无源光网络（PON）介绍及其应用
无源光网络（PON）https://img-blog.csdnimg.cn/2c86b336e3a94cce96307c714dab29c3.png
ONU Optical Network Unit ，光网络单元 / ONT Optical Network Terminal ，光网络终端
ODN Optical Distribution Network ，光分配网络 OLT Optical Line Terminal ，光线路终端
WDM Wavelength Division Multiplex Module 波分复用模块接口
PON由 光线路终端OLT（Optical Line Terminal）、光网络单元 ONU（ Optical Network Unit）和 无源分光器POS（Passive Optical Splitter）构成；
光接入网络是由OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）和ONU（Optical Network Unit , 光网络单元）以及ODN（Optical Distribution Network , 光分配网络）三部分构成；其中OLT和ONU是光接入网络的核心部件。
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CDN的全称是Content Delivery Network，即内容分发网络
OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）
OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）指的是用于连接光纤干线的终端装备。
OLT相称于传统通信网中的交换机或路由器。在OLT上可以实现基于装备的网元管理和基于业务的安全管理和配置管理。OLT而且还能够针对不同用户的QoS/SLA要求举行带宽分配。
功能：
上联上层网络，完成PON（Passive Optical Network , 无源光网络）网络的上行接入；将各种业务的信号举行汇聚，按照肯定的格式向终端用户传输。
通过ODN网络下连用户端装备ONU；将来自用户的信号按照业务范例分别送入各种业务网中；实现对ONU的控制、管理和测距等功能。
OLT可分为三部分：核心部分、业务部分、公共部分。
核心部分：包罗汇聚分发、业务处理和ODN适配功能。
业务部分：提供业务接口功能，包罗接口适配、接口保护等，以及在需要时具有特定业务的信令处理和媒质传输制式的转换功能。
公共部分：包罗供电与OAM功能。
实例：复兴通讯发布的的OLT主型号ZXA10 C600
OLT装备-华为MA5800
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故障分类
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端业不匹配
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ODN（Optical Distribution Network，光分配网）
ODN（Optical Distribution Network，光分配网）是基于PON装备的光缆网络。ODN多采用P2MP（点对多点主站，point 2 multiple point）拓扑。ODN网络中的节点比较多，网络管理复杂，所以ODN网络的建立本钱相对高昂，最高可达总体投资的50%~70%。
功能：
为OLT和ONU提供光传输通道。
ODN包罗五部分：馈线段、光缆分配点、配线段、光缆接入点、入户段，如下图所示。
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馈线段：从局端机房的ODF（光纤配线架）到光缆分配点为馈线段。馈线段作为主干光缆实现长间隔覆盖。
配线段：从光缆分配点到用户接入点为配线段。配线段对沿途的用户区域举行光纤的就近分配。
入户段：用户接入点到终端的入户段为入户段。入户段用来实现光纤入户。
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ONT
ONT即“光网络终端”，俗称光猫，通常放置在客厅大概书房位置，为家庭用户提供上网、视频、语音等业务。
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ONU（Optical Network Unit，光网络单元）
