PON:無源電子設備-中文百科頻道

網絡簡介

PON技術是一點到多點的光纖接入技術，它由局側的OLT、用戶側的ONU ，以及ODN組成。所謂“無源”是指在ODN中不含有任何有源電子器件及電子電源，全部都由光分路器等無源器件組成。

PON是一種純介質網絡，避免了外部設備的電磁幹擾和雷電影響，減少了線路和外部設備的故障率，提高了系統可靠性，同時節省了維護成本，是通信行業長期期待的技術。同有源系統比較，PON具有節省光纜資源、帶寬資源共享，節省機房投資，設備安全性高，建網速度快，綜合建網成本低等優點。

無源光這種技術發揮功效的主要介質便是無源光的各種元件，同時光纖也發揮了重要作用，所以就成本而言，這種網絡技術的花費較少，不僅如此，此種技術還有另外一個優點，即可防止來自外部環境的各類幹擾，像電磁、雷電等等，因此在安全性方面，此種技術和有源技術相比具有一定的優越性。現階段的無源技術由多種技術結合而成，包括APON、GPON，同時EPON也是其中重要的技術之一，但這幾種技術的不同之處在于二層技術上的差異。

發展曆程

PON(無源光網絡)是一種點到多點的無源光纖接入技術，起源于20世紀90年代。從窄帶PON技術發展到現在的各種寬帶PON技術，PON技術的發展經曆了多個階段。

窄帶PON技術

窄帶PON技術是最早被提出的PON技術，僅能提供業務接入速率在2Mbit/s以下的POTS或者ISDN等窄帶業務。由于各廠商先有窄帶PON産品，後有标準規範，而且各廠商規範不統一，廠商間無法達成一緻，因此至今仍沒有對窄帶PON技術形成統一完整的标準。标準的不統一帶來的是不能形成器件的大規模生産，以至于價格居高不下。由于接入業務類型單一并且速率過低，遠遠不能滿足當前互聯網發展的需要，窄帶PON技術已經基本退出曆史舞台，被寬帶PON技術所替代，僅在少數農村邊遠地區有所應用。

APON技術

APON技術是20世紀90年代中期開發完成的，當時ATM被視為能夠提供各種類型通信的唯一協議，而PON是最經濟的寬帶光纖解決方案，因此，将數據鍊路層ATM技術與物理層PON技術相結合的APON是當時的最佳組合。APON系統由于技術協議成熟完備，因此産品的标準化和成熟度也比較高，設備性能和功能在PON系列産品中是最好的。但随着ATM協議的逐漸退出，同時APON的産品價格仍顯偏貴，使得APON無法得到廣泛應用。

EPON技術

随着Ethernet技術的高速發展，把簡單經濟的Ethernet技術與PON的傳輸結構結合起來的EthernetoverPON概念開始引起技術界和網絡運營商的廣泛重視。與基于ATM協議的APON相比，EPON最大的優越性在于允許設備制造商運營商放棄複雜昂貴的ATM和SONET器件，消除WAN/LAN連接中ATM和IP之間的協議轉換，從而使網絡大為簡化，成本降低。同時，以Ethernet技術為核心的EPON還有許多其他優點，包括協議成熟，技術簡單，易于擴展，面向用戶等，非常适合目前IP業務量飛速發展的應用環境。随着10G以太網技術的成熟，EPON系統的傳輸的速率将會由目前的1000Mbit/s增加至10Gbit/s。

GPON技術

在APON技術應用嚴重受挫後，FSAN(全業務接入網聯盟)在2001年提出了GPON的概念。在FSAN以及ITU—T的努力下，GPON成為光接入網一種全新的解決方案——不但提供高速的比特率，而且支持各種接入服務，特别是非常有效地支持原有格式的數據分組和TDM流。

WDM—PON或其他

WDM—PON被認為是未來PON技術的發展方向，它在PON技術中引入了WDM技術，通過使用多個波長信道來增加系統容量，具有支持大量ONU的能力。WDM—PON由于各用戶獨享波長，因此不需要複雜的MAC協議來進行上行帶寬的調度處理，在協議上比較簡單。但由于WDM—PON的系統性能和容量過分依賴光器件的性能，因此技術發展受到光器件和光傳輸技術發展程度的限制。

基于全光連接的工業PON技術

是指基于ITU-T/IEEE/ETSI的PON标準體系所提出的全光網連接技術。該技術采用開放軟硬件平台架構、SDN管控模型，可構建抗幹擾能力強、傳輸帶寬高、異構協議互轉、網絡安全性高、部署經濟性好的工廠網絡。該技術可應用于企業信息網、工業生産網（包括車間級生産網以及現場級工業閉環控制網絡），促進人工智能、大數據、雲計算融合，助力産業數字化轉型升級。

技術特點

綜述

目前廣泛使用的PON技術在現有的網絡包括兩種主流技術：EPON和GPON。EPON上行和下行帶寬是1.25Gbit/s GPON帶寬為2.5Gbit/s的下遊和上遊的帶寬為1.25Gbit/s，大多數EPON/GPON隻配置了以太網接口，可選POTS和2M接口。

技術現狀

傳統的PON系統下行數據流采用廣播技術、上行數據流采用TDMA技術，以解決多用戶每個方向信号的複用問題。傳統PON技術采用WDM技術，在光纖上實現單纖雙向傳輸，解決2個方向信号的複用傳輸。PON一般由光線路終端(OLT)、分光器(ODU)、用戶終端(ONU)3個部分構成。目前在現網中廣泛應用的PON技術包括EPON和GPON 2種主流技術，EPON上下行帶寬均為1.25 Gbit/s，GPON下行帶寬為2.5 Gbit/s，上行帶寬為1.25 Gbit/s.

目前在實際的FTTx應用場景中，大多數EPON/GPON隻配置了以太接口，可選配置POTS和2M接口。但從技術标準要求上，EPON/GPON均可實現IP業務和TDM業務等多業務接入，并可實現QoS分類。

EPON/GPON均可傳遞時鐘同步信号，可通過OLT的STM-1接口或GE接口，從外部線路中提取頻率同步信号，此時OLT需要支持同步以太網;也可以在OLT設備上從外部BITS輸入時鐘信号，作為該PON的公共時鐘源，ONU與該時鐘源保持頻率同步。

标準發展

雖然10G EPON和PON尚未大規模商用，但10 Gbit/s以上速率的PON技術是近2年ITU-T和FSAN研究的重點和熱點。XG-PON1的相關技術标準已經趨于成熟，XG-PON1之後的NG-PON2标準框架也已基本完成。向多波長擴展是近期技術研究的重點，FSAN已經明确TWDM-PON是未來NG-PON2的技術選擇，但在ITU-T SG15中規範多種技術的G.multi标準也已基本完成，這說明有關多波長擴展的多個技術流派之争遠沒有結束。表1是ITU-T關于GPON、XG-PON1和NGPON2相關标準的制定和成熟情況。