无源光网络PON技术在宽带通信中的应用摘 要随着网络技术的不断发展，一些大型的在线游戏、网络高清电视、视频点播、语音通话业务、双向视频电话、高速上网等各种网络新业务的出现，成为用户对为了网络发展的主要需求之一，网络宽带化已经成为下一代接入网的必然要求，新的数字业务的发展成为网络技术发展的必然。在网络接入方面，传统的xDSL宽带接入方式不能满足上述网络接入的需要，以光纤为传输介质的PON技术成为网络接入技术发展的重要趋势。推动了PON相关的EPON、GPON技术快速发展，并且己成为电信领域的热点技术，网络宽带的速率从155Mb/S及622Mb/s的BPON(APON)到支持1.25Gb/s的EPON线路速率，成为未来宽带通信网络发展的重要趋势。本论文首先对PON技术的起源、现状、未来进行了详细的论述，并对PON技术的原理与关键技术进行详细的阐述，其次，对EPON与GPON技术的带宽、技术方式进行全面的分析与阐述，并对二者的技术做了详细的分析与讨论。并在此基础上介绍了针对XXX市的别墅区、写字楼、农村市场宽带网络的架构进行了分析，采用PON技术实现网络宽带接入的解决方案，对城市局域网的宽带接入网络规划建设中的组网模式进行分析，并对网络的带宽预算OLT、ONU的设备规划进行详细的分析。同时以秀水南湾世家居住小区的GPON工程和金建新阳小区的EPON工程为实例，进行了网络架构的设计与分析，提出并验证了两种主流PON技术的FTTH实现方案，并对FTTH及FTTB+LAN的优缺点进行详细的论证。关键词：宽带接入网；PON网络；GPON；EPON；光纤到户 ABSTRACTWith the continuous development of network technology, a number of large-scale online games, online HD TV, video on demand, voice call service, two-way video calling, high-speed Internet and other network emergence of new business, as a user on the main demand for the development of the network First, the network has become the next generation of broadband access networks necessary requirement for the development of new digital services become inevitable development of network technology. In the network access, traditional xDSL broadband access can not meet the needs of the network access to optical fiber as the transmission medium PON network access technology to become an important trend of technological development. Promote the PON related EPON, GPON technology rapid development and has become a hot field of telecommunications technology, network broadband speed from 155Mb / S and 622Mb / s of BPON (APON) to support 1.25Gb / s line rate of EPON become future broadband communication networks important trend.In this thesis, the origin of the PON technology, present, future are discussed in detail, and the principle of PON technology and key technology in detail, secondly, on the bandwidth of EPON and GPON technology, technical means to conduct a comprehensive analysis and elaborated , and both the technology to do a detailed analysis and discussion. And on this basis, introduced for the XXXs villa district, offices, rural market broadband network architecture was analyzed using PON technology broadband access network solutions for urban LAN broadband access network planning and construction networking mode analysis, and network bandwidth budget OLT, ONU equipment planning detailed analysis. Both Xiushui South Bay familys GPON residential district