【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 是一種較好的選擇。本文主要介紹FTTH的實(shí)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(duì)各種業(yè)務(wù)透明，易于升級(jí)擴(kuò)容，便于維護(hù)管理等優(yōu)點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)的提出都促進(jìn)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(yuǎn)程教育和遠(yuǎn)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(yuǎn)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(kuò)展帶寬，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和運(yùn)行的靈活性大，不足的是有源設(shè)備需要機(jī)房、供電和維護(hù)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(shí)對(duì)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(shí)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(shí)現(xiàn)形式，采用點(diǎn)到多點(diǎn)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(diǎn)設(shè)備構(gòu)成。AON的本質(zhì)是一個(gè)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)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(jiǎn)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(shí)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(hù)等問題?？紤]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(shì)。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(duì)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(shí)從維護(hù)角度出發(fā)，在接入網(wǎng)中存在大量的有源節(jié)點(diǎn)，不僅對(duì)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(duì)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(jìn)這是接入網(wǎng)市場(chǎng)長(zhǎng)期格局，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看光接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)是無源化。
3 FTTH的實(shí)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(guó)際電氣電子工程師協(xié)會(huì)IEEE提出并標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)到多點(diǎn)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(gè)局域網(wǎng)通信的95％以上，EPON由于使用上述經(jīng)濟(jì)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(gè)EPON中，不需任何復(fù)雜的協(xié)議，光信號(hào)就能準(zhǔn)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(shí)在PON的傳輸機(jī)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(shí)時(shí)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(shí)隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)，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(shí)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(shí)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(diǎn)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(shì)。時(shí)分復(fù)用具有N個(gè)ONU只需要一個(gè)OLT轉(zhuǎn)發(fā)器和極少的波長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，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(shí)分復(fù)用多址接入方式，波分復(fù)用多址接入方式從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看也具有較大的競(jìng)爭(zhēng)力。為了保證上行帶寬的動(dòng)態(tài)分配能力，EPON還提出了輪詢機(jī)制等對(duì)時(shí)分多址接入進(jìn)行補(bǔ)充。 EPON的安全機(jī)制 對(duì)于普通用戶，即對(duì)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(biāo)是全業(yè)務(wù)匯聚網(wǎng)。在實(shí)際的應(yīng)用中，對(duì)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(jìn)行通信的用戶，若還只是用擾碼加密這樣的保密措施來對(duì)通信進(jìn)行簡(jiǎn)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(shí)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(shì)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(huì)導(dǎo)致用戶的成本增加。因此，加密機(jī)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(biāo)準(zhǔn)協(xié)議鑒于EPON和APON/BPON的各自優(yōu)劣，許多國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織都投入了大量精力試圖提出一種兼具雙方優(yōu)點(diǎn)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)，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(huì)聚（TC）層。GPON采用的是一個(gè)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(biāo)包括：幀結(jié)構(gòu)可以從622Mbit/，并支持不對(duì)稱比特率；對(duì)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(duì)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(dòng)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(guó)聯(lián)通培訓(xùn)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(jí)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(shí)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(gè)用戶的信號(hào)，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(zhǎng)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(shí)分復(fù)用）的方式傳輸數(shù)據(jù)，上行鏈路被分成不同的時(shí)隙，根據(jù)下行幀的upstream bandwidth map字段來給每個(gè)ONU分配上行時(shí)隙。GPON的標(biāo)準(zhǔn)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(cè)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(shí)現(xiàn)原理簡(jiǎn)述） ITUT （GPON波長(zhǎng)規(guī)劃） ITUT （GPON傳輸距離延長(zhǎng)方案） GPON的關(guān)鍵技術(shù) 光接入網(wǎng)的環(huán)境是典型的點(diǎn)到多點(diǎn)方式，各個(gè)ONU和OLT的距離都不一樣，光信號(hào)在光纖上的傳輸時(shí)間不一樣，到達(dá)ONU的時(shí)刻不一樣，為了防止各個(gè)ONU鎖發(fā)送的上行信號(hào)發(fā)生沖突，OLT需要一套測(cè)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(gè)OLT可以接多個(gè)ONU。ONU至OLT之間的距