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科普 | PON为什么被称为无源光网络?不同PON技术的主要区别是什么?

发布时间:2023-02-14     信息出处:黑龙江省通信学会     信息作者:黑龙江省通信学会

1 前言


PON是光纤宽带接入采用的主要技术。从2006年在中国电信开始规模商用,到今天已经走过了15个年头,但PON技术的应用并没有一点颓势,不但依然是光纤宽带接入的主要技术,而且逐渐渗透到专网、局域网和家庭内部组网。譬如,最近很火的FTTR采用的就是PON技术(见《什么是FTTR?FTTR全光网采用何种技术方案?》一文)。


一项电信技术从规模应用到成为历史往往就十年不到的时间,撑过10年就算NB的,而PON技术的应用依然风头正劲,NB不?


无源光网络的涵义

PON由光线路终端OLT、光分配网ODN和光网络单元ONU组成。


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OLT是局端设备。用户端设备包括ONT和ONU。ONT是光网络终端,通常由单个用户使用,也俗称为光猫,FTTO、FTTH的用户终端就属于ONT。ONU通常由多个用户共享,主要应用于FTTB。用户端设备也可统称为ONU,不同类型ONU的区别详见《ONU、ONT、SFU、HGU……有什么区别》一文。


ODN是指OLT与ONU之间由接入光缆线路和光分路器组成的无源光分配网络。接入光缆线路的组网详见《光分配网(ODN)中光缆的组网结构》一文,光分路器的设置详见《光分配网(ODN)一级分光和二级分光的区别及应用场合》一文。


PON是Passive Optical Network的缩写,是无源光网络的意思。PON技术通过一根光纤同时接入多个用户。在PON技术出现之前,其他光接入技术要实现同样的功能,在ODN中均存在有源的收敛设备。而PON技术则用无源的光分路器取代了有源的收敛设备,在ODN没有有源设备,所以称这种技术为无源光网络。就是说,无源光网络是指ODN部分是无源的。


3 PON的关键器件:光分路器


光分路器是PON中关键的器件,是基于光功率分路的无源器件,可以将一路光信号分成多路以及完成相反的过程。


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如上图为一个1×2的分路器。一路光信号进去,就被分成了2路完全一样的信号,分路信号的光功率只有原信号的一半。把1×2的分路器级联一次就成了1×4,再级联一次就变成了1×8……,我们常用的光分路器的分路比就是1×4、1×8、1×16……。在FTTR中,还会用到一种不等比分光的1×5光分路器。


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根据连接方式的不同,分路器主要分成盒式和插片式两种类型。盒式分路器也称为尾纤型,主要使用在光缆交接箱;插片式分路器也称为连接器型,主要使用在光缆分纤箱。


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分路器的分路比每增加1级,插损约增加3dB。同样分路比的分路器,插片式的插损比盒式约大0.2dB。


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4  PON的技术原理


PON的下行(从OLT到用户)使用的是广播方式,光分路器把下行光信号广播到同一分路器连接的每个ONU,各个ONU接收属于自己的信号,把不属于自己的信号丢弃掉。


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PON的上行采用了时分复用(TDM)方式,每个ONU在不同的时隙和OLT进行通信。

PON的上、下行采用了不同的波长,OLT和ONU采了光收发合一光模块,使不同波长在一根光纤中传输。


5  不同PON技术的区别


当前使用的PON技术主要包括EPON和GPON,以及10G-EPON和XG-PON。不同PON技术间的区别虽然很大,但从用户使用的角度看,主要区别在线路速率、可用带宽和工作波长几方面。


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