ONU（Optical Network Unit，光网络单元）是光网络中的用户端装备，放置在用户端与OLT配合使用。
ONU提供数据、IPTV（即交互式网络电视），语音（Integrated Access Device综合接入装备）等业务，实现以太网二层、三层功能。
功能：
选择吸取OLT发送的数据。
响应OLT发出的下令，并作相应的调解。
缓存用户的以太网数据，向OLT发送用户的以太网数据。
用户和服务复用功能：装配来自各用户的信息；连接单个的服务接口。
传输复用功能：分析从ODN传输过来的信号并取出属于本ONU的部分以及合理的安排要发送给ODN的信息。
ODN接口功能：提供包罗光/电、电/光转换的一系列光物理接口
根据光接入网的三种基本应用范例，可将ONU划分为三种范例：
插卡式ONU、盒式ONU、入户式ONU。
插卡式ONU：主要用于FTTC(光纤到路边)，ONU设置在DP点（路边的入孔或电线杆上的分线盒处）或FP点（交换箱处），此时ONU通过双绞线对与各个用户举行连接。
盒式ONU：主要用于FTTB(光纤到楼)，ONU设置大楼内，有多对双绞线将业务分送各个用户。
入户式ONU：主要用于FTTH(光纤到户)，ONU设置在用户家中，为用户提供宽带交互式业务，此时本地交换机直到用户家中的线路全部都采用光纤。
PON的接入半径（OLT和ONU的间隔）一般在20km，城市接入半径一般为5-10km。
家庭网关
上联口 (PON口)接入运营商网络OLT装备。
下联口 (LAN口) 支持宽带用户底子的宽带、语音、IPTV业务和相关的功能，连接家庭路由器、电话机、IPTV机顶盒以及用户个人电脑等家庭终端。LAN接口(局域网接口)
下联WiFi支持家庭网络终端的无线接入。
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wifi技术发展
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PON系统布局
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逻辑间隔：特定传输系统能够实现的最大间隔，它不受光功率预算的限制
物理间隔：指特定传输系统能够实现的最大物理间隔
数据复用
PON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输（欺压）。
为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，采用以下两种复用技术：
下行数据流采用广播技术；
一连发光
LLID标识ONU
上行数据流采用TDMA技术。
上行为光突发模式
ONU与OLT同步，OLT控制ONU的发生时隙及带宽
时分多址（Time division multiple access，缩写：TDMA）
PON的原理
ONU和OLT通过单根光纤连接，上行（ONU到OLT）和下行（OLT到ＯNU）使用不同的波长。
下行波长:1490nm/1577nm
上行波长：1310nm/1270nm
下行数据流采用TDM（Time-Division multiplexing，时分复用）广播方式传输。
上行数据流采用TDMA（Time-Division Mutiple Access，时分多址）方式传输。
[*]下行数据传输如下图所示：
将一个信道（一个光纤）分为时间跨度相等的多少时隙。
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[*]上行数据传输如下图所示：
将一个信道（一个光纤）分为时间跨度相等的多少时隙，并且将时隙动态分配给多个用户。
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PON的长处
更低的功耗。
所需空间较少。
不易受外界环境干扰，拥有更高级别的安全性。
网络布局机动，易于安装和扩展。
主干光纤的资源占用较少，无源光器件的故障率低，降低运营和管理本钱。
50G PON
随着光接入网容量即将提升至50Gbps，下一代PON技术发展趋势主要有两个研究方向：
进步单波长速率。
多波长叠加进步速率。
相比多波长叠加方案，50G PON已成为10G PON之后的下一代光接入网主流行业尺度。
50G PON的优越性：
-承载能力：50G PON在下行和上行方向支持三种ONU速率组合（50/12.5Gbps、50/25Gbps和50/50Gbps）。
-兼容能力：50G PON支持3个上行波长，并可以通过不同方案兼容现网装备。
-业务能力：50G PON的带宽提供能力是10G PON的5倍，并在时延、抖动等方面做了相应的技术优化，能提供泛在的万兆接入能力。
