简论PON技术在宽带接入网的应用

简论 PON技术在宽带接入网的应用

韦涨

广西华南通信股份有限公司 广西南宁 530007

【摘要】：近年来，随着通信技术的迅猛发展，宽带接入技术也得到了快速发展，无源光网络（PON）技术作为点到多点的光纤接入技术，在宽带接入网中已经被广泛应用。本文主要简述PON技术，分析了PON技术相对于传统网络的优势，并阐述了其在宽带接入网中的应用，以供大家互相学习参考。

【关键词】：PON；技术；宽带接入；应用；

一、PON技术简述

PON也称之为无源光网络，它是最新发展的点到多点的光纤接入技术，PON以复用技术实现了双向信号传输的处理，实现了在同一根光纤中进行不同波长信号的传送业务。PON无源光网络由光线路终端设备OLT、用户终商用设备ONU和光分配网络ODN组成。一般其下行采用TDM广播方式、上行采用TDMA方式，而且可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构，PON本质特征就是 ODN 全部由无源光器件组成，不包含任何有源电子器件。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【1】。与点到点的有源光网络相比，PON技术的主要特点在于能够实现高传输带宽，网络拓扑可靠，支持光纤到户，节省了光纤和光接口资源，运维简单，是宽带接入网最后一公里的最佳解决方案。

二、PON技术相对于传统网络的优势

1、高接入带宽。基于PON技术的GPON下行速率高达2.5Gbit/s，上行l.25Gbit/s的速率，基于PON技术的EPON可以提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽，并且随着技术的发展可以升级到10Gb/s，可以为用户提供30～100Mbit/s的带宽，接入距离可达10-20km，能够满足现在和未来各种宽带业务的需求。

2、节省光纤资源。PON技术的网络拓扑结构呈树状广播形态，通过一点到多点的方式进行，仅用一根光纤就可以实现若干个终端设备分支的信号传输，有效地节省了光纤使用量，特别适用在地域广阔地区和原有光纤资源紧张的地区，其可以使光纤资源的使用率得到有效的提高。

3、提供更广泛的服务。PON 技术通过一点到多点实现信号传送，能够节约网络资源，在更多的服务区域进行信号传输。这种技术还能让用户共同使用光纤与设备， 使得建设成本减少，降低了在用户身上的投入【2】 。

4、带宽分配灵活，业务多样化。基于PON技术的GPON /EPON 系统对带宽的分配和服务保证都有一套完整的体系：（1）用PON技术可以解决FTTB/FTTH/FTTO等问题，为通信网络向全光网络演进提供必要条件；（2）用PON技术可以提供综合全业务接入能力，充分满足视频娱乐和家庭办公所需的带宽需求；（3）采用PON技术的FTTH非常适合广播组播、视频／音频业务的开展，是宽带网络接入最后一公里的最佳解决方案。

5、受影响较少。由于PON技术属于无源光网络，光链路全程均是光纤介质传输，不需要额外提供电源，电磁和雷电都不会对其网络产生任何影响，比较适合在自然条件恶劣的地区进行使用。

6、设备运维、管理成本低。PON技术全程不需要有源设备，而是采用无源分光器即可，其分光器具有很好的稳定性、体积较小，同时成本较低，在维护上费用也很少，对于长期运维具有良好的经济性。

三、基于 PON技术演变的主要两种技术应用

1、EPON技术。EPON又称以太无源光网络，是吉比特以太网的无源光网络，基于PON技术发展而来。相对于APON而言，EPON技术在传输速度方面显示出了极大的优势，它的上行速度可达1.25 Gbit/s，下行速度同样达到1.25 Gbit/s，采用 EPON实现数据和信息的传输，能够有效的提高信息传输速度，可以很好应用于IP业务当中。在最远传输距离方面，EPON与APON差别不明显，基本维持在20km左右。从其构成看，EPON主要包括OLT、ONU以及ODN三个部分，各个组成部分均具有不同的功能，OLT的功能在于实现网络集中与接入、ONU的功能在于实现交换，为信息共享提供支持。ODN主要作为连接OLT与ONU提供传输通道。三者功能的共同发挥，使得数据的传输得以实现。就其原理来看，EPON主要为以多点控制协议为基础，达到解决OLT到ONU之间一点对多点连接目的的一种接入方法。EPON技术由于其稳定性好，能够满足用户对高速发展的宽带用户需求，诸如宽带网络、VOiP等宽带业务,能够很好支持FTTH宽带接入建设。

