PON技术在FTTH宽带接入中的应用探讨
PON技术在 FTTH宽带接入中的应用探讨
【摘要】：随着科技的进步，通信技术也得到了迅猛发展。而基于PON技术的FTTH光纤宽带接入已经得到了大规模建设普及，是当前宽带接入的最主流接入方式。因此，做好FTTH宽带接入的建设工作，对如今的通信宽带网络发展有着重要意义。本文以个人观点，就PON技术在FTTH宽带接入中的应用进行探讨，以供大家参考。
【关键词】：PON；FTTH；宽带；应用；
引言：
随着高清视频、多媒体、大数据文件、网络游戏等高带宽业务的出现，人们对接入带宽的需求进一步增加，以往以ADSL铜缆宽带接入方式已经很难满足人们对高带宽、双向传输能力以及安全性等方面的要求。在此情况下，采用PON技术的FTTH光缆宽带接入，以其独特的优势得到推广应用。
一、FTTH
FTTH又称光纤到户，即将光网络单元安装到家庭或企业用户当中，简化管线的维护与安装，提高信息传输速度的一种光纤接入形式。光纤到户的实现，需通过光纤接入来完成[1]。随着光纤宽带接入形式上的广义化，目前的F1TH宽带接入已不单纯指光纤到家庭，已经泛指FTTO、FTTD、FTTN、FTTF等接入形式。光纤宽带接入方式包括有源光接入（AON）与无源光接入（PON）两种形式，而无源光网络PON (EPON／GPON)技术是公认的实现FTTH宽带接入的最主流技术。FTTH涉及的技术很多，包括光器件、光传输系统、光纤光缆、安装、维护监控等方面，其中传输技术和设备是关键。FTTH光纤到户技术，在宽带、QOS保证等方面具有良好的性能，例如可扩展性能，其可以支持数据、语音、视频等多种承载业务。当前，FTTH技术广泛地被人们认可，其在宽带中的接入也进入到了新的大规模建设普及阶段。FTTH宽带工程建设中，包含主干光缆、配线光缆、用户光缆等，另外需要配置如室外光缆交接箱、机房内ODF架、分纤箱、分纤盒、接头盒、智能多媒体盒、光分路器、活动连接接头等配件。为保证FTTH技术可以更好的应用，采用科学合理的规划部署方案，可以有效节约地FTTH的光纤资源，降低成本，更好地为宽带用户服务。
二、PON技术
PON又称无源光纤网络，是一种点到多点的光纤接入技术，是FTTH光纤接入方式的主要组成部分。无源光络技术采用了点到多点拓扑结构，下行和上行分别通过TDM和TDMA方式传输数据。PON主要包括光线路终端设备OLT、用户端设备ONU／ONT(光网络单元，光网络终端 )和光分配网络ODN三大组成部分。所谓“无源”，是指ODN全部由无源光分路器和光纤等无源光器件组成，不包括任何有源器件，这样避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，简化了供电配置和网管复杂度，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本[2]。目前技术成熟度和商用化程度最高的是EPON技术和GPON技术。
三、PON 技术在FTTH中的应用情况
1、APON技术。APON是ATM与PON技术的结合，产生时间较早，网络拓扑结构以星形为主，通常采用双向传输方式实现数据以及信息的传输。双纤空分复用方式以及基于单纤波分复用方式是双向传输方式的两种主要表现形式。在APON下，数据的传输速度上行可达155 Mbit/s，下行可达622 Mbit/s 或155 Mbit/s。在传输距离方向，APON传输最大距离可达到20km。但该种技术在实现FTTH时，仍存在一定的缺陷，主要体现在无法达到FTTH的宽带要求。其次，其数据传输速度仍不够理想，一般不用于FTTH宽带接入。
2、EPON技术。EPON又称以太无源光网络，是基于吉比特以太网的无源光网络，综合了P0N技术和以太网技术的优点。相对于APON而言，该技术在传输速度方面显示出了极大的优势，EPON上行速度可达1.25 Gbit/s，下行速度同样达到1.25 Gbit/s。在传输距离方面，EPON与APON差别不明显，最大传输距离基本维持在20km左右。EPON具备低成本、高带宽 、扩展性强、与现有以太网有良好兼容性、方便管理等特点，采用EPON可以实现数据以及信息的快速传输，能够有效的提高信息传输速度，所以非常适于承载IP业务，符合当前IP网络迅猛发展的趋势。EPON主要为以多点控制协议为基础，达到解决OLT到ONU的点对多点连接的OAM 的目的的一种接入方法。将其用于FTTH当中，在某种程度上，可达到支撑 FTTH实现的目的。通常EPON的分光比为1：64，常见的FTTH宽带接入工程中，一般采用1：8和1：8、1：4和1：16两种组合模式。前几年的中国电信FTTH宽带接入模式，大都是采用EPON技术。