build a new engineering and Kim Yang district EPON project as an example for the design and analysis of network architecture is proposed and validated two mainstream FTTH PON technology implementations, and FTTH and FTTB + LAN advantages and disadvantages of a detailed argument.Keywords: broadband access；GPON EPON；FTTH；PON network第一章 绪论1.1课题的背景随着电子技术、计算机网络技术的发展，我国电信行业正处在技术转型的过程中，国内的各大电信运营商在技术、运营理念上也发生了重大的变化，将技术与市场导向相结合，改变电信的运营方式，在新技术不断运用到电信网络中，传统的电话交换网络如何适应新的市场环境，成为电信运营商关注的焦点问题。首先，市场的变化，影响企业的发展，随着通信服务向无线化、智能化、便捷化、网络化、宽带化以及个性化服务发展，传统的电话网络已经不能适应市场发展的变化。其次，现有的电话网络是建立在19世纪90年代，除核心层可以进行升级外，大部分的接入网络设备长时间的工作，已经不能满足网络升级的需要。1.1.1 PON技术的诞生国家信息化建设快速发展，改变了传统的网络结构，网络的带宽也以每年翻一番的速度发展，新的网络技术和信息控制技术也在不断的涌现，需要采用新的信息传输技术来满足市场的要求，PON技术就是适应新一代网络市场而出现的新技术，也是一种质优价廉的网络宽带接入技术。从网络的整体结构来看，网络的信号传输，采用的是光纤传输，DWDM等相关技术在网络中的使用，使得网络的主干网起得了突破性的发展，局域网的网络带宽发展由10M、100M到1G甚至10G传输速率，成为电信运营商关注的焦点，目前，最需要解决的问题是连接网络主干、局域网以及家庭用户之间的网络，需要解决这个瓶颈，才能有效的解决家庭用户的网络带宽问题，这样采用有效的发展主干网络的高速传输速率。但是，在实际工作的过程中，主干网与局域网的接入方式不同，接入网的情况也比较复杂，不同的网络需要的转换方式也不一样，由于宽带接入市场的发展刚刚起步，相关的接入技术还不是十分成熟，影响宽带网络的发展。目前，在我国采用Tl/E1或SONET/SDH接入网络，能够满足用户快速上网的需要，但是，在使用的过程中，这种网络接入的价格比较贵，一般的用户不能接受，采用ADSL宽带接入技术，由于接入的距离和选线率的限制，造成用户的费用偏高，而且用户群也不容易扩展；采用CableModem方式上网，但是在网络的结构上和服务的提供上还限制着网络的发展，如何改造这种网络还存在问题，而且结构改造的费用也比较昂贵，还有受相关的政策与法规的影响；采用Ethernet接入，用户的安装率较低，导致相应的网络建设费用过高，也通过由于网络的安全与服务质量难以得到有效的保证，影响用户的正常使用。采用LMDS无线网络连接的系统，是一种比较理想的技术，但是由于它对工作环境要求的比较严格，使它不能成为一种网络接入的理想技术。通过上面的分析，如何有效的解决网络带宽的接入技术，成为目前网络建设中难以解决的问题，如何以更低的价格，给用户提供更宽的带宽和优质的网络服务质量，成为人们关注的主要问题之一，PON技术与传统的网络接入技术相比，具有更多的优势：PON是无源光网络，能够减少网络建设的费用与网络运行时的维护费用，PON技术可以有效的实现网络用户的费用分摊，同时，PON协议采用的安全保护机制和宽带网络共享技术，能够有效的保证共用线路用户的网络安全，在性能比较上，对于提供相同数量的用户，PON设备暂占用的空间、体积比较小，PON技术也支持一个小区的住宅用户与商业用户共享相同的接入网，也能够共享网络的物理层与协议层，可以有效的减少分散接入网的数量，采用PON技术也能够支持语音传输业务和宽带上网的业务与功能，系统具有良好的拓展性能，可以平滑的向NGN网络过渡，实现通信网络的加载与各种增值业务，提高网络的经济效益。采用新一代PON宽带接入技术，能够有效的解决网络带宽的问题。目前，如何有效的提高网络带宽的通信方式，成为电信运营商关注的主要焦点，也是电信业务发展的主流方向，随着我国通信行业的改革和重组之后，如何有效的改进网络通信带宽，成为电信公司主要关注的问题，如何有效的利用宽带网络发展多媒体业务，成为电信运营企业急需要解决的问题之一，因此，研究宽带网络PON的接入技术和接入网络，推动FTTX通信技术的发展，是电信全业务发展的需要，也是应对市场竞争与企业自身发展的需要，也是实现网络增值业务发展的需要，也是实现企业的结构收入调整的需要，具有重要的理论与现实意义。1.1.2 国内外PON技术应用现状PON（Passive Optical Network）的概念是由英国电信网络提出的，主要的目的是降低通信网络的建设成本和提高网络的传输速率，PON技术分为GPON（由ITU主推的技术）技术和EPON（由IEEE主推的技术）技术两种，二者的主要区别在于TC帧结构上，由于采用的技术内核不一样，GPON主要是通过ATM与GFP两种协议来承载和发送客户的不同类型的数据，它的上行、下行帧长都是125s，上行技术主要采用的是时分多址（TDMA）技术进行数据传输，下行主要采用的是TDM方式。EPON的帧格式与IEEE8023的以太网的数据帧格式相兼容，为方便数据的传输，在以太帧中加入时标及识别等信息，实现数据的管理，而Ethernet PON 数据是根据需要进行不同数据长度的数据包传输。从目前国内外使用的PON技术的产业链分析看,从PON技术的芯片，到PON网络设备和运营商的