2、GPON技术。GPON主要包括OLT设备、ONU设备、光分路器等部分。OLT属于系统的核心组成部分，能够发挥接口的作用，除此之外，还能够确保实时监控的实现，对于网络的运行维护以及管理水平的提高具有重要价值，可有效支持FTTH的实现【3】。ONU的功能主要在于为用户提供接口，其主要位于用户侧。光分路器的功能是在光网络中实现OLT以及ONU两者之间的连接，本质上属于无源设备，将其用于FTTH中，可达到无源光接入的效果，有效提升数据传输速度。相比EPON，GPON无论在数据传输速率、最大分光比、扩展能力，还是保护TDM业务安全承载机制和 OAM 功能，优势更加明显。如今，GPON技术已经成为实现FTTH宽带接入的主流技术。

四、PON技术在实现FTTX接入的应用

就当前宽带业务发展而言，应当积极将PON技术应用于宽带接入网中。其中PON技术引入以XPON为主要实现手段，并结合SDH/MSTP/PTN和光纤接入、无线接入等多种接入方式，实现用户到IP城域网最后一公里的宽带接入。鉴于基于采用PON技术的FTTX宽带接入应用最为广泛，现对探讨其在宽带接入网的应用部署：

1、OLT设备的集中部署。XPON建设初期，宜采用集中部署OLT，即在传输汇聚节点设置OLT设备，用来覆盖一定区域内的零散用户。在XPON应用成熟期，宜采用分散设置的原则，可将OLT设置在条件较好、便于收敛周边用户的模块机房，并视具体的业务发展、用户需求，逐步向乡镇机房、行政村、小区等下沉部署。部署时宜采用大容量的OLT，并充分利用光接入的距离优势，减少局所，降低维护成本，实现基础资源的综合利用。

2、分光器的部署。目前PON技术只能实现一级分光和二级分光两种模式，最高分光比为1：128。就当前宽带接入建设而言，大都采用二级分光模式部署，其中1：8和1：8、1：4和1：16的二级分光组合应用比较普遍。当用户规模较小时，分光器可集中部署；当用户规模较大时，分光器可适当分散部署，以便尽量靠近用户。而对于分光器布放位置，可以根据工程的实际情况布放在光交接箱、小区机房、楼道和弱电井等地方。

3、ONU的部署。采用PON技术建设实现接入网FTTB宽带接入时，宜尽量选用内置语音模块的设备实现综合业务接入。ONU的设置部署应根据FTTX接入网络的应用模式、业务需求进行。对于FTTH/FTTO应用，应尽量将ONU设备放置在用户家里，避免安装在房门口或楼道内。对普通公众用户，可将ONU设备放置在用户终端智能盒内便于提供保护，或者放置于桌面（采用光纤信息插座）。对于FTTB 应用，可选择将ONU设备放置在大楼楼道或竖井内机柜、室外光交接箱等不同位置集中放置。ONU原则上采用本地供电方式，尽量不宜采用远端供电方式。为保证断电时语音业务的正常开展，可以根据需要采用有电池模块的备用电源。

五、结语

总之，PON 技术以其独特的优势和特性被人们广泛应用于光纤宽带接入网建设，尤其对FTTB/FTTH宽带接入的实现起到了重要促进作用，有效地提升了宽带服务水平，是当前仍至今后很长时间内光纤宽带接入网建设的主流技术。

参考文献：

[1]刘阳敏.PON技术在宽带接入网中的应用[J]中国新通信.2013（05）

[2]王鑫.PON技术在光纤接入网中的应用分析[J]科技创新与应用.2013（29）

[3]赖继荣.浅析PON技术在FTTH中的应用[J]移动信息.2017（01）