Outline光通信技術的起源和發展無源光接入網技術簡介從TDMPON到WDMPON

1第一頁，共28頁。第一頁，共28頁。光通信：以光為載體傳送信息的通信方式的總稱，根據傳送媒體不同又分為大氣、空間、海底光通信和光纖通信

光通信3要素：光源、光傳輸、光檢測2000多年前：烽火臺——濃煙、火焰

西方的大航海時代：旗語第二頁，共28頁。第二頁，共28頁。1880年貝爾發明了光電話——無線光通信

太陽能做光源，傳輸了213米1960年，紅寶石激光器的發明1970年，康寧公司的卡普隆(Kapron)之制作出損耗為20dB/km光纖，世界第一根有實用意義的通信光纖。1977年，貝爾研究所和日本電話電報公司研制成功壽命達百萬小時的半導體激光器。1966年，“光纖之父”高錕博士提出光纖通信的設想

第三頁，共28頁。第三頁，共28頁。20世紀80年代：光纖通信的第一個應用高潮期在這一時期，發達國家，如英、日、德、意、法、美等國二戰后建立的通信設施正面臨更新換代，光纖通信為他們提供了前所未有的機遇。我國于1988年也確立了“大力推廣光纖通信在我國的應用”這一方針，并于90年代前期建設了光纖通信應用干線系統。從上世紀90年代至跨世紀前后：光纖通信新技術與產業并行發展時期

光纖通信與個人計算機的結合，進入了一個以互聯網發

展為中心的創新高峰期第四頁，共28頁。第四頁，共28頁。光纖通信技術的優勢光波頻率很高，因此可使用的帶寬巨大、光纖的傳輸損耗小、現在光纖的損耗已經降至小于0.2dB/km光波的傳輸頻率高，同時光纖是非導體，因此抗電磁干擾性能好攜帶信息的光波向外輻射量極小，不容易被檢測到，因此光纖通信保密性極好第五頁，共28頁。第五頁，共28頁。

骨干網的容量需求IP業務爆炸性增長IP業務的不確定性造成網絡資源的不平衡

帶寬租用業務正在興起寬帶接入業務（ADSL等）的發展和寬帶新業務新應用，如：HDTV，視頻會議，戰場通信等。

網絡生存性要求消耗大量容量

帶寬換QoS的輕載網新思路需要更大的帶寬通信市場的正彈性定律和競爭的刺激第六頁，共28頁。第六頁，共28頁。我國光纖通信網的發展1974年開始低損耗光纖和光通信的研究1970年代中研制成低損耗光纖和室溫下可連續發光的半導體激光器1979年在北京和上海分別建立了光通信試驗系統1986年建立了國內第一條實用化光纜干線——寧漢光纜1991年起，不再建長途電纜通信系統1999年建成8縱8橫光纖骨干網，覆蓋了除臺灣外所有省會城市和75％地市。21世紀以來，接入網應用，FTTH建設、三網融合。第七頁，共28頁。第七頁，共28頁。第八頁，共28頁。第八頁，共28頁。Outline光通信技術的起源和發展無源光接入網技術簡介從TDMPON到WDMPON

1第九頁，共28頁。第九頁，共28頁。接入網概念用戶接入網(AN)是由業務節點接口(SNI)和相關用戶網絡接口(UNI)之間的一系列傳送實體組成。AN普通電話POTSISDN專線LL無線RADIO視頻VIDEO交叉連接器本地交換機廣播電視ATM節點交互式電視SNIUNI第十頁，共28頁。第十頁，共28頁。有線接入銅線HDSLADSL銅線光線混合接入HFC光纖接入有源光纖無源光纖無線接入第十一頁，共28頁。第十一頁，共28頁。光纖接入未來的發展趨勢<1Mbps3M8M25M~100MADSL/ADSL2+

基于銅線ADSL2+/VDSL2

基于銅線PON/P2P

基于光纖Internet接入技術業務數字家庭<3km<2km<1km>5km距離2003年2006年視頻會議游戲SDTV視頻會議SDTVVoDHDTVVoDHDTV2010年2000年解決了雙絞線接入的帶寬瓶頸問題

