为何称PON技术为“网络的最后一公里”,五分钟完成网络技术学习扩展,下面我们就来聊聊关于pon技术工作原理?接下来我们就一起去了解一下吧!
pon技术工作原理
为何称PON技术为“网络的最后一公里”,五分钟完成网络技术学习扩展
所谓的最后一公里,指的是骨干网络到用户终端之间的所有设备。其一般长度为几百米到几公里。由于骨干网一般采用光纤结构,传输速度快,因此,最后的一公里便成为了整个网络系统的瓶颈,也就是我们说的接入网。接入网的接入方式包括铜线(普通电话线)接入、光纤接入、光纤同轴电缆(有线电视电缆)混合接入和无线接入等几种方式。
国际电信联盟(ITU-T)第13组于1995年7月通过了关于接入网框架结构方面的新建议G.902,其中对接入网的定义如下:
接入网由业务节点接口(SNI)和用户-网络接口(UNI)之间的线路设备和传输设施组成,为供给电信业务而提供所需传送承载能力的实施系统,可经由管理接口配置和管理。原则上对接入网可以实现的UNI和SNI的类型和数目没有限制。
SNI(业务节点接口)是接入网和业务节点之间的接口,它独立于业务节点和交换机,把不同的业务的SN通过不同的SNI与接入网相连,向用户提供多种不同的业务服务。可分为支持单一接入的SNI和综合接入的SNI。UNI(用户-网络接口)是接入网与用户终端间的接口,能够支持目前网络所能够提供的各种接入类型和业务,接入网的发展不应限制现有的业务和接入类型。对不同的业务,对应不同的接口类型。
而无光源网络PON则被认为是未来接入网络的发展方向。由于它提供的带宽可以满足现在和未来各种宽带业务的需要,所以在解决宽带接入问题上被普遍看好;另一方面,无论在设备成本还是运维管理开销方面,其费用都相对较低。
PON系统结构主要由中心局的光线路终端(OLT: OpTIcal Line Terminal)、包含无源光器件的光分配网(ODN: OpTIcal DistribuTIon Network)、用户端的光网络单元/光网络终端(ONU/ONT Optical Network Unit / Optical Network Terminal)组成,其区别为ONT直接位于用户端,而ONU与用户之间还有其它网络,如以太网) 以及网元管理系统(EMS)组成,通常采用点到多点的树型拓扑结构。PON网络的突出优点是消除了户外的有源设备,所有的信号处理功能均在交换机和用户宅内设备完成。
工作原理:
OLT将送达各个ONU的下行业务组装成帧,以广播的方式发给多个ONU,即通过光分路器分为N路独立的信号,每路信号都含有发给所有特定ONU的帧,各个ONU只提取发给自己的帧,将其它ONU的帧丢弃;上行方向从各个ONU到OLT的上行数据通过时分多址(TDMA)方式共享信道进行传输,OLT为每个ONU都分配一个传输时隙。这些时隙是同步的,因此当数据包耦合到一根光纤中时,不同ONU的数据包之间不会产生碰撞。
PON技术的种类:
1、APON技术:1995年,全业务网络联盟 FSAN(Full Service Access Network)成立,旨在共同定义一个通用的PON标准。1998年,国际电信联盟ITU-T工作组,以155Mbps的ATM技术为基础,发布了G.983系列 APON(ATM PON)标准。在PON上实现基于ATM信元的传输,即APON(简称APON)技术。
2、EPON技术:几乎与APON系统同时,IEEE也成立了EFM研究组,在光纤接入网方面推出基于以太网的EPON(以太网无源光网络)。它的研究范围也限于体系结构,并要符合现有802.3的媒体接入控制(MAC)层功能。研究组于2004年4月推出了EPON的标准IEEE 802.3ah,上下行速率1Gbit/s(采用8B/10B编码后,线路速率1.25Gbit/s),结束了各EPON厂家采用私有协议开发设备的无标准状态。EPON是基于以太网技术的宽带接入系统,它利用PON的拓扑结构实现以太网的接入。数据链路层的关键技术主要包括:上行信道的多址控制协议(MPCP)、ONU的即插即用问题、OLT的测距和时延补偿协议及协议兼容性问题。
3、GPON技术:GPON为千兆无源光网络或称为吉比特无源光网络,GPON技术是基于ITU-TG. 984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准,具有高带宽、高效率、大覆盖范围、用户接口丰富等众多优点,被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化,综合化改造的理想技术。
PON技术的优势:
1、多业务:PON系统要求提供语音,数据,视频等业务接入,业务透明性好,实现真正意义的全业务接入 。
2、高带宽:EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽,并且随着以太技术的发展可以升级到10Gb/s。GPON则是高达2.5Gb/s的带宽。
3、长距离接入:光纤的传输距离高达数百公里,所以实际上物理传输层的距离瓶颈在收发光信号的设备光器件上,目前PON标准规定距离为20km,一把来说很富余了;
4、成本相对低:由于PON系统的ODN部分没有电子部件,无需电源供应,因此容易铺设,基本不用维护,建设维护成本低。
5、扩展性好:PON网络作为一种点到多点网络,以一种扇出的结构既节省光纤的资源,同时这种共享带宽的网络结构能够提供灵活的带宽分配。对终端的接入无需增加主干部分的线路,所以,当系统需要扩充时,所需改动的部分最小,工程实施较为简单。
6、良好的QoS保证;PON系统设计中,由于本身就是为电信运营商提供多业务接入而设计的技术方案。在不同业务的服务质量、优先级保证等技术措施上,提供了多种应用解决手段。因此,可以设置及时、可靠的响应机制,从而实现了多业务、不同服务等级的综合接入系统。
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