無源光網絡的數字化應用

摘要：簡要介紹了無源光網絡(PON)系統的構成及優點，重點對PON技術的應用場景進行了分析并推薦了解決方案，最后介紹了PON發展的趨勢。

關鍵詞：無源光網絡(PON) 技術的應用

0 引言

隨著我國經濟的迅速發展，高帶寬的消耗業務逐步涌現，帶寬提速成為迫切需求。為了滿足用戶的需求，各種新技術不斷涌現，在各種寬帶接入技術中，無源光網絡以其容量大、傳輸距離長、較低成本、全業務支持等優勢成為熱門技術。

1 無源光網絡(PON)系統的構成及優點

典型的PON系統由局側OLT(光線路終端)、用戶側ONU(光網絡單元)以及ODN(光分配網絡)組成，“無源”是指ODN中不含有任何有源電子器件及電子電源，全部由光纖和光分路器(Splitter)等無源光器件組成，如圖所示。

PON技術包括APON/BPON、EPON、GPON技術，支持更高速率的10GEPON、NG-PON、WDM-PON目前正處于研究和標準化過程中。OLT位于根節點，通過單根光纖與ODN連接，然后ODN從主光纖分離出若干支路到各個大樓或業務終端設備上，一般來說一個OLT可以帶32或者64個ONU終端。該方式可使多個用戶共享從交換局到用戶駐地這段相對昂貴的光纖鏈路，這段距離可以擴展到20km左右，因而也極大降低了光纖到樓(FTTB)和光纖到戶(FT-TH)的使用成本。終端ONU直接提供給用戶各種數據、語音、視頻的接口。OLT和ONU之間可以靈活組建成樹形、環形、總線形以及混合型網絡結構。

無源光網絡(PON)與其他接入方式相比優點體現在以下方面。

1.1技術先進：光纖接入網是最能適應未來發展的解決方案，特別是PON和其他現有技術，如ATM、Ethernet、WDM、GFP型結合而形成的各種X-PON技術已被證明是當前綜合寬帶接入中非常經濟有效的方式。

1.2光纖接入：接入的媒介采用了光纖，接入帶寬高。光纖的帶寬高于銅線好幾個數量級，此外，光纖接入網還有損耗低、頻帶寬、傳輸質量好、傳輸距離長、抗干擾能力強、網絡可靠性高等優點。與銅纜網相比，PON可減少維護運行費用，并徹底避免了電磁干擾和雷電干擾。

1.3無源網絡，由于采用PON技術，整個光分配網是無源的，無源光網絡的體積小且設備簡單，不僅免除了供電的一系列問題，而且可靠性比有源設備要高得多。

1.4干線光纖共享：接入網絡中使用的是無源器件，共享干線光纖傳輸介質，整個光網絡的費用較低。同時網絡采用了單纖的方式，光纖部署數量大大減少，節約管道資源。

2 無源光網絡(PON)技術的應用

PON網絡適用于多種應用場景，包括普通住宅區、高檔住宅和別墅區、寫字樓和科技園區、大學校園、網吧、視頻監控點、農村等。在每種應用場景下，用戶對業務和網絡的需求不一樣，因此應根據具體接入場景和已有網絡資源情況選擇經濟可行的網絡解決方案。

2.1普通住宅區：場景特點：①目前用戶帶寬需求一般，但IPTV、視頻通信等高帶寬業務的陸續出現使得帶寬升級壓力劇增；②對成本和資費敏感；③由于用戶數量眾多，因此維護壓力大。業務特點：以互聯網業務和POTS業務為主，且語音業務需求較大。

2.2高檔住宅、別墅：場景特點：①目前用戶帶寬需求不高，但IPTV、視頻通信等高帶寬業務的陸續出現使得帶寬升級壓力劇增。②用戶支付能力強。業務特點：以互聯網業務和POTS業務為主。推薦解決方案：采用FTTH(PON)模式直接實現光纖到住宅。

2.3寫字樓、科技園區：場景特點：①帶寬需求一般相對較高(一般均超過2M，典型需求為10M甚至100M)；②對系統的可用性和維護質量要求較高；③一些工業園區的企業用戶布局較為分散，需要較大的覆蓋范圍。業務特點以互聯網業務為主，輔以E1專線業務或POTS業務。推薦解決方案：①對于寫字樓和科技園區，建議首選FTTB(PON)+LAN方式提供。光纖到樓層，再利用樓內綜合布線系統提供寬帶業務。語音接入可以根據實際情況采用PON內置l-AD/AG方式或者外接AG方式提供。②在具備樓內光纖網絡時，對于寫字樓中的企業客戶，建議直接采用FITO(PON)方式。語音業務通過內置IAD/AG方式提供。

2.4大學校園：場景特點：①覆蓋區域廣，用戶數多；②對窄帶需求較明顯。業務特點；以語音業務和互聯網業務為主。推薦解決方案：采用FRB(PON)+LAN方式，LAN部分應結合校園局域網建設。語音接入建議采用外接AG方式提供。

2.5網吧：場景特點：帶寬需求大。業務特點：以互聯網業務為主。推薦解決方案：采用FTTO(PON)方式，每個網吧均實現光纜覆蓋。

2.6視頻監控點：場景特點：①上行帶寬需求較大，一般超過3Mbit/s；②對QOS和安全性要求較高；⑧主要應用于公共安防和行業應用，客戶要求較高，對成本不很敏感；④終端設備數量大并且呈分散分布，對接入網絡的擴展性要求高。業務特點：視頻監控業務的回傳數據。推薦解決方案：采用PON方式，監控攝像頭通過FE接口直接連接至ONU。

2.7農村：場景特點：①長距離接入；②用戶較分散；③設備運行環境差。業務特點：以POTS業務為主，有少量互聯網業務。推薦解決方案：采用FFFV+DSL，光纜替代主干銅纜，縮短銅纜距離。可以采用光纖直驅DSLAM方式實現寬帶，也可以根據情況采用PON方式提供寬帶。對于中期寬帶用戶數量少于300戶的行政村或自然村，優先選擇PON方式。

3 PON發展趨勢

當今，光通信技術正在往單波長的大容量以及密集波分復用方向發展，作為下一代接入網中首選的PON技術也有朝著這兩個方向發展的趨勢。從長遠的角度來看，1Gbits/p的傳輸速率遠不能滿足下一代光接入網，用戶終端對業務和服務的需求隨著互聯網的持續快速發展，如視頻會議、實時游戲、IPTV等高帶寬應用不斷涌現，尤其是HDTV、網真等視頻業務，對網絡接入帶寬提出了更高的要求，也推動著新的PON技術層出不窮。

4 結束語

隨著高清視頻、統一視訊、固定與移動融合(FMC)等熱點業務和技術的發展，網絡帶寬需求激增，而最靠近終端用戶的網絡接八層將首先進入發展的新階段。在現有應用的基礎上發展的PON接入技術，在提供業務組合的同時，實現了高可靠性和高性能，已經成為了下一代光接入網的發展方向。

參考文獻：

[1]陳雪.《無源光網絡技術》北京郵電大學出版社2006.1

[2]克雷默.《基于以太網的無源光網絡》.北京郵電大學出版社2007.5.