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从技术上讲，光纤接入可以分为有源光网络（AON，Active Optical Network）和无源光网络（PON，Passive Optical Network）两大类。20世纪80年代，BT实验室发明了PON技术，是一种纯介质无源光网络，这是因为去除了终端与局端之间的有源设备，避免了外部设备的雷电和电磁干扰影响，从而提高设备稳定性，减少设备和链路的故障率，节约了组建网络投资，是运营商维护网络所期待的技术。PON网络具有较好的业务透明性，理论上能够适用于任何速率和制式的信号。现在基于PON技术的实用型技术主要有APON/BPON、GPON、EPON/GEPON等，上述几种技术的区别在于采用了不同的二层技术。在光网络中不含任何有源器件，其光分配网络全部由无源器件组成，信号在无源光网络中不再经过再生放大，由无源光网络分配器将信号直接送给用户。 APON是20世纪90年代中期就被ITU和全业务接入网论坛（FSAN）标准化的PON技术，APON的最高速率可以达到622Mbps，在2001年FSAN将APON更名为BPON，二层所采用的技术是传送技术和ATM封装，所采用的技术复杂，同时承载IP业务效率低、带宽不足、性价比不高等问题，在应用市场上未能取得成功。 以太网联盟（EFMA）在21世纪初提出了在二层上采取以太网技术取代ATM的EPON技术，此目的是为更好适应IP业务，IEEE 802.3ah工作小组对其技术进行了标准化，EPON技术能够支持1.25Gbps对称速率、10Gbps对称/非对称速率，将来商用EPON速率还能升级到100Gbps。由于EPON技术将PON技术与以太网技术有效结合，由此形成了适用于IP业务的宽带接入技术。对于千兆速率的EPON技术又叫做GEPON技术。百兆位EPON与千兆位EPON的区别在速率不同，但是所包含的原理和技术是相同的，目前业界主要应用推广的是千兆位EPON，百兆位的EPON使用量要相对少。在本书后面提到的EPON，如果没有特别说明，是指千兆位的EPON。 EPON技术采取的网络结构是点到多点结构，传输方式为无源光纤传输，可以在以太网上提供多种业务。当前，IP/以太网使用率在整个局域网通信中高于90%以上，EPON由于使用IP/以太网网络结构，经济上和效率上得到优化，因此成为连接接入网最终用户的一种最有效的通信方法。10Gbps以太主干和城域环的出现也将使EPON成为最佳解决未来全光网中最后一公里的技术方案。 在EPON系统中，光信号就能准确地传送到最终用户过程任何复杂的网络协议，来自最终用户的数据也能被集中传送到中心网络。在物理层，EPON使用1000BASE的以太PHY，并且在PON的传输机制上，通过新增加的MAC控制命令来控制和优化各光网络单元（ONU）与光线路终端（OLT）之间突发性数据通信和实时的TDM通信，在协议的第二层，EPON使用相对成熟的全双工以太网技术，由于ONU在自己的时隙内发送数据报，不会发生碰撞，无需CDMA/CD，进而可以充分利用带宽。 在提出EPON概念的同时，全业务接入网论坛提出了GPON的概念，全业务接入网论坛与ITU对GPON进行了标准化，GPON技术特色是在二层采用ITU-T定义的通用成帧规程对以太网、ATM、 TDM等多种业务进行封装映射，同时可以提供155M、622M、1.25Gbps、2.5Gbps几种上行速率，1.25Gbps和2.5Gbps下行速率，而且具有较强的操作、管理及维护功能。相较于EPON而言，当前GPON在支持多业务和高速率方面具有一定优势，但是GPON协议具有一定复杂性，并且成本相对要高。 OLT OLT一般放置在运营商的局端机房，是整个PON系统的核心部件，向上提供与核心网/城域网的高速接口，实现各类业务接入到核心网，并通过ODN与用户侧的ONU通信。OLT其一方面将承载各种业务的信号在局端进行汇聚，按照一定的信号格式送入接入网络以便向终端用户传输，另一方面将来自终端用户的信号按照业务类型分别送入各种业务网络中。OLT与ONU的关系为主从通信关系，OLT可以分离交换和非交换业务，管理来自ONU的信令和监控信息，为ONU和本身提供维护和供给功能。 核心功能模块 核心功能模块具有数据业务的转发、交换和汇聚功能及ODN的接口适配和控制ONU功能。OLT的数据业务的交换、汇聚和转发功能所体现五个方面：