PON和FTTR的关系：
50G PON系统以其高带宽、高质量的业务能力，将全面支持面向家庭用户、企业用户、园区用户等不同的场景和业务需求。裸眼3D、XR应用体验以及FTTR全光组网、算力应用、云电脑等应用也将在50G PON加持下加速落地。
2023年12月，国际电信同盟尺度化部分（ITU-T）第15研究组（SG15）的2022-2024研究期第三次全会推进了50G PON和FTTR技术方向的国际尺度化工作。国内也启动了PON+FTTR协同管控新型架构技术方向的尺度化研究工作。
ODN – 光纤连接器
FC（大圆头）
Ferrule Connector
螺丝紧固型。
用于公共通信线路，局域网，CATV，丈量仪器等（如光功率计、可调衰减器）。
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SC（大光头）
Subscriber Connector/Standard Connector
推压型，可以很容易地装卸 。
是最普通的连接器。重量轻，体积小，便于操作 。
用于OLT和ONU的PON口。
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LC（小光头）
Lucent Connector / Local Connector
为推压型，可以很容易地装卸 。
是超小型光连接器，可以举行高密度装配 。
用于OLT上连接口
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PC
Physical Contact
微球面研磨抛光。
回波斲丧≥40dB，常用于电信网络，传输数据和语音信号。
蓝色接头。
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APC
Angled Physical Contact。
呈8度角并做微球面研磨抛光。
回波斲丧≥60dB，常用于有线电视网络，传输CATV信号。
绿色接头。
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多模光纤
中央玻璃芯较粗，可传多种模式的光。
模间色散较大，传输间隔比较近。
一般用橙色（橘红色）表示，也有的用灰色表示。
单模光纤
中央玻璃芯很细，只能传一种模式的光。
其模间色散很小，传输间隔较长。
一般用黄色表示
分光器引起的衰减
每经过一个1：2的分光器，衰减约为3dB。所以1：4的分光器引起的衰减约为6dB， 1：8的分光器引起的衰减约为9dB，以此类推。
ONU（Optical Network Unit），光网络单元
ONU分为有源光网络单元和无源光网络单元。一般把装有包罗光吸取机、上行光发射机、多个桥接放大器网络监控的装备叫做光节点。PON使用单光纤连接到OLT，然后OLT连接到ONU。
SFU（单住户单位）
HGU（家庭网关单元）不用配置
ONT（Optical network terminal），光网络终端，光猫
是xpon网络接入方案中的产品。
通常来说，ONT就是ONU，是一种用于用户端的光网络终端。
严格地说，ONT应该属于ONU的一部分。
ONT和ONU的区别在于ONT是光网终端，直接位于用户端，而ONU是光网单元，与用户间还大概有其它的网络，比如以太网。
ONU下面可以接入xDSL（adsl,vdsl）大概以太网接入口的网关装备，之后再接入到网络终端。
OLT（Optical line terminal），光线路终端
用于连接光纤干线的终端装备。功能：
1、向ONU(光网络单元）以广播方式发送以太网数据；
2、发起并控制测距过程，并记载测距信息；
3、为ONU分配带宽；即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小。
ODN（Optical Distribution Network），光分配网络
ODN是基于PON装备的FTTH光缆网络。其作用是为OLT和ONU之间提供光传输通道。从功能上分，ODN从局端到用户端可分为馈线光缆子系统，配线光缆子系统，入户线光缆子系统和光纤终端子系统四个部分。
POS（Passive Optical Splitter）， 无源分光器
分光器是一种无源器件，又称光分路器，它们不需要外部能量，只要有输入光即可。分光器由入射和出射狭缝、反射镜和色散元件构成，其作用是将所需要的共振吸取线分离出来。分光器的关键部件是色散元件，现在商品仪器都是使用光栅。
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OAM（操作维护管理）
