宽带接入技术-光纤接入网技术

2020/3/29北京邮电大学网络教育学院1宽带接入技术第五章光纤接入网技术北京邮电大学网络教育学院本章内容5.1光纤接入网概述5.2ATM无源光网络（APON）接入技术5.3以太网无源光网络（EPON）接入技术5.4吉比特无源光网络（GPON）接入技术5.5有源光网络（AON）接入技术北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的定义光纤接入网(OAN：OpticalAccessNetwork)是指在接入网中用光纤作为主要传输媒介来实现信息传送的网络形式，或者说是业务节点与用户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的接入方式。北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的优点支持更高速率的宽带业务；有效解决接入网的“瓶颈效应”问题；传输距离长；传输质量高、可靠性好；易于扩容和维护。北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的功能参考配置ITU-TG.982建议给出光纤接入网（OAN）的功能参考配置。北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的功能参考配置OAN主要包含如下配置。•四种基本功能模块–光线路终端(OLT)–光分配网络(ODN)/光远程终端(ODT)–光网络单元(ONU)–AN系统管理功能块北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的功能参考配置OAN主要包含如下配置。•五个参考点–光发送参考点S–光接收参考点R–OAN与业务节点间的参考点V–OAN与用户终端间的参考点T–AF与ONU间的参考点a•三个接口–业务节点接口SNI–用户网络接口UNI–网络管理维护接口Q3北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的功能参考配置OLT(OpticalLineTermination)功能块•OLT位于光接入网的局端（网络侧），也就是靠近业务节点一侧；•OLT的作用–为光接入网提供网络侧与本地交换机之间的接口，并经过一个或多个ODN与用户侧的ONU通信；–OLT与ONU的关系为主从通信关系；–OLT对来自ONU的信令和监控信息进行管理，从而为ONU和自身提供维护与供给功能。北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的功能参考配置OLT(OpticalLineTermination)功能块•OLT的内部由核心部分、业务部分和公共部分组成北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的功能参考配置OLT(OpticalLineTermination)功能块•业务部分功能–业务部分主要是指业务端口，对它的要求是至少能携带ISDN的基群速率接口，并能配置成至少提供一种业务或能同时支持两种以上不同的业务。•核心部分功能–核心部分功能包括数字交叉连接功能、传输复用功能和ODN接口功能，这是根据ODN的各种光纤类型而提供一系列的物理光接口，并实现电/光和光/电变换。•公共部分功能–公共部分功能包括供电功能和OAM功能，通过相应的接口实现对所有功能块的运行、管理与维护，以及与上层网管的连接与通信。北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的功能参考配置ONU(OpticalNetworkUnit)功能块•ONU位于ODN和用户之间；•ONU的网络侧为光接口，用户侧为电接口；•ONU具有光/电和电/光转换功能，并能实现对各种电信号的处理与维护管理功能。北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的功能参考配置ONU(OpticalNetworkUnit)功能块•ONU基本功能组成北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的功能参考配置ONU(OpticalNetworkUnit)功能块•核心部分功能–ODN接口功能。该功能提供一系列物理光接口，与ODN相连接，并完成光/电和电/光变换。–传输复用功能。用于相关信息的处理和分配。–用户和业务复用功能。该功能可对来自或送给不同用户的信息进行组装或拆卸。•业务部分功能–业务部分功能主要提供用户端口功能，包括N×64kbit/s适配、信令转换等。•公共部分功能–主要用于供电和OAM，与OLT中公共部分功能性质相同。北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的功能参考配置ODN(OpticalDistributionNode)/ODT功能块•ODN/ODT为ONU和OLT提供光传输媒介，即传输设施；•根据传输设施中是否采用有源器件，光纤接入网分为有源光网络(AON)和无源光网络(PON)。–有源光网络（AON）指的是OAN的传输设施中含有源器件，为光远程终端（ODT）；–无源光网络（PON）指的是OAN中的传输设施全部由无源器件组成，为光分配网络（ODN）。北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的功能参考配置AN系统管理功能块•AN系统管理功能块是对光纤接入网进行维护管理的功能模块；•管理功能包括配置管理、性能管理、故障管理、安全管理及计费管理。北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网分类光纤接入网根据传输设施中有无有源器件分而为有源光网络（AON）和无源光网络（PON）。