1、關于光接入網第一張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月1第九章 光纖接入網9.1 光接入網基本概念9.2 光接入網關鍵技術9.3 有源光接入網AON 9.4 無源光接入網PON 2第二張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月光纖接入網 近年來，隨著業務種類和數量的不斷增加，用戶側的業務從傳統的話音為主逐漸向包括話音、視頻及各種交互式數據業務融和的方向發展。接入網成為通信網絡建設和發展的重點。光接入網是指在接入網中采用光纖作為主要傳輸媒質的接入技術，相比較其他的如銅線接入技術和無線接入技術等而言，光接入網具有傳輸容量大、傳輸距離長、對業務透明性好等優點，是固定接入領域內最佳的解決方案。 3

2、第三張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.1 光接入網基本概念 按照電信網的概念，可以將全網分為公用電信網和用戶駐地網兩大塊。用戶駐地網是屬于用戶所有，因而，通常電信網是指公用電信網部分。 目前國際上已經傾向于將長途網和中繼網合在一起稱為核心網。相對于核心網而言，其他部分統稱為接入網。接入網主要完成將所有用戶接入到核心網的任務。4第四張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.1.1 接入網1. 接入網定義 ITU-T建議G.902對接入網的定義如下： 接入網是由業務節點接口（SNI）和用戶網絡接口（UNI）之間的一系列傳送實體（如線路設施和傳輸設施）組成的、為傳送電信業務提供所需要

3、的傳送承載能力的實施系統，可經由Q3接口進行配置和管理。其中的傳送實體可提供必要的傳送承載能力，通常接入網對用戶信令是透明的，可不作解釋。原則上，對接入網可以實現的SNI和UNI的類型和數目沒有限制。 5第五張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月Y.1231 IP接入網 隨著Internet和各種IP類數據業務應用的快速普及，ITU-T提出了適應于IP業務的IP接入網定義。建議Y.1231將IP接入網定義為IP用戶和ISP之間為提供所需的、接入到IP業務的能力的網絡實體的實現。Y.1231定義的接入網的結構和實現形式都較G.902靈活。 為便于讀者理解和把握接入網的總體概念，本章中所涉及的

4、接入網內容主要以G.902建議為參照。 6第六張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月2. 接入網的定界 在電信網中接入網的定界如圖9-1所示。 從圖中可知，接入網所覆蓋的范圍是由三個接口來定界，即網絡側經業務節點接口（SNI）與業務節點（SN）相連；用戶側經用戶網絡接口（UNI）與用戶相連；管理側經Q3接口與電信管理網（TMN）相連，不具備Q3接口時通常需經由協調設備（MD）與TMN相連。SN是提供業務的實體，是一種可以接入各種交換型和/或永久連接型電信業務的網絡單元。 7第七張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月圖9-1 接入網的定界8第八張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月3

5、. 接入網的分層 為了便于網絡設計與管理，接入網按垂直方向分為三個獨立的層次。其中每一層為其相鄰的高階層提供傳送服務，同時又使用相鄰的低階層所提供的傳送服務，這三層分別是電路層、通道層和傳輸媒質層。在網絡分層后，每一層仍顯得很復雜，因此可以進一步將每一層網絡劃分為若干個子網，每一個子網又可以進一步分割成若干個更小的子網。 9第九張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月圖9-2 接入網通用協議參考模型 10第十張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月4. 接入網的主要特點 完成復用、交叉連接和傳輸功能 提供各種綜合業務 網徑較小 成本與用戶有關 線路施工難度較大 光纖化程度高 對環境的適應能

6、力強 組網能力強11第十一張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月圖9-3 接入網分類示意圖線對增容技術PG數字用戶線技術（xDSL）電力線接入技術PLC有線接入網無線接入網有線無線混合接入網接入網銅線接入網光纖接入網光纖銅線混合接入網（HFC）固定終端無線接入網移動終端無線接入網有源光纖接入網AON無源光纖接入網PON12第十二張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.1.2 光纖接入網 光纖接入網（OAN，Optical Access Network）是指在接入網中采用光纖作為主要傳輸媒質來實現信息傳送的網絡形式。它不是傳統意義上的光纖傳輸系統，而是針對接入網環境所設計的特殊的光纖傳

