无源光网络的数字化应用

岳红岩

摘要：简要介绍了无源光网络(PON)系统的构成及优点，重点对PON技术的应用场景进行了分析并推荐了解决方案，最后介绍了PON发展的趋势。

关键词：无源光网络(PON)技术的应用

0引言

随着我国经济的迅速发展，高带宽的消耗业务逐步涌现，带宽提速成为迫切需求。为了满足用户的需求，各种新技术不断涌现，在各种宽带接入技术中，无源光网络以其容量大、传输距离长、较低成本、全业务支持等优势成为热门技术。

1无源光网络(PON)系统的构成及优点

典型的PON系统由局侧OLT(光线路终端)、用户侧ONU(光网络单元)以及ODN(光分配网络)组成，“无源”是指ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光纤和光分路器(Splitter)等无源光器件组成，如图所示。

PON技术包括APON/BPON、EPON、GPON技术，支持更高速率的10GEPON、NG-PON、WDM-PON目前正处于研究和标准化过程中。OLT位于根节点，通过单根光纤与ODN连接，然后ODN从主光纤分离出若干支路到各个大楼或业务终端设备上，一般来说一个OLT可以带32或者64个ONU终端。该方式可使多个用户共享从交换局到用户驻地这段相对昂贵的光纤链路，这段距离可以扩展到20km左右，因而也极大降低了光纤到楼(FTTB)和光纤到户(FT-TH)的使用成本。终端ONU直接提供给用户各种数据、语音、视频的接口。OLT和ONU之间可以灵活组建成树形、环形、总线形以及混合型网络结构。

无源光网络(PON)与其他接入方式相比优点体现在以下方面。

1.1技术先进：光纤接入网是最能适应未来发展的解决方案，特别是PON和其他现有技术，如ATM、Ethernet、WDM、GFP型结合而形成的各种X-PON技术已被证明是当前综合宽带接入中非常经济有效的方式。

1.2光纤接入：接入的媒介采用了光纤，接入带宽高。光纤的带宽高于铜线好几个数量级，此外，光纤接入网还有损耗低、频带宽、传输质量好、传输距离长、抗干扰能力强、网络可靠性高等优点。与铜缆网相比，PON可减少维护运行费用，并彻底避免了电磁干扰和雷电干扰。

1.3无源网络，由于采用PON技术，整个光分配网是无源的，无源光网络的体积小且设备简单，不仅免除了供电的一系列问题，而且可靠性比有源设备要高得多。

1.4干线光纤共享：接入网络中使用的是无源器件，共享干线光纤传输介质，整个光网络的费用较低。同时网络采用了单纤的方式，光纤部署数量大大减少，节约管道资源。

2无源光网络(PON)技术的应用

PON网络适用于多种应用场景，包括普通住宅区、高档住宅和别墅区、写字楼和科技园区、大学校园、网吧、视频监控点、农村等。在每种应用场景下，用户对业务和网络的需求不一样，因此应根据具体接入场景和已有网络资源情况选择经济可行的网络解决方案。

2.1普通住宅区：场景特点：①目前用户带宽需求一般，但IPTV、视频通信等高带宽业务的陆续出现使得带宽升级压力剧增；②对成本和资费敏感；③由于用户数量众多，因此维护压力大。业务特点：以互联网业务和POTS业务为主，且语音业务需求较大。

2.2高档住宅、别墅：场景特点：①目前用户带宽需求不高，但IPTV、视频通信等高带宽业务的陆续出现使得带宽升级压力剧增。②用户支付能力强。业务特点：以互联网业务和POTS业务为主。推荐解决方案：采用FTTH(PON)模式直接实现光纤到住宅。

2.3写字楼、科技园区：场景特点：①带宽需求一般相对较高(一般均超过2M，典型需求为10M甚至100M)；②对系统的可用性和维护质量要求较高；③一些工业园区的企业用户布局较为分散，需要较大的覆盖范围。业务特点以互联网业务为主，辅以E1专线业务或POTS业务。推荐解决方案：①对于写字楼和科技园区，建议首选FTTB(PON)+LAN方式提供。光纤到楼层，再利用楼内综合布线系统提供宽带业务。语音接入可以根据实际情况采用PON内置l-AD/AG方式或者外接AG方式提供。②在具备楼内光纤网络时，对于写字楼中的企业客户，建议直接采用FITO(PON)方式。语音业务通过内置IAD/AG方式提供。

2.4大学校园：场景特点：①覆盖区域广，用户数多；②对窄带需求较明显。业务特点；以语音业务和互联网业务为主。推荐解决方案：采用FRB(PON)+LAN方式，LAN部分应结合校园局域网建设。语音接入建议采用外接AG方式提供。

2.5网吧：场景特点：带宽需求大。业务特点：以互联网业务为主。推荐解决方案：采用FTTO(PON)方式，每个网吧均实现光缆覆盖。

2.6视频监控点：场景特点：①上行带宽需求较大，一般超过3Mbit/s；②对QOS和安全性要求较高；⑧主要应用于公共安防和行业应用，客户要求较高，对成本不很敏感；④终端设备数量大并且呈分散分布，对接入网络的扩展性要求高。业务特点：视频监控业务的回传数据。推荐解决方案：采用PON方式，监控摄像头通过FE接口直接连接至ONU。

2.7农村：场景特点：①长距离接入；②用户较分散；③设备运行环境差。业务特点：以POTS业务为主，有少量互联网业务。推荐解决方案：采用FFFV+DSL，光缆替代主干铜缆，缩短铜缆距离。可以采用光纤直驱DSLAM方式实现宽带，也可以根据情况采用PON方式提供宽带。对于中期宽带用户数量少于300户的行政村或自然村，优先选择PON方式。

3PON发展趋势

当今，光通信技术正在往单波长的大容量以及密集波分复用方向发展，作为下一代接入网中首选的PON技术也有朝着这两个方向发展的趋势。从长远的角度来看，1Gbits/p的传输速率远不能满足下一代光接入网，用户终端对业务和服务的需求随着互联网的持续快速发展，如视频会议、实时游戏、IPTV等高带宽应用不断涌现，尤其是HDTV、网真等视频业务，对网络接入带宽提出了更高的要求，也推动着新的PON技术层出不穷。

4结束语

随着高清视频、统一视讯、固定与移动融合(FMC)等热点业务和技术的发展，网络带宽需求激增，而最靠近终端用户的网络接八层将首先进入发展的新阶段。在现有应用的基础上发展的PON接入技术，在提供业务组合的同时，实现了高可靠性和高性能，已经成为了下一代光接入网的发展方向。

参考文献：

[1]陈雪.《无源光网络技术》北京邮电大学出版社2006.1

[2]克雷默.《基于以太网的无源光网络》.北京邮电大学出版社2007.5.