2009-7-27 接入网技术接入网技术第 4章 光纤接入技术
2 接入网技术第 4章 光纤接入技术
本章教学重点
简要介绍光纤介质的特点和优势
介绍光接入网的结构、类型、应用模式等
介绍两种典型的无源光网络 APON和 EPON
本章要求
熟悉光纤介质的特点,FTTX的含义
掌握 光接入网的结构、特点、关键技术（特别是测距）； APON与 EPON的异同
3 接入网技术第 4章 光纤接入技术
4.1 光纤的优势
4.2 光纤在接入网中的延伸
4.3 光接入网基础知识
4.4 无源光网络
4.5 APON
4.6 EPON
4 接入网技术
4.1 光纤的优势
带宽优势
与双绞线和同轴缆相比，光纤的理论带宽几乎是无限的
单个波长可传输 10Gb/s，采用波分复用可传输更高的速率
长距离传输优势
衰减很小，不加中继的距离现在可达数百公里
抗恶劣环境优势
抗腐蚀能力强，不受电磁波干扰
安全性优势
盗接线头困难，不易盗听大多数运营商断言：未来理想的宽带接入网是基于光纤的网络
5 接入网技术
4.2 光纤在接入网中的延伸
ONU OBD 中心局
ONU
ONU
Budding
OBD
OBD
FTTC
FTTB
FTTH
home
OLT
OAN的应用示意图
根据 ONU位置,OAN可分为三种应用类型
光纤到路边 FTTC
光纤到楼 FTTB
光纤到家 /办公室 FTTH/O
6 接入网技术光纤到路边 FTTC
FTTC,Fiber To The Curb/Cab
OUN设在交接箱处
用户到 OUN之间（引入线）仍用双绞铜线连接或同轴缆
通常为点到点和点到多点结构
一个 OUN可为一个或多个用户提供接入
是一种介质混合结构
通常采用 FTTC+xDSL技术或 FTTC+Cable Modem技术
ONU OBD 中心局
OLT
光接入网
7 接入网技术光纤到楼 FTTB
FTTB,Fiber To The Budding
OUN设在办公楼或居民住宅楼内的某个公共地方
用户到 OUN之间（引入线）用 UTP5类线（或更高等级线）连接
点到多点结构，一个 OUN为多个用户提供接入
通常采用 FTTB+Ethernet技术
OBD 中心局
OLT
光接入网
ONU
Budding
Ethernet
8 接入网技术光纤到家 /办公室 FTTH/O
FTTH,Fiber To The Home
ONU直接放在用户家里
中心局到用户之间全部为光连接和光传输
接入网无任何有源设备，是一个真正的透明网络
是一种真正意义上的宽带接入技术
是用户接入网的长远目标综上,FTTH和 FTTC更适合分散的个人用户的接入
FTTB更适合单位和密集小区用户的接入
OBD 中心局
OLT
光接入网
ONU
home
9 接入网技术
4.3 光接入网基础知识
光纤的工作窗口
光接入网的基本结构
光接入网的分类
光接入网的传输技术
10 接入网技术光纤的工作窗口
光纤的工作窗口（可用工作波长区）有三个：
850nm窗口 （ 780nm～ 850nm）
1310nm窗口（ 1260nm～ 1360nm）
1550nm窗口 （ 1480nm～ 1580nm）
三个工作区的使用情况
850nm波长常用于多模光纤通信，未得到很好使用
1310nm波长应用广泛，主要用于提供 2Mb/s及以下的业务
1550nm波长用于异波长双工的下行通信以及宽带的新业务
现已打开了第四个工作窗口,1625nm
11 接入网技术光接入网的基本结构
OAN：
Optical Access Network，光接入网
光接入网概念：
接入网中部分或全部使用光纤作为传输介质来实现信息传输的网络形式
光接入网是 G.902标准的一个典型实例
12 接入网技术光接入网的基本结构用户侧 网络侧光接入网 (OAN)
光光用户侧设备（
