今天我们来聊一聊PON技术的分类！前面我们介绍了PON的网络架构及数据传输方式，了解到：PON在上行方向（从ONU到OLT）是“多点对一点”的结构，多个ONU都向一个OLT发送数据。光分/合路器保证了每一个ONU发送的信号不会被其他ONU所检测到，然而却不能避免：不同ONU同时发送的信号可能“碰撞”。这样，PON上行方向就应该采用一种信道分割机制避免数据“碰撞”，进而公平地共享主干光纤和资源。- 一种是采用波分多址接入（Wavelength Division Mutiple Access，WDMA）来区分不同ONU的上行信道。
- 另一种是采用时分多址接入（Time Division Multiple Access，TDMA）来区分不同ONU的上行信道。
因此，就产生了PON技术的大分类：WDMA PON和TDMA PON。WDMA PON的关键点在于让各个ONU工作在不同的波长上。理论上这是一个简单的解决方案，但实际上由于成本太高而不可行。一方面，WDMA解决方案要求OLT接收多个波长信道，要么配有可调谐的光接收机，要么配有接收机阵列。另一方面，也就是更大的问题在于WDMA PON要求网络运营商要维护多种波长不同的ONU，而不是一种类型的ONU，每个ONU不得不使用窄光谱激光器，从而贵了很多。当用波长不对的ONU替换故障ONU时，还会干扰其他ONU。采用可调谐激光器的ONU可以解决ONU多类型的问题，但会显著提高终端的成本，运营商不会买账。由于这些原因，WDMA PON目前还不是有吸引力的解决方案。其一，采用波长路由PON（Wavelength Routed PON，WRPON），即主要采用波导阵列光栅波分复用器取代波长无关的光分器。其二，上下行信道采用同一波长，ONU使用外调制解调器调制它接收到的OLT发来的信号（作为上行载波信号）。这种方式成本也很高：它在靠近ONU处放置光放大器以补偿信号的衰减，而且需要更贵的光器件以减小反射；同时，对N个ONU的独立传输，OLT必须有N个接收机。其三，还可以让ONU采用成本低的LED，然后它的宽光谱由上行光路中的波导阵列光栅滤波。这种方法需要OLT有N个接收机。如果OLT采用可调谐光接收机的话，某时刻OLT只能接收一个ONU的信号，这实质上是时分多址接入（TDMA）PON了。TDMA PON为了避免多个ONU 发送的信号在光合路器处发生碰撞，要求每个ONU必须只在自己的发送窗口（也称时隙）里发送数据。TDMA PON主要优点便是：所有ONU工作在同一波长上、采用同样的器件，OLT也只需一个接收机。ONU收发器必须工作在线路速率，即使ONU得到的带宽低于线路速率带宽。然而TDMA PON可以通过改变时隙长度有效地改变分配给ONU带宽，采用统计复用以充分利用PON信道容量。在用户接入网中，绝大部分流量通常是从网络到用户的下行流量，而不是用户到网络上行流量，不是对等的（Peer to Peer）。因此，分离上下行信道是合理的。而分离信道有两种思路：一种简单的分离方法就是空分复用，上下行信号分别在两根光纤里传输，即双纤双向PON。这当然会占用光纤资源，同时也会引入多的光分路/合路器，因此产生了第二种。另一种，为节约光纤和减小维护成本，采用一根光纤双向传输，即单纤双向PON。此时，需要使用两个波长。λ1用于上行传输，λ2用于下行传输（如下图所示）。每一波长信道容量可以通过时隙共享灵活地在ONU之间分配。由于只需一个上行波长、一个OLT光收发器，时隙共享（TDMA PON）是接入网中光信道共享的低成本方法，在现网中普遍采用。至于TDMA PON具体包含哪些PON技术，我们下期再见。
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