7、輸網絡。13第十三張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月1. 光纖接入網的主要結構 光纖接入網采用光纖作為主要傳輸媒質，而局側和用戶側發出和接收的均為電信號，所以在局側要進行電/光變換，在用戶側要進行光/電變換，才可實現中間線路的光信號傳輸。一個一般意義上的光纖接入網示意圖如圖9-4所示。 一個光接入網主要由光線路終端 OLT、光分配網絡 ODN 和光網絡單元 ONU 等組成。 14第十四張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月圖9-4 光纖接入網示意圖15第十五張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月圖9-5 光纖接入網的參考配置16第十六張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月有

8、源光網絡AON和無源光網絡PON 從系統配置上可將OAN分為無源光網絡PON和有源光網絡AON。 無源光網絡PON是指在OLT和ONU之間沒有任何有源的設備而只使用光纖等無源器件。PON對各種業務透明，易于升級擴容，便于維護管理。有源光網絡（AON）中，用有源設備或網絡系統（如SDH環網）的ODT代替無源光網絡中的ODN，傳輸距離和容量大大增加，易于擴展帶寬，網絡規劃和運行的靈活性大，不足的是有源設備需要機房、供電和維護等輔助設施。 17第十七張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月圖9-6 ODN中的光通道18第十八張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月光纖接入網的拓撲結構 光纖接入網

9、的拓撲結構主要有總線形、環形和星形。由此又可以派生出樹形、雙星形、環形星形等結構，如圖9-7所示。19第十九張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月圖9-7 光纖接入網的拓撲結構(部分)20第二十張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.1.3 光纖接入網的應用類型 根據ONU位置的不同，可以將OAN劃分為幾種基本的應用類型，即光纖到路邊FTTC、光纖到樓FTTB、光纖到家或辦公室FTTH/FTTO等。 從發展來看，光接入網的普及主要受到成本和內容等多方面的制約，從長遠來看，以FTTH/O家庭（辦公室）無線網的形式實現寬帶接入可能是一種較好的選擇。21第二十一張，PPT共八十五頁，創作于

10、2022年6月9.1.4 光接入網性能指標 表9-1給出了OAN的容量和ONU的類別，其中的通路傳輸距離是邏輯距離，即特定系統（由幀結構和ONU數量限定的系統）所能達到的最大傳輸距離。ONU的類別是按照其在用戶側所需要最大容量來定義的，其單位為B（即64kbit/s通路），一般情況下不含控制和信令通路。22第二十二張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月表9-1 OAN和ONU類別比較參數類型1（例如SDM和WDM）類型2（例如TCM）ODN接口至少4個ODN接口，總容量800B，每個ODN接口至少200B至少4個ODN接口，總容量800B，每個ODN接口至少100B最大分路比最大邏輯距離2

11、0km以下時：16最大邏輯距離10km以下時：32最大邏輯距離20km以下時：8最大邏輯距離10km以下時：16ONU類別類別1：至少2B，類別2：至少16B，類別3：至少32B，類別4：至少64B，類別5：至少128B類別1：至少2B，類別2：至少16B，類別3：至少32B，類別4：至少64B，類別5：至少64B23第二十三張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月光纖光纜指標 考慮到OAN應用的實際環境，距離一般較近，傳輸速率也不會很高，因此目前建議使用G.652光纖，暫不使用多模光纖和其他類型的單模光纖。工作波長必須在1310nm（12601360nm）或1550nm（14801580n

12、m）波長段。 目前主要規定了三種類別的光通道損耗，如表9-2所示。表9-2 三種類別的光通道損耗類別類別A類別B類別C最小損耗（dB）51015最大損耗（dB）20253024第二十四張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月第九章 光纖接入網9.1 光接入網基本概念9.2 光接入網關鍵技術9.3 有源光接入網AON 9.4 無源光接入網PON 25第二十五張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.2 光接入網關鍵技術9.2.1 突發收發技術9.2.2 突發同步技術9.2.3 測距技術9.2.4 多址接入技術9.2.5 動態帶寬分配技術9.2.6 光功率的動態調節9.2.7 服務質量和安全