电 /光）
光接入网设备光光接入网设备网络侧设备
（电 /光）光
ITU-T提出的光接入网的基本结构接入网系统管理功能
Q3
ONU
ONU
ODN OLT
AF
中心局终端设备用户侧 网络侧
UNI SNI
光接入网 (OAN)
13 接入网技术光接入网的基本结构
组成：
光网络单元 ONU （ Optical Network Unit）
提供用户到接入网的接口（光电转换、物理接口）
提供用户业务适配功能（速率适配、信令转换）
光分配网 ODN（ Optical Distribution Network）
为 OLT和 OUN之间提供光传输技术
由光连接器和光分路器 OBD (Optical Branching device)组成
完成光信号功率的分配及光信号的分、复接功能
光线路终端 OLT（ Optical Line Terminal）
提供与中心局设备的接口（光电转换、物理接口）
提供与 ODN的光接口
分离不同的业务
14 接入网技术光接入网的基本结构
光接入网的特点
点到多点传输系统，介质共享
下行,OLT向各个 ONU采用广播通信方式
上行,ONU向 OLT通信时需要某种分配信道的策略
面临的问题
需解决 OLT和多个 ONU之间上下行信号的正确传输
关键是解决上行信道的占用问题
下行传输：时分复用传送信元流，各 ONU在规定时隙接收自己的信息
上行传输：各种多址技术（时分、波分等）
15 接入网技术光接入网的传输技术
空分复用 SDM
上下行双向通信个各使用一根光纤
两个方向的通信单独进行，互不影响
性能最佳，设计最简单
光传输设备和线缆双倍，成本高
16 接入网技术
tA1 B1 N1 A1
保护时间
OLTOBD
上行
A1
B1
N1
ONU
ONU
ONU
光接入网的传输技术
时分复用 TDM
每个 ONU动态或固定分配一个时隙
每个 ONU在分配的时隙内上传数据
固有问题
每个 ONU与 OLT距离不等
传输时延不同
到达 OLT的相位不同
对 OTL要求
完善的测距技术，实现定时调整和同步
快速的同步技术
快速、动态的门限判决技术
17 接入网技术
PD：光电检测器
21 N
A1
B1
N1
ONU
ONU
ONU
OBD
1
N
2 上行 WDM
PD
PD
PD
2
1
N
OLT
光接入网的传输技术
波分复用 WDM
不同波长的信号共享一根光纤传输，彼此不干扰
要求每个 ONU在指定波长上发射
对激光二极管要求高（温度、环境影响大）
OLT设备复杂，成本高（每个波长都需光发射器和检测器）
18 接入网技术光接入网的分类
根据光分配网是采用有源或无源设备,OAN分：
AON和 PON
AON,Active Optical Network，有源光网络
ODN全部由有源器件组成（光放大器等）
特点：
传输容量大,155Mb/s或 622Mb/s的接入速率
传输距离远：不加中继器，距离为 70多公里
技术成熟：无论 PDH设备还是 SDH设备，都已广泛应用
给有源设备供电是一件麻烦事
PON,Passive Optical Network，无源光网络
APON,EPON和 GPON
19 接入网技术
4.4 无源光网络
基本概念
系统结构
数据传输
关键技术
20 接入网技术
PON的基本概念
ODN全部由无源器件组成（无源光分路器等）
信号在传输过程中无再生放大
信号由光分路器、无源光功率分配器等传至用户
实现透明传输，信号处理全由局端和用户端设备完成
与有源光网络比：
覆盖范围和传输距离更小
可靠性更高（户外无有源设备，提高抗干扰能力）
价格更低、安装维护更方便
是光接入网有发展潜力的技术（价格、维护等优势）
21 接入网技术
PON的系统结构
OL
T
ONU1
ONU2
ONUn
PON
用户用户用户
OBD