操作维护管理（Operation Administration and Maintenance）是指根据运营商网络运营的实际需要，通常将网络的管理工作划分为3大类：操作（Operation）、管理（Administration）、维护（Maintenance），简称OAM。操作主要完成日常网络和业务举行的分析、预测、规划和配置工作；维护主要是对网络及其业务的测试和故障管理等举行的日常操作活动。
PON技术尺度介绍
GPON、EPON、XG(E)-PON、Combo pon技术介绍
GPON、XG-PON和XGS-PON的比较
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EPON（Ethernet Passive Optical Network），以太网 无源光网络
基于以太网的PON技术，采用点到多点布局、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。
EPON全称为Ethernet Passive Optical Network（上下行1.25G），即基于以太网的无源光网络。它是浩繁光接入技术中的一员，其特征表现为，一是采用以太网帧布局，一是采用一对多的PON网络拓朴。
GPON（Gigabit-Capable PON），吉比特 无源光网络
GPON（Gigabit-Capable PON)技术是基于ITU-TG.984.x尺度的最新一代宽带无源光综合接入技术，具有高带宽、高效率、大覆盖范围、用户接口丰富等浩繁长处，是被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化、综合化改造的抱负技术。
GPON全称为Gigabit-Capable Passive Optical Network（上行1.25G，下行2.5G）， 基于ATM信元和/ 或GEM帧的网元光网络，一是采用GEM帧布局，一是采用一对多的PON网络拓朴。
GPON定义了多种传输速率：
1.24416 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down（普遍采用的速率）
GPON通讯基本原理
广播方式：GPON的下行帧长为固定的125us，下行为广播方式，所有的ONU都能收到相同的数据，但是通过ONU ID来区分不同的ONU的数据，ONU 通过过滤来吸取属于自己的数据。
TDMA方式：GPON的上行是通过TDMA（时分复用）的方式传输数据，上行链路被分成不同的时隙，根据下行帧的upstream bandwidth map字段来给每个ONU分配上行时隙，如许所有的ONU就可以按照肯定的秩序发送自己的数据了，不会产生为了争夺时隙而辩论。每个ONU支持在一个BWmap中分配8个时隙。
XGPON
基于GPON和EPON上衍生出了升级版XGPON和10GEPON。
1、尺度
XGPON的尺度是IEEE的802。IEEE制定EPON尺度的基本原则是尽量在802.3体系布局内举行EPON的尺度化工作。GPON尺度的制定考虑了对传统TDM业务的支持，继续采用125ms固定帧布局，以保持8K定时。
2、应用
GPON比EPON带宽更大，它的业务承载更高效、分光能力更强，可以传输更大带宽业务，实现更多用户接入，更注重多业务和QoS保证，但实现更复杂，如许就是导致其本钱相对XGPON也较高，但随着GPON技术的大规模摆设，GPON和XGPON本钱差别在逐步缩小。
3、兼容
XGPON可以兼容EGPON。XGPON和GEPON是基于GPON和EPON，衍生出的升级版，两个接口协议都实用于10G万兆网络。升级版和原始版，占据了99%的用户，因此接口也相对兼容，从而方便举行调解和更换。
4、业务
XGPON业务是指什么 —— 无需更换现有OLT装备，背板、主控板、电源板以及上联板无需改动，只需插入10GEPON线卡，举行软件升级即可实现对10GEPON的支持。目前统称的下一代PON技术实际上涵盖了IEEE10GEPON和ITU-TNGPON1XGPON1和XGPON2和NGPON2。
XGS-PON
10-Gigabit-capable symmetric passive optical network
XGS-PON 和 XG-PON 均属于10G PON，XGS-PON 是 XG-PON 的技术演进。主要区别在于：XG-PON 是不对称PON，PON口的上/下行速率为2.5G/10G；XGS-PON是对称PON，PON口的上/下行速率为10G/10G。作为GPON、XG-PON的技术演进，XGS-PON 支持GPON、XG-PON和XGS-PON 三种范例ONU的混合接入。