13、技術26第二十六張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.2.1 突發收發技術 采用直接調制的光發送機，其建立穩定的信號輸出需要一定的時間，而在光接入網中，需要具有突發收發的能力。例如對于采用TDMA的ONU而言，每個ONU只能在每一幀的特定時刻發送上行信號，因此需要有快速的功率開啟和切斷的功能。同時對于光接入網中發送機的消光比也有較高的要求。多個ONU對應于一個OLT，在每一時刻只有一個ONU發送信號，其他所有ONU都應處于關斷狀態，此時要求其余所有ONU的殘留光之和不能對正在發光的ONU產生影響。 OLT側也有類似的問題。如多個ONU發送的信號到達OLT側會有功率的波動，OLT的接收機

14、需要能靈活快速地調整接收電平，迅速地接收和恢復數據。27第二十七張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.2.2 突發同步技術 由于各ONU與OLT的距離不同，因此各個信元信號經傳輸延遲后，到達OLT時的比特相位不同，OLT接受到從ONU來的短脈沖數據流，這些數據流的比特相位各不相同且是未知。由于組成上行幀的各ONU傳輸的信元數有限，為了不丟失有用信息，需有較快的比特同步，OLT處的比特同步必須在每個上行ONU短脈沖數據流期間建立。使得快速比特同步電路在幾個比特周期內與輸入數據同步，從而把每個ONU發送的信號正確恢復出來。 28第二十八張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.2.3

15、測距技術 光接入網的環境是典型的點到多點方式，由于各個ONU到OLT的距離不等，為了防止各個ONU所發上行信號發生沖突，OLT需要一套測距功能，以保證不同物理距離的ONU與OLT之間的“邏輯距離”相等，即傳輸延遲一致，以避免碰撞和沖突的出現。 測距也即測量各個ONU到OLT的實際距離，并將所有的ONU到OLT的虛擬距離設置相等的過程。29第二十九張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月測距實現 測距過程分為三個子過程：靜態粗測距；靜態精測距；動態精測距。系統初始化時或當一個新的ONU加入時或一個ONU重新加電時，靜態粗測距起作用，為保證該過程對數據傳輸的影響較小，采用低頻低電平信號作為測距信

16、號；靜態精測距是達到所需測距精度的中間環節，每當ONU被重新激活時都要進行一次，它占據一個上行傳輸時隙；動態精測距是在數據傳輸過程中，使用數據信號來進行測距。精態精測距過程結束后，OLT指示ONU可以發送數據了，在發送數據過程中，OLT持續地測量各ONU環路延時，及時調整補償時延以適應各種因素對環路時延的影響。 30第三十張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.2.4 多址接入技術 時分多址接入TDMA 波分多址接入WDMA 碼分多址接入CDMA31第三十一張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月時分多址接入技術 TDMA 上行傳輸時將時間分成若干個時隙，每一時隙內只安排一個ONU以分

17、組方式向OLT發送分組信息。每個ONU嚴格按照預先規定的順序依次發送。為了避免與OLT距離不同的ONU所發的上行信號在OLT處發生沖突，OLT需要有一套復雜的測距功能，不斷測量每一ONU與OLT之間的時延（即邏輯距離），指揮每一個ONU調整發送時間，使之不至于互相沖突。32第三十二張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月波分多址接入技術 WDMA 波分多址接入WDMA方式是采用不同的波長對應于不同的ONU。采用單根光纖，兩個方向的信號（上行信號和下行信號），分別調在不同的波長上。各個ONU不同波長的上行光信號，送至光分路器并耦合進光纖，該復用信號到達OLT后，利用WDM器件可分出屬于各個ON