业务网络
UNI SNI
ODN
组成,OLT,ODN,ONU，且 ODN中全是无源器件
共享介质
逻辑上是点到多点结构，物理拓扑可有多种形式
22 接入网技术
PON的数据传输
下行,OLT向各 ONU采用广播通信方式，传输连续时隙流
（下行帧）
局端数据 → OLT → 封装成连续时隙流下行帧
以广播方式传送 → 各 ONU收到信元流，取出属于自己的数据 → 用户终端
上行：采用 TDMA技术（动态分配），突发传送时隙流
（上行帧）
各 ONU共享 ODN，且数据突发性强。
各 ONU向 OLT申请带宽 → OLT授权 ONU发送（上行的发送时隙、带宽分配等） → 获得授权的 ONU在指定时隙发送
23 接入网技术
PON的数据传输
PON的帧都是定时长帧，分上行帧和下行帧
为了实现 TDMA接入，在上行时隙中传输的数据要求附加开销。上行时隙格式如下：
ONU
ONU
OLT
ONU
OBD
上行突发模式下行连续模式保护时隙附加开销 ATM信元 /OAM信元 /以太帧用于 OLT同步、标识信元开始
OAM信元为管理信元，
如带宽申请、测距等
24 接入网技术
PON的关键技术
测距技术
快速比特传送技术
突发信号的收发
搅码技术（扰码）
媒质接入控制（ MAC）技术
25 接入网技术测距技术为何需要测距？
采用 TDMA，必须保证每个时隙的数据彼此独立，互不干扰
APON结构中，各 ONU到 OLT的物理距离不等，
则各 ONU到 OLT的传输时延不同，如不进行时延补偿，会出现时隙的重叠，造成数据干扰
为确保多个 ONU到 OLT间的正确传输，必须引入测距机制，使各 ONU到 OLT的逻辑距离相等
26 接入网技术测距技术测距技术基本策略
单独测距 +传输数据时测距相结合 (粗测＋精测）
单独测距在 ONU初装联网时必须进行
传输数据时测距可根据 OLT的配置而定
测距的基本原理
OLT向 ONU发送测距允许消息，消息中指明 ONU的上行应答的时隙
ONU在指定的上行时隙中用测距 PLOAM信元应答
OLT计算往返时延，并与理想时延比较，计算出差值，发送一个测距时间给 ONU
ONU根据测距时间调整均衡时延
27 接入网技术快速比特传送技术
测距精度有限，各 ONU到 OLT的上行比特流存在相位差异
需要采用某种技术实现快速同步
基本策略先实现位同步、再进行信元同步
普通的滑动技术不能满足快速同步要求，需采用其他技术突发信号的收发
需要快速开启和关闭光电路，以适应上行的突发数据传输
接收端，需要快速调整接收门限，以适应不同距离用户的信号衰减
28 接入网技术搅码技术（扰码）
为了保证共享介质传输的安全性，引入搅码技术
在发送端：通过一个随机码对信息进行异或运算后传送
在接收端：采用相同的随机码再进行一次异或运算，得到原始数据
信元的时隙分配
接入请求 /允许
带宽的动态分配
带宽管理由 OLT完成
为不同的业务提供优先级和带宽
上行带宽的占用由媒质接入控制 MAC协议实现媒质接入控制（ MAC）技术
29 接入网技术
4.5 APON
APON：
ATM Passive optical network,ATM无源光网络
在 PON上传送 ATM信元，即在 ONU与 OLT
之间传送 ATM信元
物理层采用 PON，链路层采用 ATM
存在 PON中同样的技术问题
标准规范,ITU-T的 G.983
30 接入网技术
G.983基本特点
基于 ATM信元（ ONU与 OLT之间）
支持对称和非对称工作方式
对称方式,双向 155.520Mb/s
非对称方式：上、下行分别为 155.520Mb/s,622.080Mb/s
双向通信：
可用两条光纤，波长 1310nm区
或一条光纤，异波长双工 (上行,1310nm区,下行,1550nm区 )