业务功能模块 OLT的业务功能包括端口保护、端口适配以及指定业务的相关信令和媒质传输之间的转换。OLT业务端口常见的有STM-1/E1、以太网端口业务端口等。 通用功能模块 通用功能模块包括OLT的供电及OAM功能。供电功能将外部交流或者直流电源转换为OLT内部需要的各种电源。电信级的OLT具备电源保护功能，即双电源输入的能力。OAM功能模块提供必要的管理维护手段。OLT可以提供标准的网络管理接口，也提供本地控制管理接口。 ODN ODN属于OLT与ONU之间提供光传输物理通道，它的工作是实现光信号功率的分配，通常由光连接器、光纤、光缆、光分路器以及ODF架、光分节点箱、入户分纤节点箱等相关配套设备组成，是整个无源光网络中重要的组成部分，直接影响整个网络的综合成本、系统性能和升级潜力等指标。 ODN为一个OLT和一个或多个ONU之间提供多条光传输通道，一条光传输通道均使用一个特定的波长窗口。 光功率预算是衡量ODN性能指标的重要参数，其数值对于上下行通道来说是一致的。一般对于光功率预算，包括如下三个指标：
ONU ONU放置在用户侧，与ODN侧相连，为无源光网络提供与用户设备端口的连接，ONU的主要工作是接收来自ODN侧的光纤处理数据信号，实现多个终端用户（居民住宅用户或企业）的业务连接。 ONU的网络端是光纤连接的光接口，而用户端需要连接网线的电接口，因此ONU应该具备电/光和光/电转换功能。对于终端用户的不同业务，ONU具备进行复用和解复用功能，以便于在上行方向将各种不同的家庭终端的业务信号复用起来，在同一传输介质中传输，在下行方向将不同的业务解复用，经过不同的接口传送至相应的用户终端。 ONU由三大功能模块所组成：核心功能模块、服务功能模块和通用功能模块。 核心功能模块 ONU的核心功能模块包括业务的交换、汇聚和转发功能以及ODN的接口适配和控制功能。ONU的业务交换、汇聚和转发功能具体包括以下几方面。 复用/解复用功能，将上行方向不同类型的业务流复用成统一的信号格式进行发送；反之，将下行方向的信号解复用成不同类型的业务信号。 业务质量控制和带宽管理功能，该功能可以确保业务的安全性及QoS，能够控制和调度OLT内部资源，其中就包括了对光接入网的带宽资源管理等。 用户隔离和业务隔离，隔离指的是基于用户或者基于业务类型对接入网中的流量采取隔离措施，以及用户数据的加密等功能。该功能可以用于保护用户数据的隐私和安装。 协议处理功能，为了ONU端实现业务的接入，ONU应该具有处理的协议的功能。 业务功能模块 业务功能模块由3个功能组成：物理接口功能、控制适配接口功能和业务端口功能。物理接口功能提供各种物理接口。控制适配接口功能提供业务适配和在引入线上业务传送功能相对应的接口控制和适配功能。业务接口功能负责信令适配、业务流媒体信号转换功能、安全控制功能。 通用功能模块 通用功能模块包括供电及OAM功能，供电功能主要是将外部直流或交流电源转换为ONU内部所需要的各种电源。ONU上应该具备电源管理功能，可以上报电源关闭和中断的告警，同时还可以关闭不使用的模块，达到节约电能的目的。OAM功能模块提供必要的管理维护手段，例如端口环回的测试等。 PON的特点 在各种宽带接入技术中，PON技术具备传输距离长、容量大、建设成本低等优势。其特点如下：
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