搜索
光通信及无源光接入网技术介绍报告人：周钊学号：0110349041Outline光通信技术的起源和发展无源光接入网技术简介从TDMPON到WDMPON1光通信：以光为载体传送信息的通信方式的总称，根据传送媒体不同又分为大气、空间、海底光通信和光纤通信光通信3要素：光源、光传输、光检测2000多年前：烽火台——浓烟、火焰西方的大航海时代：旗语1880年贝尔发明了光电话——无线光通信太阳能做光源，传输了213米1960年，红宝石激光器的发明1970年，康宁公司的卡普隆(Kapron)之制作出损耗为20dB/km光纤，世界第一根有实用意义的通信光纤。1977年，贝尔研究所和日本电话电报公司研制成功寿命达百万小时的半导体激光器。1966年，“光纤之父”高锟博士提出光纤通信的设想20世纪80年代：光纤通信的第一个应用高潮期在这一时期，发达国家，如英、日、德、意、法、美等国二战后建立的通信设施正面临更新换代，光纤通信为他们提供了前所未有的机遇。我国于1988年也确立了“大力推广光纤通信在我国的应用”这一方针，并于90年代前期建设了光纤通信应用干线系统。从上世纪90年代至跨世纪前后：光纤通信新技术与产业并行发展时期光纤通信与个人计算机的结合，进入了一个以互联网发展为中心的创新高峰期光纤通信技术的优势光波频率很高，因此可使用的带宽巨大、光纤的传输损耗小、现在光纤的损耗已经降至小于0.2dB/km光波的传输频率高，同时光纤是非导体，因此抗电磁干扰性能好携带信息的光波向外辐射量极小，不容易被检测到，因此光纤通信保密性极好骨干网的容量需求IP业务爆炸性增长IP业务的不确定性造成网络资源的不平衡带宽租用业务正在兴起宽带接入业务（ADSL等）的发展和宽带新业务新应用，如：HDTV，视频会议，战场通信等。网络生存性要求消耗大量容量带宽换QoS的轻载网新思路需要更大的带宽通信市场的正弹性定律和竞争的刺激我国光纤通信网的发展1974年开始低损耗光纤和光通信的研究1970年代中研制成低损耗光纤和室温下可连续发光的半导体激光器1979年在北京和上海分别建立了光通信试验系统1986年建立了国内第一条实用化光缆干线——宁汉光缆1991年起，不再建长途电缆通信系统1999年建成8纵8横光纤骨干网，覆盖了除台湾外所有省会城市和75％地市。21世纪以来，接入网应用，FTTH建设、三网融合。Outline光通信技术的起源和发展无源光接入网技术简介从TDMPON到WDMPON1接入网概念用户接入网(AN)是由业务节点接口(SNI)和相关用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体组成。AN普通电话POTSISDN专线LL无线RADIO视频VIDEO交叉连接器本地交换机广播电视ATM节点交互式电视SNIUNI有线接入•铜线•HDSL•ADSL•铜线光线混合接入•HFC•光纤接入•有源光纤•无源光纤无线接入光纤接入未来的发展趋势1Mbps3M8M25M~100MADSL/ADSL2+基于铜线ADSL2+/VDSL2基于铜线PON/P2P基于光纤Internet接入技术业务数字家庭3km2km1km5km距离2003年2006年视频会议游戏SDTV视频会议SDTVVoDHDTVVoDHDTV2010年2000年解决了双绞线接入的带宽瓶颈问题；解决了双绞线接入的长距离覆盖的问题；全光纤接入可以满足用户长距离、高带宽、全业务的需求光纤接入的主流技术光纤接入分为有源(P2PEthernet)和无源(PON)两种模式；PON是未来光纤接入技术的主流模式；P2PP2MPFTTxxPON(P2MP)APONBPONEPONGPONEthernet(P2P)适合大客户专线接入适合FTTH/O的应用PON技术介绍PON（无源光网络）技术是一种点对多点的光纤传输和接入技术，下行采用广播方式、上行采用时分多址方式，可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构，在光分支点不需要节点设备，只需要安装一个简单的无源光分路器，光信号在传输过程中不再经过放大和再生，网络的分路由光分路器来实现。