无放大器最大距离,20km
最高 32个用户光分支
利用波长分配增加业务能力
传输技术：上、下行均采用时分复用
31 接入网技术
APON的系统结构
接入的主干网为 ATM网
传输的数据流为 ATM信元流
拓扑：无源双星结构
一个 ODN（即 1个 OBD）最多支持 32个 ONU（用户数）
当 ONU大于 32时，要求一个 OLT提供多个 ODN接口
OL
T
ODN
ONU1
ONU2
ONUn
APON（传输 ATM信元流）
ATM
交换机用户用户用户
OBD
32 接入网技术
APON的数据传输
APON在 PON上传送 ATM信元
APON帧传输的基本原理同 PON，只是 APON帧中封装的是 ATM信元
APON帧中上行信元格式如下：
3字节保障区间 前导符 定界符 ATM（ OAM）信元
53字节测距要求 用于 OLT同步 信元的开始
33 接入网技术
…PLOAM1 ATM信元 1 ATM信元 2 ATM信元 27 PLOAM2 ATM信元 28 ATM信元 53 PLOAM3…
下行帧格式 1帧 =56个信元，每信元 53字节
……ATM信元 1 ATM信元 2 ATM信元 52 ATM信元 53
上行帧格式 1帧 =53个信元，每信元 56字节
3字节头部上下行速率为 155.520Mb/s的帧结构
定时长帧
下行速率为 155.52Mb/s时，每帧 56个信元
下行速率为 622.08Mb/s时，每帧 224个信元
APON的帧格式
34 接入网技术
APON的延续－ GPON
弱化 ATM
保留了 APON的许多优点，与 APON有很多相同之处，但更高效、高速
支持上、下行不对称速率：
下行 2.488Gb/s，上行 1.244Gb/s
适配协议采用 ITU-T G.7041,GFP（通用成帧协议）
支持多业务、多承载（包括 ATM业务,TDM业务以及
IP/Ethernet业务），提供明确的服务质量保证和服务级别，具有电信级的网络监测和业务管理能力。
GPON成为目前最为理想的宽带光纤接入网技术
35 接入网技术
4.6 EPON
EPON,Ethernet Passive optical network
在 PON上传送 Ethernet帧
基于 Ethernet技术和 PON技术
网络结构与 APON类似
MAC协议与 APON不同
速率：
下行：百兆 /千兆，广播方式
上行：百兆 /千兆，共享
传输技术：上、下行均采用时分复用
存在 PON中同样的技术问题
36 接入网技术
EPON的系统结构
网络结构与 APON相似，但：
接入的主干网为以太网
传输的数据流为以太帧流
OL
T
ODN
ONU1
ONU2
ONUn
EPON（传输 以太帧流 ）
Ethernet
交换机用户用户用户
OBD
37 接入网技术
EPON的数据传输
EPON传送可变长 Ethernet帧（ 64～ 1518字节）
EPON帧为定时长帧
下行：
固定长度帧的连续数据流（ 2ms），内含多个不同长度的以太帧（时隙）＋头部＋校验部分，其中：信息头部含 ONU标识符和同步头
上行：
采用 TDM技术，每个 ONU在授权给定的时隙内发送数据帧，不会发生碰撞（注：申请带宽时可能发生碰撞）。
帧长度也为 2ms
38 接入网技术
APON与 EPON的技术差别
EPON和 APON最主要的区别：
帧结构和分组大小
EPON和 APON的帧格式
帧周期长度
封装方式
EPON分组长度可变,64～ 1518 Byte
APON分组长度固定,53 Byte
39 接入网技术
1、理解光网络的概念、光接入网的结构。
2、理解 FTTB,FTTC,FTTH的含义。
3,PON为何需要采用测距协议？测距协议的基本思想是什么？
4,APON和 EPON有哪 些相同点？哪些不同点？