；解決了雙絞線接入的長距離覆蓋的問題；全光纖接入可以滿足用戶長距離、高帶寬、全業務的需求第十二頁，共28頁。第十二頁，共28頁。光纖接入的主流技術

光纖接入分為有源(P2PEthernet)和無源(PON)兩種模式；

PON是未來光纖接入技術的主流模式；P2PP2MPFTTxxPON(P2MP)APONBPONEPONGPONEthernet(P2P)適合大客戶專線接入適合FTTH/O的應用PON技術介紹第十三頁，共28頁。第十三頁，共28頁。PON（無源光網絡）技術是一種點對多點的光纖傳輸和接入技術，下行采用廣播方式、上行采用時分多址方式，可以靈活地組成樹型、星型、總線型等拓撲結構，在光分支點不需要節點設備，只需要安裝一個簡單的無源光分路器，光信號在傳輸過程中不再經過放大和再生，網絡的分路由光分路器來實現。PON的優點是：寬帶化、業務綜合化、靈活的組網能力、低成本。第十四頁，共28頁。第十四頁，共28頁。PON網絡體系結構PON技術介紹第十五頁，共28頁。第十五頁，共28頁。Outline光通信技術的起源和發展無源光接入網技術簡介從TDMPON到WDMPON

1第十六頁，共28頁。第十六頁，共28頁。TDM-PON工作原理－下行在ONU注冊成動后分配一個唯一的LLID,用于在OLT上標識ONU

；在每一個分組開始之前添加一個LLID，替代以太網前導符的最后兩個字節；OLT接收數據時比較LLID注冊列表，ONU接收數據時，僅接收符合自己的LLID的幀或者廣播幀。廣播方式第十七頁，共28頁。第十七頁，共28頁。TDM-PON工作原理－上行TDMA方式OLT接收數據前比較LLID注冊列表；每個ONU在由局方設備統一分配的時隙中發送數據幀；分配的時隙補償了各個ONU距離的差距，避免了各個ONU之間的碰撞。第十八頁，共28頁。第十八頁，共28頁。APON——ATM+PON

到20世紀90年代中期人們普遍認為ATM技術是最適合多業務的協議,而PON則是最經濟的寬帶接入方式,所以將ATM技術和PON技術相結合就成為實現在單一接入平臺進行寬帶接入的理想途徑。APON的關鍵技術高速突發同步技術動態帶寬分配算法大動態范圍光信號收發技術高精度的測距技術缺點

信元開銷很大，設備成本過高（費力不討好）第十九頁，共28頁。第十九頁，共28頁。EPONEPON與APON最大的區別是前者通過不定長的802.3以太網幀來提供多種業務。幀長從64字節到1518字節。優點：與現有以太網的兼容性.以太網技術,是迄今為止最成功和成熟的局域網技術.在WAN和LAN連接時將減少APON在ATM和IP協議間轉換.高帶寬.根據目前的討論,EPON的下行信道為百兆/千兆的廣播方式,而上行信道為用戶共享的百兆/千兆信道.這比目前的接入方式,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.組網靈活第二十頁，共28頁。第二十頁，共28頁。EPON系統能夠滿足當前寬帶業務的要求，是近期寬帶光接入及FTTH的主要實現方式。目前EPON技術可研究的關鍵技術主要有：上行動態帶寬分配算法（DBA）多業務承載QOS安全性和可靠性進一步降低成本第二十一頁，共28頁。第二十一頁，共28頁。GPON

相對與EPON更為高效和強大，提出了2.5Gbps的超高比特率的速率，其核心技術通用成幀協議能更有效支持各種業務，能夠以原有的格式（不轉換格式）透明傳輸，效率極高（帶寬利用率可以達到90%以上），支持傳送多種業務（包括TDM和數據。缺點GPON技術、設備相對復雜。其承載有QoS保障的多業務和強大的OAM能力等優勢很大程度上是以技術和設備的復雜性為代價換來的，從而使得相關設備成本較高。隨著GPON技術的發展，GPON設備的成本將會有相應地下降。第二十二頁，共28頁。第二十二頁，共28頁。波分復用無源光網絡（WDMPON）

1WDMPON中的組播技術研究第二十三頁，共28頁。第二十三頁，共28頁。WDMPON的關鍵技術

光源選取混合調制技術

上行信號傳輸組播技術

WDMPON的優點高帶寬大容量協議透明

線路帶寬獨立虛擬P2P連接

高安全性

升級簡便

WDMPON的缺點

高昂的激光器成本

第二十四頁，共28頁。第二十四頁，共28頁。混合WDM/TDMPON結合了TDM技術和WDM技術的優點，是對現有網絡進行平滑升級的重要手段。第二十五頁，共28頁。第二十五頁，共28頁。混合WDM/TDMPON的優點綜合了TDM和WDM的優點，在盡量減少成本的同時增大了網絡容量。在用戶和帶寬升級方面具有較好的靈活性。混合WDM/TDMPON的研究方向低成本的穩定的ONU光源OLT端的多波長光接收機資源