持语音，数据，视频不同类型数据传输，真正做到三网合一。
PON采用WDM（密集波分复用）技术，实现单纤双向传输。
为分离一根光纤上行下行多用户传输的用户信号，使用两种复用技术：
- 下行数据流采用广播技术；
- 上行数据流采用TDMA技术。
OLT设备：
2.5 光分配网（ODN）
ODN是OLT与ONU之间提供光传输手段，其主要功能是完成OLT与ONU之间的信息传输和分发作用，建立ONU与OLT之间的端到端的信息传送通道。
ODN的配置通常为点到多点方式，即多个ONU通过一个ODN与一个OLT相连，这样，多个ONU可以共享OLT到ODN之间的光传输媒质和OLT的光电设备。
光纤的传输距离可以大致20km,在长距离传输的光分配网（ODN），不需要供电的电子设备，成本上比较原使用铜线介质时的传输设备少很多，光纤也比铜线便宜。并且光纤受电磁干扰和雷电影响小，保证了数据传输的安全。
2.6 无源光分光器（POS）
PON采用点到多点(P2MP)拓扑，在光分配网（ODN）中从OLT到将光信号分发到下行通道的多个ONU上，而上行通道是将多个ONU的数据集中耦合到一根光纤上。
功能:分发下行数据并集中上行数据。POS各输出端口的输出功率比值被称为分光比，常用的POS分光比1：2、1：4、1：8、1：16、1：32、1：64、1：128。当1：2时功率平均分配为50：50，非平均分配可以设置为40：60、25：75等多种类型，1：2光衰3db、1：4光衰6db、1：8光衰9db、1：16光衰12db。
在实际运用中多采用，第一层1：2，第二层1：16；第一层1：4，第二层1：8。这两种方式。
2.7 光线路单元（ONU）
ONU用于连接用户的网络设备，按照业务按接入类型的不同，ONU设备也不一样，作用都是将光信号转换到电信号。上联接口为光接口，用户端为以太网接口(FE/GE),提供1Gbps(每秒1G比特)或100Mbps以太网接口,还有POTS接口(RJ11)、CATV接口。
上联接口
1个GEPON接口: SC/PC接头
用户接口
4个10/100FE接口，RJ45接头
语音接口
2个语音接口，语音处理模块负责语音处理。
光纤到楼FTTB建网模式、光纤到办公室FTTO模式，所使用设备：
上联接口：1个EPON上联口（SC/PC）
线路端: 1.25Gb/s对称（上下行）
用户接口：插板式结构灵活调整端口。
10/100 BASE-T接口，最大可提供24路；
E1/T1接口，最大可提供16路；
VOIP语音接口，最大可提供32路
3、PON的发展历程
1983年，英国电信集团的研究实验室BTRL最先发明了PON技术。
1988年，BTRL提出TPON(Telephony Passive Optical Network)。
1995年,全业务接入联盟(Full Service Access Network,FSAN)以国际研究组形式共同研究了全业务接入网技术。
1996年，由FASN和ITU联合提出第一个PON国际标准，标准代号为ITU-T G.982。对应的国家标准是YD/T 1077-2000。
1997年，ITU-T提出以ATM为基础的APON(ATM Passive Optical Network)标准ITU-T G.983.1。上下行速率均为155Mbps。
2001年，标准ITU-T G.983.x，上行速率为155Mbps，下行速率为622Mbps的不对称传输系统。BPON(Broadband Passive Optical Network)标准。对应的国家标准是YD/T 1090-2000。
2003年，根据提出的GPON(千兆无源光网络)概念，完成标准ITU-T G.984.1、ITU-T G.984.2。
2004年，完成标准ITU-T G.984.3，形成GPON标准族。
2004年，正式发布EPON(以太网无源光网络)技术标准IEEE802.ah。对应的国家标准是YD/T 1475-2006。EPON可以支持1.25Gbps对称速率。
2009年，10G EPON的标准颁布，标准为IEEE 802.3av。
2010年,10G GPON的ITU-T G.987.3标准发布。
3.1 PON技术对比
目前我国接入网设备中GPON和EPON并存，GPON技术制式的设备较多，未来10G PON的部署需要考虑与已有GPON和EPON设备的共存以及异厂商设备的互通。
| PON类型 | 带宽 | 标准 | 发展趋势 |
|---|---|---|---|
| EPON | 1.25G/1.25G对称速率 | IEEE802.ah | 目前主流 |
| 10G EPON | 10.3125G/10.3125G对称速率,非对称10G速率下行和1G速率上行 | IEEE 802.3av | 国内自2019年开始电信大力发展 |
| GPON | 2.488G/1.244G非对称速率 | ITU-T G.984 | 国内移动、联通大量使用，技术复杂 |
| 10G GPON | 9.953G/2.48832G非对称速率 | ITU-T G.987 | 国内移动部署正10G GPON-双频WiFi6 |
4、PON单纤双向传输机制
PON采用WDM（密集波分复用）技术，实现单纤双向传输。
为分离一根光纤上行下行多用户传输的用户信号，使用两种复用技术：
- 下行数据流采用广播技术；
- 上行数据流采用TDMA技术。
5、PON技术优点
5.1、带宽高
DSL铜线理论接入速率达十几兆级别。
PON技术在用户侧的ONU上动态分配带宽可以达到千兆级别。
5.2、覆盖范围广
DSL技术传输距离1~5km.
PON技术传输距离可以达到10~20Km。
EPON技术标准在1：32分光比下有10Km和20Km两种传输规格，在分光比更小的情况下，则可以传输更远。
5.3、可靠性高
普通交换机只能通过级联交换机延长传输距离，有源设备都是潜在的故障点，有源设备的增加会导致网络故障风险增大，降低网络的可靠性。
在PON网络中除了OLT，几乎没有有源器件 ，无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备和维护人员，大大降低故障的概率和维护成本。
5.4、节省资源
P2MP (点到多点)技术节省网络建设和维护的资源。业务按接入类型分三种不同的光纤接入方式：
光纤入户FTTH建网模式，每个用户独享一套ONT，主要应用于高端新建小区或者别墅区，实现家庭综合通讯业务接入，该种模式的建网成本较高。
光纤到楼FTTB建网模式，多个宽带用户共享一套ONU，主要应用于新建小区场合，提供语音、数据、IPTV业务接入，该种模式满足高带宽业务接入要求，节省纤芯和上行数据端口资源，建网成本较FTTH模式低。末端采用五类网线，铜线接入距离在100米以内，一般ONU设备放在楼道内。
光纤到办公室FTTO建网模式，单个或者多个宽带用户共享一套ONU，用于各种类型的OFFICE。该种方式和传统的光电转换或者PDH设备相比，在业务提供能力、节省主干光纤等方面具有较大的优势。
6、PON拓扑结构
6.1 树型
6.2 总线型
6.3、光纤保护树型
6.4 全保护树型
6.5、全保护总线型
