【文章內(nèi)容簡介】 是一種較好的選擇。本文主要介紹FTTH的實現(xiàn)方案。 PON和AON從系統(tǒng)配置上可以將OAN分為無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）和有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）。 無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）是指在OLT和ONU之間沒有任何有源的設(shè)備而只使用光纖等無源器件。PON對各種業(yè)務(wù)透明，易于升級擴容，便于維護管理等優(yōu)點備受業(yè)界關(guān)注。從最初的基于ATM的PON技術(shù)，到基于Ethernet的EPON技術(shù)和GPON技術(shù)，每一次PON標準的提出都促進了接入網(wǎng)的迅猛發(fā)展和新業(yè)務(wù)的支撐，更有效支持包括諸如話音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)、電子商務(wù)、遠程教育和遠程醫(yī)療等增值業(yè)務(wù)。有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）中，用有源設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（SDH環(huán)網(wǎng)）的光遠程終端ODT代替無源光網(wǎng)絡(luò)中的ODN，傳輸距離和容量大大增加，易于擴展帶寬，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和運行的靈活性大，不足的是有源設(shè)備需要機房、供電和維護等輔助設(shè)施。PON中的ODN部分僅由光分路器、光纜等無源器件組成，因此PON具有極高的可靠性，同時對環(huán)境的依賴程度小，是光接入網(wǎng)中最為看好的技術(shù)?？紤]到實際用戶環(huán)境的復(fù)雜性，PON的結(jié)構(gòu)也具有多種形式，一般來說星型、樹型和總線型結(jié)構(gòu)都可以使用，但是考慮到FTTH等最終實現(xiàn)形式，采用點到多點的星型結(jié)構(gòu)是比較合適的。 有源光接入網(wǎng)（AON）中的ODN由包括PDH或SDH的有源節(jié)點設(shè)備構(gòu)成。AON的本質(zhì)是一個點對多點的光纖傳輸系統(tǒng)，主要適用于大客戶環(huán)境。根據(jù)復(fù)用體質(zhì)的不同，又可以分為基于PDH的AON和基于SDH的AON，期中后者目前應(yīng)用較多，再次主要簡單介紹基于SDH的AON：SDH技術(shù)已經(jīng)在核心網(wǎng)絡(luò)和城域網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛的應(yīng)用，在接入網(wǎng)環(huán)境中使用SDH有源接入可以實現(xiàn)與城域網(wǎng)的無縫互連，因此是目前應(yīng)用較多的一種形式。但是在干線系統(tǒng)中使用的SDH設(shè)備并不能在接入環(huán)境中使用，還必須解決小型化、低成本以及安裝和維護等問題。考慮到SDH體制在現(xiàn)在有的干線網(wǎng)絡(luò)中占有絕大多數(shù)的份額，因此接入側(cè)選用SDH的AON具有一定的優(yōu)勢。但是必須注意到的是，接入側(cè)的業(yè)務(wù)類型越來越多的是基于IP類業(yè)務(wù)和應(yīng)用，包括各種Ethernet業(yè)務(wù)，而面向電路連接的SDH對IP業(yè)務(wù)的承載存在一定的缺陷，需要采用一些特殊的適配技術(shù)才能高效率的承載IP業(yè)務(wù)。同時從維護角度出發(fā)，在接入網(wǎng)中存在大量的有源節(jié)點，不僅對于供電等保障要求較高，也使得應(yīng)用上存在一定的局限性?；赟DH的AON對于像政府、金融的租用線業(yè)務(wù)較為適宜，接入網(wǎng)技術(shù)向多元化演進這是接入網(wǎng)市場長期格局，但從長遠來看光接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢是無源化。
3 FTTH的實現(xiàn)方式和關(guān)鍵技術(shù) 基于Ethernet的無源光接入網(wǎng)基于Ethernet的無源光接入網(wǎng)（EPON）是由國際電氣電子工程師協(xié)會IEEE提出并標準化的。IEEE的第一英里以太網(wǎng)EFM（Ethernet in the Mile Study）工作組于2002年7月制定了EPON草案。EPON是幾種最佳的技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的結(jié)合。EPON采用點到多點結(jié)構(gòu)，無源光纖傳輸方式，在以太網(wǎng)上提供多種業(yè)務(wù)。目前，IP／Ethernet應(yīng)用占到整個局域網(wǎng)通信的95％以上，EPON由于使用上述經(jīng)濟而高效的結(jié)構(gòu)，從而成為連接接入網(wǎng)最終用戶的一種最有效的通信方法。10Gbit／s以太主干和城域環(huán)的出現(xiàn)也將使EPON成為未來全光網(wǎng)中雖佳的最后一公里的解決方案。在一個EPON中，不需任何復(fù)雜的協(xié)議，光信號就能準確地傳送到最終用戶，來自最終用戶的數(shù)據(jù)也能被集中傳送到中心網(wǎng)絡(luò)。在物理層，EPON使用1000BASE的以太PHY，同時在PON的傳輸機制上，通過新增加的MAC控制命令來控制和優(yōu)化各光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)與光線路終端(0LT)之間突發(fā)性數(shù)據(jù)通信和實時的TDM通信，在協(xié)議的第二層，EPON采用成熟的全雙工以太技術(shù)，使用TDM，由于ONU在自己的時隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)報，因此沒有碰撞，不需CDMA／CD，從而充分利用帶寬。