PON的优点是：宽带化、业务综合化、灵活的组网能力、低成本。PON网络体系结构PON技术介绍Outline光通信技术的起源和发展无源光接入网技术简介从TDMPON到WDMPON1TDM-PON工作原理－下行在ONU注册成动后分配一个唯一的LLID,用于在OLT上标识ONU；在每一个分组开始之前添加一个LLID，替代以太网前导符的最后两个字节；OLT接收数据时比较LLID注册列表，ONU接收数据时，仅接收符合自己的LLID的帧或者广播帧。广播方式TDM-PON工作原理－上行TDMA方式OLT接收数据前比较LLID注册列表；每个ONU在由局方设备统一分配的时隙中发送数据帧；分配的时隙补偿了各个ONU距离的差距，避免了各个ONU之间的碰撞。APON——ATM+PON到20世纪90年代中期人们普遍认为ATM技术是最适合多业务的协议,而PON则是最经济的宽带接入方式,所以将ATM技术和PON技术相结合就成为实现在单一接入平台进行宽带接入的理想途径。APON的关键技术•高速突发同步技术•动态带宽分配算法•大动态范围光信号收发技术•高精度的测距技术缺点信元开销很大，设备成本过高（费力不讨好）EPONEPON与APON最大的区别是前者通过不定长的802.3以太网帧来提供多种业务。帧长从64字节到1518字节。优点：•与现有以太网的兼容性.•以太网技术,是迄今为止最成功和成熟的局域网技术.在WAN和LAN连接时将减少APON在ATM和IP协议间转换.•高带宽.•根据目前的讨论,EPON的下行信道为百兆/千兆的广播方式,而上行信道为用户共享的百兆/千兆信道.这比目前的接入方式,如Mo-dem、ISDN、ADSL甚至APON(下行622/155Mbit/s,上行共享155Mbit/s)都要高得多.•低成本.•组网灵活EPON系统能够满足当前宽带业务的要求，是近期宽带光接入及FTTH的主要实现方式。目前EPON技术可研究的关键技术主要有：上行动态带宽分配算法（DBA）多业务承载QOS安全性和可靠性进一步降低成本GPON相对与EPON更为高效和强大，提出了2.5Gbps的超高比特率的速率，其核心技术通用成帧协议能更有效支持各种业务，能够以原有的格式（不转换格式）透明传输，效率极高（带宽利用率可以达到90%以上），支持传送多种业务（包括TDM和数据。缺点GPON技术、设备相对复杂。其承载有QoS保障的多业务和强大的OAM能力等优势很大程度上是以技术和设备的复杂性为代价换来的，从而使得相关设备成本较高。随着GPON技术的发展，GPON设备的成本将会有相应地下降。波分复用无源光网络（WDMPON）1WDMPON中的组播技术研究WDMPON的关键技术光源选取混合调制技术上行信号传输组播技术WDMPON的优点高带宽大容量协议透明线路带宽独立虚拟P2P连接高安全性升级简便WDMPON的缺点高昂的激光器成本混合WDM/TDMPON结合了TDM技术和WDM技术的优点，是对现有网络进行平滑升级的重要手段。混合WDM/TDMPON的优点•综合了TDM和WDM的优点，在尽量减少成本的同时增大了网络容量。•在用户和带宽升级方面具有较好的灵活性。混合WDM/TDMPON的研究方向•低成本的稳定的ONU光源•OLT端的多波长光接收机•资源分配算法研究目前正在兴起的大容量无源光接入网。•40-100GGEPON•OFDM-PON•OCDMA-PON•UDWDM-PON这些技术各有千秋，都具有巨大的吸引力都不同的拥护者，随着无源光网络技术的进一步发展，未来使用的接入网技术将花落谁家？让我们拭目以待。Thankyouforyourattention!