18、U的光信號，再經過光電檢測器，解調出電信號。上行傳輸（從ONU到OLT）必須工作在1310nm波長區，下行傳輸（OLT到ONU）工作在1310nm或1550nm波長區。當上、下行均工作在1310nm波長區時，上行信號處于1310nm波長區高端，下行信號處于1310nm波長區低端。33第三十三張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月碼分多址接入技術 CDMA 碼分多址接入CDMA方式是為每一個ONU分配一個多址碼，并將各ONU的上行信碼與其進行模二加后，再去調制具有相同波長的激光器，經光分路器（OBD）合路后傳輸到OLT，通過檢測、放大和模二加等電路后，恢復出ONU送來的上行反碼。34第三十四

19、張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.2.5 動態帶寬分配 在上行方向，任意時刻不同ONU對帶寬的需求是不一樣的，這就涉及到帶寬分配及其算法的問題。帶寬分配要求提供一套最有效的在盡可能保證每個ONU需求的同時高效利用網絡資源的手段。帶寬分配算法既要考慮連接業務的性能特點和其服務質量的要求，又要考慮接入控制的實時性。 動態帶寬分配可以通過包括消息和狀態機等技術來實現。35第三十五張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.2.6 光功率的動態調節 每個ONU與中心接收機的光路損耗是不同的，所以中心節點的光接收機必須能夠應付從一個突發到另一個突發的不同的光接受功率，因此，接收機需要較大的

20、動態范圍，并且能夠設定門限快速區分比特“0”和比特“1”。此外每個傳輸節點的輸出功率將根據該節點的光路損耗而進行調節，從而降低對光接收機的動態范圍的要求。36第三十六張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.2.7 服務質量和安全技術 光接入網的服務質量和安全技術是保證用戶對于不同業務類型需求的關鍵技術。采用TDM方式傳送下行數據的光接入網，必須采取一定的認證和鑒權機制，以保證每一個ONU只能獲得自己所需的信息。而對于上行信號而言，需要采取認證機制以保證只有合法的ONU可以與OLT建立連接。同時針對用戶的不同類型的業務，如對時延、誤碼率等要求不同的話音和視頻業務等采取不同的對策加以區別對待

21、。37第三十七張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月第九章 光纖接入網9.1 光接入網基本概念9.2 光接入網關鍵技術9.3 有源光接入網AON 9.4 無源光接入網PON 38第三十八張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.3 有源光接入網AON9.3.1 AON基本概念9.3.2 基于PDH的AON9.3.3 基于SDH的AON39第三十九張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.3.1 AON基本概念Active Optical Network有源光接入網AON中的ODN由包括PDH或SDH的有源節點設備構成。AON的本質是一個點對多點的光纖傳輸系統，主要適用于大客戶環境。

22、根據復用體制的不同，又可以分為基于PDH的AON和基于SDH的AON，其中后者目前應用較多。40第四十張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.3.2 基于PDH的AON PDH有源光接入網采用PDH點到點方式將OLT和多個ONU相連，其基本的性能指標和參數與傳統的光纖本地環路系統（FITL）相似，包括發送功率、接收靈敏度和過載點、線路碼型、工作波長、運行和維護特性等。 基于PDH的AON一般可以通過V5接口與本地終端互連。41第四十一張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月SPDH 和 PSDH 由于PDH的光接入網只具有縱向兼容性，同時復用過程較為復雜，因此又提出了SPDH和PSDH

23、兩種改進的AON。SPDH稱為同步的PDH，其核心是在PDH二次群（E2）或三次群（E3）速率等級實現比特同步的復用和解復用，這樣可以大為提高其業務上下的靈活性，缺點是標準化程度較低。PSDH稱為準同步的SDH，其采用了一種新的同步字節復用的幀結構，ITU-T建議G.832對此進行了規范。PSDH可以在不改變現有的PDH線路系統情況下透明傳送SDH凈負荷，缺點是可能會引入較大的指針調整抖動。 42第四十二張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.3.3 基于SDH的AON SDH技術已經在核心網絡和城域網絡中得到了廣泛的應用，在接入網環境中使用SDH有源接入可以實現與城域網的無縫互連，因此