本章思考复习题
2 接入网技术第 4章 光纤接入技术
本章教学重点
简要介绍光纤介质的特点和优势
介绍光接入网的结构、类型、应用模式等
介绍两种典型的无源光网络 APON和 EPON
本章要求
熟悉光纤介质的特点,FTTX的含义
掌握 光接入网的结构、特点、关键技术（特别是测距）； APON与 EPON的异同
3 接入网技术第 4章 光纤接入技术
4.1 光纤的优势
4.2 光纤在接入网中的延伸
4.3 光接入网基础知识
4.4 无源光网络
4.5 APON
4.6 EPON
4 接入网技术
4.1 光纤的优势
带宽优势
与双绞线和同轴缆相比，光纤的理论带宽几乎是无限的
单个波长可传输 10Gb/s，采用波分复用可传输更高的速率
长距离传输优势
衰减很小，不加中继的距离现在可达数百公里
抗恶劣环境优势
抗腐蚀能力强，不受电磁波干扰
安全性优势
盗接线头困难，不易盗听大多数运营商断言：未来理想的宽带接入网是基于光纤的网络
5 接入网技术
4.2 光纤在接入网中的延伸
ONU OBD 中心局
ONU
ONU
Budding
OBD
OBD
FTTC
FTTB
FTTH
home
OLT
OAN的应用示意图
根据 ONU位置,OAN可分为三种应用类型
光纤到路边 FTTC
光纤到楼 FTTB
光纤到家 /办公室 FTTH/O
6 接入网技术光纤到路边 FTTC
FTTC,Fiber To The Curb/Cab
OUN设在交接箱处
用户到 OUN之间（引入线）仍用双绞铜线连接或同轴缆
通常为点到点和点到多点结构
一个 OUN可为一个或多个用户提供接入
是一种介质混合结构
通常采用 FTTC+xDSL技术或 FTTC+Cable Modem技术
ONU OBD 中心局
OLT
光接入网
7 接入网技术光纤到楼 FTTB
FTTB,Fiber To The Budding
OUN设在办公楼或居民住宅楼内的某个公共地方
用户到 OUN之间（引入线）用 UTP5类线（或更高等级线）连接
点到多点结构，一个 OUN为多个用户提供接入
通常采用 FTTB+Ethernet技术
OBD 中心局
OLT
光接入网
ONU
Budding
Ethernet
8 接入网技术光纤到家 /办公室 FTTH/O
FTTH,Fiber To The Home
ONU直接放在用户家里
中心局到用户之间全部为光连接和光传输
接入网无任何有源设备，是一个真正的透明网络
是一种真正意义上的宽带接入技术
是用户接入网的长远目标综上,FTTH和 FTTC更适合分散的个人用户的接入
FTTB更适合单位和密集小区用户的接入
OBD 中心局
OLT
光接入网
ONU
home
9 接入网技术
4.3 光接入网基础知识
光纤的工作窗口
光接入网的基本结构
光接入网的分类
光接入网的传输技术
10 接入网技术光纤的工作窗口
光纤的工作窗口（可用工作波长区）有三个：
850nm窗口 （ 780nm～ 850nm）
1310nm窗口（ 1260nm～ 1360nm）
1550nm窗口 （ 1480nm～ 1580nm）
三个工作区的使用情况
850nm波长常用于多模光纤通信，未得到很好使用
1310nm波长应用广泛，主要用于提供 2Mb/s及以下的业务
1550nm波长用于异波长双工的下行通信以及宽带的新业务
现已打开了第四个工作窗口,1625nm
11 接入网技术光接入网的基本结构
OAN：
Optical Access Network，光接入网
光接入网概念：
接入网中部分或全部使用光纤作为传输介质来实现信息传输的网络形式
光接入网是 G.902标准的一个典型实例
12 接入网技术光接入网的基本结构用户侧 网络侧光接入网 (OAN)
光光用户侧设备（
电 /光）
光接入网设备光光接入网设备网络侧设备
