无源光网络 (PON)

什么是无源光网络 (PON)？

电信网络提供商经常使用无源光网络 (PON)，该网络将光纤电缆和消息几乎一直传输到最终客户。根据 PON 的结束位置，该系统可能被称为光纤到路边、光纤到楼宇或光纤到户。

无源光网络是如何工作的？

PON 系统由通信公司局内的一台光线路终端 (OLT) 和靠近终端用户的多台光网络单元 (ONU) 组成。通常，一台 OLT 能够连接多达 32 台 ONU。术语“无源”指的是这样一个事实：一旦信号在网络中传输，光传输就不需要任何形式的能源或有源电气元件。相比之下，有源光网络需要由电力供电设备才能沿着光纤电缆传输帧或单元。

这张图片展示了 OLT 设备在电信公司中心局中通常采用的冗余方式。然后，光纤电缆从中心局分散到 20 公里范围内，并通过无源光分路器分成多个 ONU。然后，光纤链路终止在客户的划分点附近。之后，ONU 将通过铜缆或光纤以太网连接提供网络切换，从而方便客户轻松连接到他们现有的局域网 (LAN)。

无源光网络有哪些类型？

在光层面，所有 PON 系统的潜在容量大致相等。用于控制连接和分配容量的**电气叠加 (electrical overlay)** 技术限制了下游和上游带宽。异步传输模式 (ATM) 或单元交换协议构成了首批获得广泛商业安装的 PON 系统的电气层基础。这些系统被称为 APON。尽管它们现在被称为**宽带 PON，或 BPON**，但它们至今仍在被使用。APON 或 BPON 网络的典型下游容量为每秒 1.55 亿比特或每秒 6.22 亿比特，其中后者最受欢迎。每秒 1.55 亿比特的单元突发是一种上行传输类型。

通过使用**光分路器**和波长分割复用方法，PON 可以将此带宽的一部分分配给多个用户。PON 还可以通过连接社区、建筑物或住宅以太网线路和更广泛的系统（如社区天线电视系统）的同轴电缆作为网络干线链路而运行。

基于以太网技术的 PON 是基于 ATM 技术的 PON 的替代品。例如，**千兆位 PON (GPON)** 提供一系列带宽选项，从非对称的 1.25 Gbps 传输和 2.5 Gbps 安装能力，到对称的 622 Mbps 下行和上行能力。GPON 是一种混合系统，通过以太网传输数据，通过 ATM 传输语音。在采用光纤到户的网络中，GPON 被广泛使用。

10G-PON 是改进的现代**基于以太网的 PON (EPON)**。这种纯以太网技术提供 2.5 Gbps 的上行链路，下载速度为 10 Gbps。未来计划开发其他 EPON 技术，例如国际电信联盟电信标准化部门下一代 PON2 标准，预计速度可达 80 Gbps。

PON 的优点和缺点是什么？

PON 的优点如下：

• 与大多数其他宽带接入系统相比，其部署成本较低。
• 它们可以在不需要由电力驱动的中间设备的情况下运行。
• 它们利用了现有的光纤。
• 其吞吐量速率与竞争技术相当，并且具有多种升级路径。
• 它们被认为是安全的网络技术。
• 它们可以在相当大的距离（最多 20 公里）内沿着中心局环路移动。

无源光网络可能存在以下缺点：

• 它们需要大规模的光纤部署。
• 由于需要从中心局发送大量管理流量开销到每个单独的客户端 ONU，较大的网络效率可能会降低。
• 与有源供电网络系统相比，PON 在距离方面受到严格的传输限制。