PON是一種點到多點的無源光纖接入技術,起源于20世紀90年代,是英文Passive Optical Network(無源光網絡)的簡稱,國際電聯ITU-T G.982建議給出了PON的功能參考配置,主要包含3個基本功能模塊:光線路終端OLT、光網絡單元ONU、光分配網絡ODN。
各個模塊的功能如下:
OLT:光線路終端(Optical Line Terminal),簡單理解就是光纖網絡傳輸的“上游”運營商側設備端,作用是通過一個或多個ODN光纖分配網與用戶側的ONU通信,OLT與ONU的關系為主從通信關系,OLT對來自ONU的信令和監控信息進行管理,OLT設備一般部署于運營商基站,或業務節點機房。
ONU:光網絡單元(Optical Network Unit),位于ODN光纖分配網和用戶之間,屬于用戶側設備用來負責接收OLT發送的數據,并直接為用戶提供服務。ONU的網絡側具有光接口,而用戶側為電接口。
ODN:光分配網絡(Optical Distribution Network),是光纖接入網中的傳輸設施,即光纖網絡,為ONU和OLT提供光傳輸通道,作為兩者之間的物理連接。ODN包含光纖、光纜交接箱、光連接器(尾纖)、無源光分路器(Optical Branching Device,OBD)(分光器)和光纖接頭等。這些光纖網絡的組成部分,都是由無源光器件組成,這也是PON無源光網絡名稱的來源。
PON網絡架構
PON在不同的時間段發展演進出了各種技術方案,根據采用的技術不同,PON可以分為APON,即基于ATM技術的無源光網絡,后來更名為BPON寬帶無源光網絡;EPON是基于以太網的無源光網絡;GPON吉比特無源光網絡,GPON是BPON的擴展。
目前廣泛使用的PON技術包括:EPON和GPON,以及10G-EPON和XG-PON。不同PON技術間的區別雖然很大,但從用戶使用的角度看,主要區別在線路速率、可用帶寬和工作波長幾個方面。
EPON技術特點
運營成本低,維護簡單:無源器件容易敷設,維護簡單,可節省長期運營成本和管理成本。
可提供較高的傳輸速率:EPON目前可以提供上下行對稱的1.25G的速率,并且可以升級到10G,以及未來的25G/50G。
服務范圍大,容易擴展:EPON作為一種點到多點網絡,可以利用局端單個光模塊及光纖資源,服務大量終端用戶,而且網絡容易擴展。
GPON技術特點
業務支持能力強,具有全業務接入能力:可以提供包括E1電路業務、ATM業務、CATV等在內的全業務接入能力、能夠提供語音、數據和視頻綜合業務接入。
較高的帶寬和較遠的覆蓋距離:最多可以支持128個ONU,最長傳輸距離可達60公里。
帶寬分配靈活
服務質量有保證,安全性高
GPON和EPON適用范圍不同,從性能指標上GPON要優于EPON,但是EPON擁有了時間和成本上的優勢,兩者在應用場景上也有重疊的地方,展望未來的寬帶接入市場也許并非誰替代誰,應該是共存互補。由于技術特點不一樣,EPON和GPON技術實際是兩個不同的市場應用,EPON技術比較適合對于成本敏感、QoS、安全性要求不高的客戶群以及互聯網接入的應用類型;GPON技術對于帶寬、多業務,QoS和安全性要求較高、ATM技術作為骨干網的客戶以及全業務運營和三網融合的應用類型比較適合。
PON網絡的優勢
PON(無源光網絡)作為接入網技術,隨著相關技術、設備型號的日趨成熟,已被商用部署超過十五年的時間,積累了豐富的建設實施和運營維護經驗,相比傳統以太網,PON在介質成本、資源利用、空間占用等方面都具有一定的優勢:
相對成本低:相對成本低,維護簡單,容易擴展,易于升級。PON結構在傳輸途中不需電源,沒有電子部件,因此容易鋪設,基本不用維護,長期運營成本和管理成本的節省很大。
純介質網絡:無源光網絡是純介質網絡,徹底避免了電磁干擾和雷電影響,極適合在自然條件惡劣的地區使用。
資源占用少:PON系統對局端資源占用很少,系統初期投入低,擴展容易,投資回報率高。
帶寬高:EPON/GPON隨著以太技術的發展速率向1G/2.5G-10G-25/50G升級。
服務范圍大:PON由于采用點到多點的接入模式,因此中心局到用戶間鋪設光纖的基建費用由用戶們共同承擔,可以提高網絡建設投資的回報。與為每個用戶都配置端到端光纖的方法相比,為相同數量客戶提高業務的PON 設備的體積更小,占用中心局的空間更少。
帶寬分配靈活,服務質量(QoS)有保證:G/EPON系統對帶寬的分配和保證都有一套完整的體系,可以實現用戶級的SLA(服務級別協議)。
PON光模塊發展趨勢
全球知名調研機構Omdia在光纖和銅纜接入設備預測報告中對2022年2月的預測顯示,PON設備端口收入預計在2020年至2027年期間以12.3%的年復合增長率增長,到2027年將達到163億美元,遠高于2020年的82億美元。
EPON和GPON,都是1Gbps級別的PON,PON開始向10Gbps級別演進,而10G PON也并不是PON技術的終點,隨著25G/50G/100G更高的網絡速率需求,PON模塊速率也會隨之增加。
升級路徑
GPON:GPON → 二代:XGPON(非對稱)/XGS PON(對稱) → 三代:NG-PON2
EPON:EPON → 二代:10G EPON → 三代:NG-EPON
PON的發展歷程
由于初期的GPON遠遠大于EPON,則升級路線依然是XGPON/XGS PON大于10G EPON,NG-PON2大于NG-EPON。
從PON的縱深角度來看:一個是速率不斷提高,1G/2.5G-10G-25/50G PON;另一個是不斷的節點延伸,FTTB就是光纖到building大樓,FTTH是光纖到Home用戶,現在是FTTR,光纖到room房間,之后有可能是FTTT,光纖到Table桌面。FTTR的用戶數雖然總體數量還比較少,2022年FTTR的用戶數占據FTTx總用戶數的1%,其中中國是FTTR的主要市場,在今年上半年已經超過60個城市在部署FTTR。
隨著寬帶業務的普及,PON技術的不斷完善,光纖接入也應用的越來越廣泛,與傳統光模塊相比較,PON光模塊光信號的傳輸模式為點到多點(P2MP),模塊不成對使用,主要應用于接入網,采用PON技術可以大量節約光纜資源和網絡層次,而PON光模塊則是光纖到戶必不可少的配件之一。
納多德PON光模塊產品
作為光網絡解決方案的領先供應商,納多德可為光纖接入網提供EPON、GPON/XG PON/XGS PON等全線PON光模塊,在長距離傳輸條件下可提供雙向高帶寬能力,支持多種應用場景。
目前納多德可提供各種PON光模塊以滿足不同需求:
納多德1G/10G系列PON光模塊采用成熟的芯片工藝和光傳輸技術,可為FTTx網絡、5G無線網絡等各種通信環境提供高質量的PON網絡連接,同時具有以下明顯優勢:
性能指標:更高的輸出功率與接收靈敏度,以滿足不斷增長的系統鏈路預算要求。
穩定性:傳輸過程中穩定的輸出功率,可避免上行干擾并提高帶寬效率。
質量保證:每個產品都經過全面測試,以確保完美運行。
可靠性:所有PON系列光模塊都通過了IEEE 802.3、ITU-TG.984.x以及多源協議(MSA)等國際QM認證。
審核編輯:湯梓紅
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