24、是目前應用較多的一種形式。但是在干線系統中使用的SDH設備并不能直接在接入環境中使用，還必須解決小型化、低成本以及安裝和維護等問題。43第四十三張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月1. 接入環境對SDH設備的要求 SDH技術誕生之初是針對高速率、大容量的光纖傳輸系統所設計的，因此在接入網中使用時存在一些缺點，需要有專門的要求。 干線系統中，支路信號在映射入SDH時會經由多次映射和指針調整過程，而在接入環境中由于業務的特殊性一般只需要一次映射即可完成映射過程，因此復雜的系統映射過程可以簡化。SDH規定的STMN中，考慮到接入網的業務實際需求，其系統構成復雜度、各項指標等都可以有所降低。同時

25、對于時鐘同步、設備類型構成、網絡管理、保護倒換配置等方面都可以有所簡化。 44第四十四張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月2. 簡化SDH系統的方案 簡化系統 設立子速率 簡化網管 簡化保護配置。 靈活組網方式 簡化映射和復用過程。 簡化時鐘同步。 45第四十五張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月3. 基于SDH的AON發展趨勢 考慮到SDH體制在現有的干線網絡中占據絕大多數份額，因此接入側選用SDH的AON具有明顯的優勢。但是必須注意到的是，接入側的業務類型越來越多的是基于IP類業務和應用，包括各種Ethernet業務，而面向電路連接的SDH對IP業務的承載存在一定缺陷，需要采用

26、一些特殊的適配技術才能較高效率地承載IP業務。同時從維護角度出發，在接入網中存在大量的有源節點，不僅對于供電等保障要求較高，也使得應用上存在一定的局限性。基于SDH的AON對于像政府、金融等租用線業務較為適宜，但從長遠來看，光接入網的發展趨勢是無源化。 46第四十六張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月第九章 光纖接入網9.1 光接入網基本概念9.2 光接入網關鍵技術9.3 有源光接入網AON 9.4 無源光接入網PON 47第四十七張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.4 無源光接入網PON9.4.1 PON基本概念9.4.2 基于ATM的無源光接入網APON9.4.3 基于Et

27、hernet的無源光接入網EPON9.4.4 千兆比特兼容的無源光接入網GPON48第四十八張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.4.1 PON基本概念 在光接入網中如果ODN全部是由無源器件組成，不包括任何有源節點，則這種光接入網就是無源光接入網PON。PON中的ODN部分僅由光分路器、光纜等無源器件組成，因此PON具有極高的可靠性，同時對環境的依賴程度小，是光接入網中最為看好的技術。 考慮到實際用戶環境的復雜性，PON的結構也具有多種形式，一般來說前文所述的星型、樹型和總線型結構都可以使用，但是考慮到FTTH等最終實現形式，采用點到多點的星型結構是比較合適的。49第四十九張，PPT

28、共八十五頁，創作于2022年6月PON 基本概念 （續） PON的結構中，OLT和多個ONU（有時也將用戶側設備稱為光網絡終端ONT）之間進行通信，一般采用的方法是下行數據信號使用1490nm信號，上行數據信號采用1310nm信號，而下行視頻業務流則采用1550nm信號。如果PON的分路比較高，即一個OLT需要連接較多個ONU，且距離較長時，也可考慮在OLT側設置光放大器，提高總的功率。ITU-T在G.983系列建議中規定，PON的分路比至少支持1：16或更高（目前多為1：32或1：64），OLT與ONU之間的物理距離不得少于20km。50第五十張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.4

29、.2 基于ATM的APON APON是在PON上實現基于ATM信元傳輸的接入技術，最早由全業務接入網組織FSAN于20世紀90年代提出，并由ITU-T完成標準化的工作。APON系統為點到多點的傳輸系統的復用和多路接入方式提供了良好的基礎，這種傳輸結構為多用戶共享整個帶寬提供了基礎。APON采用TDM方式，并通過信頭的虛通道標識符虛通路標識符（VPI/VCI）進行二級尋址，并根據不同業務的QoS（服務質量）進行不同的轉接處理。51第五十一張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月APON工作原理 一個典型的采用樹型分支拓撲結構的APON系統如圖9-8所示。APON采用以信元為基礎的TDM/TDM

