无源光网络接入技术-计算机网络基础

在PON 中采用ATM 技术，就成为ATM 无源光网络（ATM-PON，APON）。APON 是实现宽带接入的一种常用网络形式，电信骨干网绝大部分采用ATM 技术进行传输和交换，显然，无源光网络的ATM 化是一种自然的做法。APON 将ATM 的多业务、多比特速率能力和统计复用功能与无源光网络的透明宽带传送能力结合起来，从长远来看，这是解决电信接入“瓶颈”的较佳方案。

APON 实现用户与N 个主要类型业务节点之间的连接，即PSTN/ISDN 窄带业务、B-ISDN宽带业务、非ATM 业务（数字视频付费业务）和Internet 的IP 业务。

APON 的模型结构如图8.23所示。其中，UNI 为用户网络接口，SNI 为业务节点接口，ONU 为光网络单元，OLT 为光线路终端。

图8.23　APON 模型结构

PON 是一种双向交互式业务传输系统，它可以在业务节点（SNI）和用户网络节点（UNI）之间以透明方式灵活地传送用户的各种不同业务。基于ATM 的PON 接入网主要由光线路终端OLT（局端设备）、光分路器（Splitter）、光网络单元ONU（用户端设备），以及光纤传输介质组成。

其中，ODN 内没有有源器件。局端到用户端的下行方向，由OLT 通过分路器以广播方式发送ATM 信元给各个ONU。各个ONU 则遵循一定的上行接入规则将上行信息同样以信元方式发送给OLT，其关键技术是突发模式的光收发机、快速比特同步和上行的接入协议（媒质访问控制）。ITU-T 于1998年10月通过了有关APON 的G.983.1 建议。该建议提出下行和上行通信分别采用TDM 和TDMA 方式来实现用户对同一光纤带宽的共享。同时，主要规定标准线路速率、光网络要求、网络分层结构、物理媒质层要求、会聚层要求、测距方法和传输性能要求等。G.983.1 对MAC 协议并没有详细说明，只定义了上下行的帧结构，对MAC协议做了简要说明。

1999年ITU-T 又推出了G.983.2 建议，即APON 的光网络终端（Optical Network Terminal，ONT）管理和控制接口规范，目标是实现不同OLT 和ONU 之间的多厂商互通，规定了与协议无关的管理信息库被管实体、OLT 和ONU 之间信息交互模型，ONU 管理和控制通道以及协议和消息定义等。该建议主要从网络管理和信息模型上对APON 系统进行定义，以使不同厂商的设备实现互操作。该建议在2000年4月份正式通过。

在宽带光纤接入技术中，电信运营者和设备供应商普遍认为APON 是最有效的，它构成了既提供传统业务又提供先进多媒体业务的宽带平台。(www.xing528.com)

APON 主要特点有：采用点到多点式的无源网络结构，在光分配网络中没有有源器件，比有源的光网络和铜线网络简单，更加可靠，更加易于维护；如果大量使用 FTTH（光纤到家），有源器件和电源备份系统从室外转移到了室内，对器件和设备的环境要求降低，使维护周期加长；维护成本的降低使运营者和用户双方受益；由于它的标准化程度很高，可以大规模生产，从而降低了成本。另外，ATM 统计复用的特点使APON 能比TDM 方式的PON 服务于更多用户，ATM 的QoS 优势也得以继承。

根据G.983.1 规范的ATM 无源光网络，OLT 最多可寻址64 个ONU，PON 所支持的虚通路（VP）数为4 096，PON 寻址使用ATM 信元头中的12 位VP 域。由于OLT 具有VP 交叉互联功能，所以局端VB5 接口的VPI 和PON 上的VPI（OLT 到ONU）是不同的。限制VP数为4 096 使ONU 的地址表不会很大，同时又保证了高效地利用PON 资源。

以ATM 技术为基础的APON，综合了PON 系统的透明宽带传送能力和ATM 技术的多业务多比特率支持能力的优点，代表了接入网发展的方向。APON 系统主要有以下优点：

（1）理想的光纤接入网：无源纯介质的OAN 对传输技术体制的透明性，使APON 成为未来光纤到家、光纤到办公室、光纤到大楼的最佳解决方案。

（2）低成本：树状分支结构，多个ONU 共享光纤介质使系统总成本降低；纯介质网络，彻底避免了电磁和雷电的影响，维护运营成本大为降低。

（3）高可靠性：局端至远端用户之间没有有源器件，可靠性较有源OAN 大大提高。

（4）综合接入能力：能适应传统电信业务PSTN/ISDN；可进行Internet Web 浏览；同时具有分配视频和交互视频业务（CATV 和VOD）能力。

虽然APON 有一系列优势，但由于APON 树状结构和高速传输特性，还需要解决诸如测距、上行突发同步、上行突发光接收和带宽动态分配等一系列技术及理论问题，这给APON系统的研制带来一定的困难。目前这些问题已基本得到解决，我国的APON 产品已经问世，APON 系统正逐步走向实用阶段。