（电 /光）光
ITU-T提出的光接入网的基本结构接入网系统管理功能
Q3
ONU
ONU
ODN OLT
AF
中心局终端设备用户侧 网络侧
UNI SNI
光接入网 (OAN)
13 接入网技术光接入网的基本结构
组成：
光网络单元 ONU （ Optical Network Unit）
提供用户到接入网的接口（光电转换、物理接口）
提供用户业务适配功能（速率适配、信令转换）
光分配网 ODN（ Optical Distribution Network）
为 OLT和 OUN之间提供光传输技术
由光连接器和光分路器 OBD (Optical Branching device)组成
完成光信号功率的分配及光信号的分、复接功能
光线路终端 OLT（ Optical Line Terminal）
提供与中心局设备的接口（光电转换、物理接口）
提供与 ODN的光接口
分离不同的业务
14 接入网技术光接入网的基本结构
光接入网的特点
点到多点传输系统，介质共享
下行,OLT向各个 ONU采用广播通信方式
上行,ONU向 OLT通信时需要某种分配信道的策略
面临的问题
需解决 OLT和多个 ONU之间上下行信号的正确传输
关键是解决上行信道的占用问题
下行传输：时分复用传送信元流，各 ONU在规定时隙接收自己的信息
上行传输：各种多址技术（时分、波分等）
15 接入网技术光接入网的传输技术
空分复用 SDM
上下行双向通信个各使用一根光纤
两个方向的通信单独进行，互不影响
性能最佳，设计最简单
光传输设备和线缆双倍，成本高
16 接入网技术
tA1 B1 N1 A1
保护时间
OLTOBD
上行
A1
B1
N1
ONU
ONU
ONU
光接入网的传输技术
时分复用 TDM
每个 ONU动态或固定分配一个时隙
每个 ONU在分配的时隙内上传数据
固有问题
每个 ONU与 OLT距离不等
传输时延不同
到达 OLT的相位不同
对 OTL要求
完善的测距技术，实现定时调整和同步
快速的同步技术
快速、动态的门限判决技术
17 接入网技术
PD：光电检测器
21 N
A1
B1
N1
ONU
ONU
ONU
OBD
1
N
2 上行 WDM
PD
PD
PD
2
1
N
OLT
光接入网的传输技术
波分复用 WDM
不同波长的信号共享一根光纤传输，彼此不干扰
要求每个 ONU在指定波长上发射
对激光二极管要求高（温度、环境影响大）
OLT设备复杂，成本高（每个波长都需光发射器和检测器）
18 接入网技术光接入网的分类
根据光分配网是采用有源或无源设备,OAN分：
AON和 PON
AON,Active Optical Network，有源光网络
ODN全部由有源器件组成（光放大器等）
特点：
传输容量大,155Mb/s或 622Mb/s的接入速率
传输距离远：不加中继器，距离为 70多公里
技术成熟：无论 PDH设备还是 SDH设备，都已广泛应用
给有源设备供电是一件麻烦事
PON,Passive Optical Network，无源光网络
APON,EPON和 GPON
19 接入网技术
4.4 无源光网络
基本概念
系统结构
数据传输
关键技术
20 接入网技术
PON的基本概念
ODN全部由无源器件组成（无源光分路器等）
信号在传输过程中无再生放大
信号由光分路器、无源光功率分配器等传至用户
实现透明传输，信号处理全由局端和用户端设备完成
与有源光网络比：
覆盖范围和传输距离更小
可靠性更高（户外无有源设备，提高抗干扰能力）
价格更低、安装维护更方便
是光接入网有发展潜力的技术（价格、维护等优势）
21 接入网技术
PON的系统结构
OL
T
ONU1
ONU2
ONUn
PON
用户用户用户
OBD
业务网络
UNI SNI
ODN