30、A方式，系統采用單纖雙向波分復用方式，即上行信號用1310nm波長，下行信號用1550nm波長，分路比小于32。在下行方向，由ATM交換機來的ATM信元先送給OLT，OLT將其轉變為連續的155.52Mbit/s或622.08Mbit/s的下行幀，并以廣播方式傳送給與OLT相連的各ONU，每個ONU可以根據信元的VCI/VPI選出屬于自己的信元送給終端用戶。 52第五十二張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月圖9-8 APON結構示意圖53第五十三張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月圖9-9 APON幀結構54第五十四張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月APON 幀結構說明 圖

31、9-9中，155.52Mbit/s和622.08Mbit/s的下行幀由連續的時隙流組成，每個時隙包含53字節的ATM信元和PLOAM信元（物理層運行和維護信元，用來轉換物理層運行和維護信息，還能攜帶ONU上行接入時所需的授權信號）。每隔27個時隙中插入一個PLOAM信元。速率為155.52Mbit/s的下行幀包含2個PLOAM，共有56個時隙；而622.08Mbit/s的下行幀包含8個PLOAM，共有224個時隙。 55第五十五張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月APON 幀結構說明 （續） 每一個PLOAM有27個授權信號，每一幀僅需53個授權信號，所以，622.08Mbit/s的下行

32、幀中，后面的6個PLOAM信元的授權信號區全部填充空閑授權信號，不被ONU使用。上行幀采用155.52Mbit/s，共有53個時隙，每個時隙包含56個字節。其中3個字節是開銷字節，包括：防護時間前置碼定界符 防護時間長度，前置碼和定界符格式由OLT編程決定，其內容由下行方向PLOAM信元中控制上行開銷信息決定。56第五十六張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.4.3 基于Ethernet的EPON EPON是由國際電氣電子工程師協會IEEE提出并標準化。IEEE的第一英里以太網EFM（Ethernet in the First Mile Study）工作組于2002年7月制定了EPON

33、草案。 EPON的ODN由無源分光器件和光纖線路構成，EFM確定分路器的分光能力在1：16到1：128之間從OLT到ONU的方向稱為下行方向，反之稱為上行方向。上行和下行線路的光信號占用C波段（1550 nm窗口）的某兩個不同波長，速率均為1 Gbit/s，傳輸距離可達20 km。57第五十七張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月EPON 上下行方案 在下行鏈路上，OLT以廣播方式發送以太網數據幀。通過1：N的無源分光器，數據幀到達各ONU，ONU通過檢查接收到的數據幀的目的媒體接入控制（MAC）地址和幀類型（如：廣播幀、OAM幀）來判斷是否接收此幀 在上行鏈路上，各ONU的數據幀以突發方

34、式通過共同的無源分配網傳輸到OLT，因此必須有一種多址接入方式保證每個激活的ONU能夠占用一定的上行信道帶寬。考慮到業務的不對稱性和ONU的低成本，EFM工作組決定在上行鏈路上采用TDMA方式。 58第五十八張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月圖9-10 EPON 下行信號示意59第五十九張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月圖9-11 EPON 上行信號示意60第六十張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月EPON的上行接入技術 EPON上行接入技術可以使用時分多址復用（TDMA）、波分多址復用（WDMA）、碼分多址復用等方式（CDMA）。綜合考慮下，現在一般都是采用時分復用多址

35、接入方式，波分復用多址接入方式從長遠來看也具有較大的競爭力。為了保證上行帶寬的動態分配能力，EPON還提出了輪詢機制等對時分多址接入進行補充。61第六十一張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月2. EPON安全機制 EPON中的認證機制 EPON中的加密機制62第六十二張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月3. EPON業務等級區分 由于EPON的主要服務對象是家庭用戶和小企業，業務種類多，需求差別大，計費方式多樣，而利用上層協議并不能解決EPON中的數據鏈路層的業務區分和時延控制。因此，支持業務等級區分是EPON必備的功能。 EFM已經初步提出將用戶的業務分為P0P2三個級別，對應于