另外，EPON通過在MAC層中實現(xiàn)802．1p來提供與APON類似的QOS。 EPON的上行接入技術(shù)EPON上行接入技術(shù)可以使用時分多址復(fù)用（TDMA）、波分多址復(fù)用（WDMA）、碼分多址復(fù)用（CDMA）等方式。碼分復(fù)用的缺點有：信道間的干擾由ONU的數(shù)量決定；但如果開發(fā)出便宜的、適用于WDMA方式接入網(wǎng)的光發(fā)射和光接收器件，使用WDMA是發(fā)展的趨勢。時分復(fù)用具有N個ONU只需要一個OLT轉(zhuǎn)發(fā)器和極少的波長等優(yōu)點，但十分復(fù)用還是需要高速電子器件。綜合以上考慮，現(xiàn)在一般都是采用時分復(fù)用多址接入方式，波分復(fù)用多址接入方式從長遠來看也具有較大的競爭力。為了保證上行帶寬的動態(tài)分配能力，EPON還提出了輪詢機制等對時分多址接入進行補充。 EPON的安全機制 對于普通用戶，即對信息的加密與否無所謂的用戶，安全性問題并不突出，但EPON的發(fā)展目標是全業(yè)務(wù)匯聚網(wǎng)。在實際的應(yīng)用中，對于那些通過接入網(wǎng)與廣域網(wǎng)相連，并通過接入網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)與異地用戶進行通信的用戶，若還只是用擾碼加密這樣的保密措施來對通信進行簡易的加密將是非常不可靠的。在加密領(lǐng)域里，人們已經(jīng)做了大量的研究實踐，有很多研究成果已經(jīng)商用化。在接入網(wǎng)中完全可以借用這些加密措施，提高接入網(wǎng)的安全性。不過采用這些方法勢必將在各用戶終端配置額外的加密設(shè)備，這不但增加了網(wǎng)絡(luò)廣利的復(fù)雜程度，使網(wǎng)絡(luò)管理的成本上升，而且會導(dǎo)致用戶的成本增加。因此，加密機制需要滿足可靠性和成本之間的平衡。 千兆比特兼容的無源光接入網(wǎng) GPON的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與標準協(xié)議鑒于EPON和APON/BPON的各自優(yōu)劣，許多國際標準化組織都投入了大量精力試圖提出一種兼具雙方優(yōu)點的方案。ITUT在APON基礎(chǔ)上，提出了千兆比特兼容的無源光接入網(wǎng)（GPON）。GPON的主要設(shè)想是在PON上傳送多業(yè)務(wù)時保證高比特率和高效率。由于GPON一開始就自下而上的重新考慮了PON的應(yīng)用和要求，不在基于早先的APON標準，因此為新的方案奠定了基礎(chǔ)。它一方面保留了與PON不是直接相關(guān)的許多功能，如OAM消息、DBA等；另一方面GPON則基于完全新的傳輸會聚（TC）層。GPON采用的是一個以幀為基礎(chǔ)的協(xié)議，用通用程序（GFP）作業(yè)務(wù)映射。 GPON的總體目標包括：幀結(jié)構(gòu)可以從622Mbit/，并支持不對稱比特率；對任何業(yè)務(wù)都保證高帶寬利用率和高效率；把任何業(yè)務(wù)（TDM和分組）都通過GFP裝入125μs的幀中；對純TDM業(yè)務(wù)做高效率的無開銷傳送；通過帶寬指示器為每一ONT動態(tài)分配上行帶寬。GPON網(wǎng)絡(luò)基本性能參數(shù)（數(shù)據(jù)來自：中國聯(lián)通培訓教材）上行速率（Gbps）下行速率（Gbps） Gbit/s， Gbit/s是目前支持的主要速率，可升級到10G GPON。最大邏輯距離60km最大物理傳輸距離20km最大差分距離20km最大分離器比1：128GPON的數(shù)據(jù)復(fù)用方式：GPON實現(xiàn)單纖雙向傳輸，系統(tǒng)采用WDM技術(shù)。為了分離同一根光纖上多個用戶的信號，下行數(shù)據(jù)流采用廣播技術(shù)，上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術(shù)。其中： 廣播方式：GPON的下行幀長為固定的125μs，下行為廣播方式，所有的ONU都能收到相同的數(shù)據(jù)，但是通過GEM PORTID來區(qū)分不同的ONU的數(shù)據(jù)，ONU通過過濾來接手屬于自己的數(shù)據(jù)。 TDMA方式：GPON的上行是通過TDMA（時分復(fù)用）的方式傳輸數(shù)據(jù)，上行鏈路被分成不同的時隙，根據(jù)下行幀的upstream bandwidth map字段來給每個ONU分配上行時隙。GPON的標準協(xié)議： ITUT （GPON網(wǎng)絡(luò)參數(shù)說明） ITUT （PMD層規(guī)格要求， 求，物理層開銷分配） ITUT （GPON TC層規(guī)格要求，GTC幀結(jié)構(gòu)介紹，ONU注冊激活流程，告警和性能） ITUT （OMCI消息結(jié)構(gòu)介紹，OMCI設(shè)備管理框架，OMCI實現(xiàn)原理簡述） ITUT （GPON波長規(guī)劃） ITUT （GPON傳輸距離延長方案） GPON的關(guān)鍵技術(shù) 光接入網(wǎng)的環(huán)境是典型的點到多點方式，各個ONU和OLT的距離都不一樣，光信號在光纖上的傳輸時間不一樣，到達ONU的時刻不一樣，為了防止各個ONU鎖發(fā)送的上行信號發(fā)生沖突，OLT需要一套測距功能，以保證不同物理距離的ONU與OLT之間的“邏輯距離”相等，即傳輸延遲一致，以避免碰撞和沖突的出現(xiàn)。 PON上行傳輸采用TDMA方式接入，一個OLT可以接多個ONU。ONU至OLT之間的距