3、GPON技术。GPON是一种应用于接入网、光线路终端设备OLT与多个用户端光网络单元设备ONU（ONT）之间，通过光缆、光分/合路器等组成光分配网ODN连接的网络。GPON是当前最新一代无源光纤接入技术，它采用点到多点拓扑结构，可以提供视频、数据、语音和TDM业务。GPON技术采取1Gbit/s以上的PON标准，除了对更高速率的支持外，还是一
种更佳、支持全业务、效率更高的解决方案[3]。GPON成熟商用相对于EPON较晚，但与EPON相比，GOPN具有更大带宽、更高传输速率、更长覆盖距离、更能节省光纤资源、更广泛多业务接入用户等一系列优势。通常GPON的分光比可达1：128，非常合适用于农村FTTH宽带接入场景，能够起到显著的节省光纤资源作用。随着GOPN的成熟大规模商用，当前中国移动、中国电信用于FTTH宽带工程建设，大都趋向于采用GPON技术。
4、PON技术应用优势对比。APON、EPON、GPON三种PON技术各有其优缺点，可对三者进行对比分析：(1)宽带可用情况。从宽带可用情况方面看，APON与 GPON 在上行以及下行信号的线路编码均采用了简单的NRZ码形式，有效率较高。相对而言，EPON 无上述优势。可见，APON与GPON在宽带可用性方面具有优势。(2)数据传输速率。从数据传输的角度看，APON与GPON可支持不同用户的不同要求，但GPON能够提供比EPON更高的带宽，如GPON传输速率高达2.5Gb/s，下行的有效带宽是EPON的2.55倍，上行是1.37倍。(3)分光能力和传输距离。GPON分光能力是EPON的2倍，支持最大分光比1：128，覆盖相同用户时可节省一半的主干光纤。另外，GPON最远接入距离理论上可以达到60km，这是EPON无法企及的接入距离；(4)业务能力。从业务能力看，APON与EPON均能够支持多项业务，但GPON在接收全业务的同时，还能够支持语音业务，优势相对显著。可见，GPON
在业务能力方面具有优势。综上，三种PON 技术中，GPON在FTTH宽带接入中应用具有更大的优势。
四、FTTH宽带接入的应用方案
在FTTH应用具体功能上，OLT放置中心局端，负责控制信道的连接、管理及维护。OLT与ONU之间的传输距离可达20KM。OLT设备具备带宽分配功能，可根据ONU的需要，由OLT分配具体带宽。并且OLT设备具备点对多点的集线器特性，一个OLT下面可带32个甚至更多的ONU，所有ONU通过时分复用共享1G带宽，即每个ONU可以提供上下行最大为1Gbps的带宽。而分光器或分路器 ，是一个连接在OLT和ONU的无源设备，它的功能是将输入(下行)光学信号分发给多个输出端口，使多个用户能够共用一条光纤，从而共享带宽；在上行方向，将多个ONU光学信号时分复用到一条光纤中。ONU则是在用户端用来接入最终用户的设备．其使用单根光纤通过无源分光器可将多个ONU的数据时分复用到一个OLT端口。由于采用点对多点的树形拓扑结构，减少了汇聚设备的投入，网络层次更加清晰。ONU设备具备一定的交换机功能，其上行接口为PON接口，通过无源分光器连接到OLT设备的接口板上，下行通过1至32个百兆/千兆的RJ45端口，连接不同的数据设备，如交换机、宽带路由器、电脑、电视机顶盒等，实现点到多点的快速部署。
五、结语
综上所述，采用PON 技术的FTTH宽带接入应用中，对于满足人们对接入高带宽的需求起到极大的促进作用。相对于有源光接入而言，无源光接入成本更低，更加有利于运维。而FTTH在带宽方面的巨大优势，使它成为光纤宽带接入“最后一公里”的最终解决方案，是“三网合一”最理想的接入方式。
参考文献：
[1]王岩，吴重庆，冯玉珉，林晓铮，付松年.PON技术在FTTH中的应用[J]光子技术，2004（03）.
光纤宽带速度
[2]刘阳敏.PON技术在宽带接入网中的应用[J]中国新通信.2013（05）
[3]温谦宏.浅析GPON技术特点及其应用[J]城市建设理论研究.2012（22）

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