XGS-PON与XG-PON、GPON的共存
XGS-PON是GPON、XG-PON的技术演进，支持GPON、XG-PON和XGS-PON 三种范例ONU的混合接入。
XGS-PON与XG-PON的共存
与XG-PON一样，XGS-PON的下行采用了广播的方式，上行采用了TDMA的方式。
由于XGS-PON和XG-PON的下行波长和下行速率均相同，XGS-PON的下行并不区分XGS-PON ONU和XG-PON ONU，光分路器把下行光信号广播到同一ODN链路中每个XG(S)-PON（XG-PON和XGS-PON）ONU，各个ONU选择吸取属于自己的信号，把其它信号丢弃掉。
XGS-PON的上行按照时隙举行数据传输，ONU在OLT许可的时隙内发送数据。OLT根据不同ONU的业务量需求和ONU的范例（是XG-PON，还是XGS-PON？）动态地分配时隙。给XG-PON ONU分配的时隙内，数据的传输速率为2.5Gbps；给XGS-PON ONU分配的时隙内，数据的传输速率为10Gbps。
可见，XGS-PON天然支持与XG-PON和XGS-PON 两种ONU的混合接入。
XGS-PON与GPON的共存
由于上/下行波长与GPON不一样，XGS-PON采用Combo方案与GPON共享ODN。Combo方案的原理拜见《Combo用户板XG-PON资源使用率提升方案的探讨》一文。
XGS-PON的Combo光模块集成了GPON光模块、XGS-PON光模块和WDM合波器。
上行方向，光信号进入XGS-PON Combo端口后，WDM根据波长过滤GPON信号和XGS-PON信号，然后将信号送入不同通道。
下行方向，来自GPON通道和XGS-PON通道的信号通过WDM复用，混合信号通过ODN下行到ONU，由于波长不相同，不同范例ONU通过内部的滤波片选择各自所需的波长来吸取信号。
由于XGS-PON天然支持与XG-PON共存，故XGS-PON的Combo方案支持GPON、XG-PON和XGS-PON三种范例ONU的混合接入，XGS-PON的Combo光模块也被称为三模Combo光模块（而XG-PON的Combo光模块因支持GPON和XG-PON两种范例ONU的混合接入，则被称为两模Combo光模块）。
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Combo PON
Combo PON解决方案，是为了支撑大视频、业务云化等发展，采用Combo PON技术实现GPON向10G GPON平滑升级，便捷千兆提速的解决方案。提升光宽带品格，确保业务竞争力，现网价值最大化。
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方案亮点：
演进平滑：Combo PON技术实现了GPON和XG(S)-PON口二合一，GPON、XG(S)-PON和WDM1r光模块三合一，实现GPON向10G GPON平滑演进，千兆提速；
创新技术：采用上行波分、双通道的Combo PON方案。上行带宽高，规划管理更简朴；技术和光模块尺度化，兼容互通性更好；
工程平滑：仅OLT装备改造，机房空间、ODN、光功率预算等“0”改变；
运维平滑：OSS对接简朴，开通流程无变化，割接上线快；
资源盘活：原GPON板可接纳利旧，投资价值最大化。
FTTH、FTTB、FTTR组网介绍
FTTB，光纤到楼，楼宇内部为网线，终端最高到百兆，目前已趋于淘汰。
FTTH（Fibre (Fiber) To The Home），光纤到户，需要用到光猫，目前主流，最高到千兆(1G)，局域网内为网线(超五类、六类等)连接。
FTTR，光纤到房间，大概说是光纤到终端，全光网，最高到万兆(10G)，局域网为光纤连接。现阶段价格较高，装备选择较少。
局端接入装备产品介绍（OLT产品）
局端就是提供终端接入的一方，一般是电信局之类的。局端装备一般指提供网络接入的局端所提供的装备。
复兴OLT产品—ZXA10 C650
ZXA10 C650是TITAN系列中容量光接入OLT装备，具有分布式、超宽带、固移融合、虚拟化等特点。支持接入网10G~50G PON恒久平滑演进，满足大视频、海量联接、固移融合、网络重构等发展需求。
复兴—400G+技术白皮书
复兴通讯 E-OTN 2.0 智宽新光网解决方案白皮书
华为OptiXstar P813E产品是面向企业园区、视频回传等场景设计的ONU装备，可以提供8个带PoE/PoE+功能的GE接口，为用户带来高质量的语音、数据和高清视频等业务体验，同时支持XGS-PON上行。
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