北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网分类有源光网络（AON）•AON传输设施中采用有源器件；•AON由OLT、ONU、光远程终端（ODT）和光纤传输线路构成；–ODT可以是一个有源复用设备，远端集中器（HUB），也可以是一个环网；•AON通常用于电话接入网，其传输体制有PDH和SDH，一般采用SDH（或MSTP技术）；•AON网络结构大多为环形，ONU兼有SDH环形网中ADM设备的功能。北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网分类无源光网络（PON）•PON传输设施为由无源光元件组成的无源光分配网（ODN）；•ODN主要配置–光纤–光连接器–无源光分路器OBD（分光器）–光纤接头–……北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网分类无源光网络（PON）•根据采用的技术不同，无源光网络（PON）又可以分为以下几类。–APON——基于ATM的无源光网络，在PON中采用ATM技术，又称为宽带PON（BPON）；–EPON——基于以太网的无源光网络，采用PON的拓扑结构实现以太网接入；–GPON——GPON业务是BPON的一种扩展。北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的拓扑结构在光纤接入网中ODN的配置一般是点到多点方式，即多个ONU通过ODN与一个OLT相连；多个ONU与一个OLT的连接方式即决定了光纤接入网的拓扑结构。无源光网络（PON）与有源光网络（AON）采用的拓扑结构有所不同。北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的拓扑结构无源光网络（PON）的拓扑结构•无源光网络（PON）的拓扑结构一般采用星形、树形和总线形。•星形结构–星形结构包括单星形结构和双星形结构。北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的拓扑结构无源光网络（PON）的拓扑结构•单星形结构–单星形结构是指用户端的每一个光网络单元(ONU)分别通过一根或一对光纤与OLT相连，形成以光线路终端(OLT)为中心向四周辐射的星型连接结构。北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的拓扑结构无源光网络（PON）的拓扑结构•单星形结构特点–在光纤连接中不使用光分路器，不存在由分路器引入的光信号衰减，网络覆盖的范围大；–线路中没有有源电子设备，是一个纯无源网络，线路维护简单；–采用相互独立的光纤信道，ONU之间互不影响且保密性能好，易于升级；–光缆需要量大，光纤和光源无法共享，所以成本较高。北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的拓扑结构无源光网络（PON）的拓扑结构•双星形结构–双星形结构是单星形结构的改进，多个光网络单元(ONU)均连接到无源光分路器OBD（分光器），然后通过一根或一对光纤再与OLT相连。OBD北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的拓扑结构无源光网络（PON）的拓扑结构•双星形结构–适合大范围网络覆盖；–维护费用低；–易于扩容升级；–业务变化灵活。–目前应用比较广泛。北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的拓扑结构无源光网络（PON）的拓扑结构•树形结构–是星形结构的扩展；–连接OLT的第1个光分路器(OBD)将光信号分成n路，连接第2级OBD或直接连接ONU，最后一级的OBD连接n个ONU。OBD北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的拓扑结构无源光网络（PON）的拓扑结构•树形结构–线路维护容易；–不存在雷电及电磁干扰，可靠性高；–因一个OLT的光源为所有ONU提供光功率，中间又无有源设备，因此限制了连接ONU的数量和光信号的传输距离。–ODB分光方式»均匀分光»非均匀分光北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的拓扑结构无源光网络（PON）的拓扑结构•总线形结构–靠近OLT和远离OLT处的ONU接收到光信号强度有较大差异，因此对ONU中光接收机的动态范围要求较高；–通常采用非均匀分光的光分路器。OBD北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的拓扑结构有源光网络（AON）拓扑结构•有源光网络（AON）的拓扑结构一般采用双星形、链形和环形结构。北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的拓扑结构有源光网络（AON）拓扑结构•双星形结构端局RN/RT用户远端节点用户用户用户北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的拓扑结构有源光网络（AON）拓扑结构•双星形结构–有源双星形结构中引入了远端节点RN/RT;–RN/RT具有一定的复用功能，减少了馈线段光纤数量，降低了成本；–适用于传输距离较长、用户密度较高的企事业单位用户和住宅区居民用户。北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的拓扑结构有源光网络（AON）拓扑结构•链形结构–远端节点RN可采用SDH分插复用器（ADM），可以节省光纤并简化设备；–全部传输设备为用户共享，只要总线带宽充足，可以传送双向的低速通信业务及分配型业务。用户光纤光纤端局RNRN光纤用户ADMADM北京邮电大学网络教育学院光纤接入网概述光纤接入网的拓扑结构有源光网络（AON）拓扑结构•环形结构–环形结构是指所有节点共用一条光纤链路，光纤链路首尾相接组成封闭回路的网络结构。环形结构的突出优点是可实现自愈，即无需外界干预