36、不同的業務類型。在分配帶寬和安排上行時隙等時根據優先級高級進行排隊。63第六十三張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月9.4.4 千兆比特兼容的無源光接入網GPON ITU-T在APON基礎上，提出了千兆比特兼容的無源光接入網GPON。GPON的主要設想是在PON上傳送多業務時保證高比特率和高效率。由于GPON一開始就自下而上地重新考慮了PON的應用和要求，為新的方案奠定了基礎，不再基于早先的APON標準。它一方面保留了與PON不是直接相關的許多功能，如OAM消息、DBA等；另一方面GPON則基于完全新的傳輸會聚（TC）層。GPON采用的是一個以幀為基礎的協議，用通用成幀程序（GFP）作業

37、務映射。 64第六十四張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月GPON總體目標 幀結構可以從622Mbit/s擴展到2.5Gbit/s，并支持不對稱比特率； 對任何業務都保證高帶寬利用率和高效率； 把任何業務（TDM和分組）都通過GFP裝入125s的幀中； 對純TDM業務作高效率的無開銷傳送； 通過帶寬指示器為每一ONT動態分配上行帶寬。65第六十五張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月1. GPON基本結構 圖9-12給出了GPON總體結構示意，而圖9-13給出了由G.984.2建議規劃的GPON參考模型。GPON 由光線路終端 OLT 、光網絡單光網絡終端（ ONU/ONT ）及光纖

38、分配網 ODN 組成。 OLT 位于中心機房，向上提供廣域網接口，包括 GE 、 ATM 、 DS-3 等； ONU/ONT 放在用戶側，為用戶提供 10/100BaseT 、 T1/E1 、 DS-3 等應用接口，適配功能 AF 在具體實現中可能集成于 ONU/ONT 中； ODN 由分支器 / 耦合器等無源器件構成；上下行數據工作于不同波長，下行數據采用廣播方式發送，上行數據采用基于統計復用的時分多址方式接入。 66第六十六張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月圖9-12 GPON總體結構67第六十七張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月圖9-13 GPON 協議模型68第六十八張

39、，PPT共八十五頁，創作于2022年6月2. GFP通用成幀規程及傳輸匯聚子層 GTC GFP在SDH和OTN網絡中的使用分別在ITU-T G.707/Y1322和G.709/Y1321中做了規定。用戶層信號可以是基于分組（例如IP/PPP，Ethernet），恒定比特率（CBR）或其他任何類型。GFP可以靈活地將不同的業務數據映射進字節同步的傳送網中，是GPON中的關鍵技術之一。69第六十九張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月圖9-14 GEM幀結構70第七十張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月GPON傳輸匯聚子層（GTC） G.984.3為GPON定義了一個全新的傳輸會聚子層G

40、TC，該子層可以作為通用的傳輸平臺來承載各種客戶信號（ATM、GEM）。 GTC層主要由GTC成幀子層（GTC Framing sublayer）和TC適配子層構成，GTC成幀子層應實現的功能包括：復用和解復用功能，實現PLOAM、ATM和GEM流與TC傳輸幀的復用/解復用；TC傳輸幀幀頭的產生/解碼；基于Alloc ID的內部交換功能。TC適配子層提供3種適配：ATM適配、GEM適配和OMCI適配。71第七十一張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月圖9-15 GPON GTC層協議棧GEM：GPON封裝機制OMCI：運營管理控制接口TC：傳輸匯聚DBA：動態帶寬控制72第七十二張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月圖9-16 GTC C/M平面協議棧73第七十三張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月圖9-17 GTC數據平面協議棧74第七十四張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月GPON 媒質接入控制MAC GTC在上行方向提供業務流的媒體接入控制功能，GTC是通過下行GTC數據幀的控制字節來完成對上行方向每個ONU發送的T-CONT進行控制的，如圖9-18所示。GPON下行數據幀的幀頭中包括下行物理層控制塊（PCBd，Physical Control Block downstream ），其中包含了上行帶寬映射（US BW Map，UpStream BandW