组成,OLT,ODN,ONU，且 ODN中全是无源器件
共享介质
逻辑上是点到多点结构，物理拓扑可有多种形式
22 接入网技术
PON的数据传输
下行,OLT向各 ONU采用广播通信方式，传输连续时隙流
（下行帧）
局端数据 → OLT → 封装成连续时隙流下行帧
以广播方式传送 → 各 ONU收到信元流，取出属于自己的数据 → 用户终端
上行：采用 TDMA技术（动态分配），突发传送时隙流
（上行帧）
各 ONU共享 ODN，且数据突发性强。
各 ONU向 OLT申请带宽 → OLT授权 ONU发送（上行的发送时隙、带宽分配等） → 获得授权的 ONU在指定时隙发送
23 接入网技术
PON的数据传输
PON的帧都是定时长帧，分上行帧和下行帧
为了实现 TDMA接入，在上行时隙中传输的数据要求附加开销。上行时隙格式如下：
ONU
ONU
OLT
ONU
OBD
上行突发模式下行连续模式保护时隙附加开销 ATM信元 /OAM信元 /以太帧用于 OLT同步、标识信元开始
OAM信元为管理信元，
如带宽申请、测距等
24 接入网技术
PON的关键技术
测距技术
快速比特传送技术
突发信号的收发
搅码技术（扰码）
媒质接入控制（ MAC）技术
25 接入网技术测距技术为何需要测距？
采用 TDMA，必须保证每个时隙的数据彼此独立，互不干扰
APON结构中，各 ONU到 OLT的物理距离不等，
则各 ONU到 OLT的传输时延不同，如不进行时延补偿，会出现时隙的重叠，造成数据干扰
为确保多个 ONU到 OLT间的正确传输，必须引入测距机制，使各 ONU到 OLT的逻辑距离相等
26 接入网技术测距技术测距技术基本策略
单独测距 +传输数据时测距相结合 (粗测＋精测）
单独测距在 ONU初装联网时必须进行
传输数据时测距可根据 OLT的配置而定
测距的基本原理
OLT向 ONU发送测距允许消息，消息中指明 ONU的上行应答的时隙
ONU在指定的上行时隙中用测距 PLOAM信元应答
OLT计算往返时延，并与理想时延比较，计算出差值，发送一个测距时间给 ONU
ONU根据测距时间调整均衡时延
27 接入网技术快速比特传送技术
测距精度有限，各 ONU到 OLT的上行比特流存在相位差异
需要采用某种技术实现快速同步
基本策略先实现位同步、再进行信元同步
普通的滑动技术不能满足快速同步要求，需采用其他技术突发信号的收发
需要快速开启和关闭光电路，以适应上行的突发数据传输
接收端，需要快速调整接收门限，以适应不同距离用户的信号衰减
28 接入网技术搅码技术（扰码）
为了保证共享介质传输的安全性，引入搅码技术
在发送端：通过一个随机码对信息进行异或运算后传送
在接收端：采用相同的随机码再进行一次异或运算，得到原始数据
信元的时隙分配
接入请求 /允许
带宽的动态分配
带宽管理由 OLT完成
为不同的业务提供优先级和带宽
上行带宽的占用由媒质接入控制 MAC协议实现媒质接入控制（ MAC）技术
29 接入网技术
4.5 APON
APON：
ATM Passive optical network,ATM无源光网络
在 PON上传送 ATM信元，即在 ONU与 OLT
之间传送 ATM信元
物理层采用 PON，链路层采用 ATM
存在 PON中同样的技术问题
标准规范,ITU-T的 G.983
30 接入网技术
G.983基本特点
基于 ATM信元（ ONU与 OLT之间）
支持对称和非对称工作方式
对称方式,双向 155.520Mb/s
非对称方式：上、下行分别为 155.520Mb/s,622.080Mb/s
双向通信：
可用两条光纤，波长 1310nm区
或一条光纤，异波长双工 (上行,1310nm区,下行,1550nm区 )
无放大器最大距离,20km
最高 32个用户光分支
利用波长分配增加业务能力
传输技术：上、下行均采用时分复用
31 接入网技术
APON的系统结构
接入的主干网为 ATM网
传输的数据流为 ATM信元流
拓扑：无源双星结构
一个 ODN（即 1个 OBD）最多支持 32个 ONU（用户数）
当 ONU大于 32时，要求一个 OLT提供多个 ODN接口
OL
T
ODN
ONU1
ONU2
ONUn
APON（传输 ATM信元流）
ATM
交换机用户用户用户
OBD
32 接入网技术
APON的数据传输
APON在 PON上传送 ATM信元
APON帧传输的基本原理同 PON，只是 APON帧中封装的是 ATM信元
APON帧中上行信元格式如下：
3字节保障区间 前导符 定界符 ATM（ OAM）信元
53字节测距要求 用于 OLT同步 信元的开始
33 接入网技术
…PLOAM1 ATM信元 1 ATM信元 2 ATM信元 27 PLOAM2 ATM信元 28 ATM信元 53 PLOAM3…
下行帧格式 1帧 =56个信元，每信元 53字节
……ATM信元 1 ATM信元 2 ATM信元 52 ATM信元 53
上行帧格式 1帧 =53个信元，每信元 56字节
3字节头部上下行速率为 155.520Mb/s的帧结构
定时长帧
下行速率为 155.52Mb/s时，每帧 56个信元
下行速率为 622.08Mb/s时，每帧 224个信元
APON的帧格式
34 接入网技术
APON的延续－ GPON
弱化 ATM
保留了 APON的许多优点，与 APON有很多相同之处，但更高效、高速
支持上、下行不对称速率：
下行 2.488Gb/s，上行 1.244Gb/s
适配协议采用 ITU-T G.7041,GFP（通用成帧协议）
支持多业务、多承载（包括 ATM业务,TDM业务以及
IP/Ethernet业务），提供明确的服务质量保证和服务级别，具有电信级的网络监测和业务管理能力。
GPON成为目前最为理想的宽带光纤接入网技术
35 接入网技术
4.6 EPON
EPON,Ethernet Passive optical network
在 PON上传送 Ethernet帧
基于 Ethernet技术和 PON技术
网络结构与 APON类似
MAC协议与 APON不同
速率：
下行：百兆 /千兆，广播方式
上行：百兆 /千兆，共享
传输技术：上、下行均采用时分复用
存在 PON中同样的技术问题
36 接入网技术
EPON的系统结构
网络结构与 APON相似，但：
接入的主干网为以太网
传输的数据流为以太帧流
OL
T
ODN
ONU1
ONU2
ONUn
EPON（传输 以太帧流 ）
Ethernet
交换机用户用户用户
OBD
37 接入网技术
EPON的数据传输
EPON传送可变长 Ethernet帧（ 64～ 1518字节）
EPON帧为定时长帧
下行：
固定长度帧的连续数据流（ 2ms），内含多个不同长度的以太帧（时隙）＋头部＋校验部分，其中：信息头部含 ONU标识符和同步头
上行：
采用 TDM技术，每个 ONU在授权给定的时隙内发送数据帧，不会发生碰撞（注：申请带宽时可能发生碰撞）。
帧长度也为 2ms
38 接入网技术
APON与 EPON的技术差别
EPON和 APON最主要的区别：
帧结构和分组大小
EPON和 APON的帧格式
帧周期长度
封装方式
EPON分组长度可变,64～ 1518 Byte
APON分组长度固定,53 Byte
39 接入网技术
1、理解光网络的概念、光接入网的结构。
2、理解 FTTB,FTTC,FTTH的含义。
3,PON为何需要采用测距协议？测距协议的基本思想是什么？
4,APON和 EPON有哪 些相同点？哪些不同点？
本章思考复习题
