一文讀懂PON無源光網(wǎng)絡(luò)

PON是一種點到多點的無源光纖接入技術(shù)，起源于20世紀(jì)90年代，是英文Passive Optical Network(無源光網(wǎng)絡(luò))的簡稱，國際電聯(lián)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(wǎng)絡(luò)單元ONU、光分配網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)摹吧嫌巍边\營商側(cè)設(shè)備端，作用是通過一個或多個ODN光纖分配網(wǎng)與用戶側(cè)的ONU通信，OLT與ONU的關(guān)系為主從通信關(guān)系，OLT對來自O(shè)NU的信令和監(jiān)控信息進行管理，OLT設(shè)備一般部署于運營商基站，或業(yè)務(wù)節(jié)點機房。

ONU：光網(wǎng)絡(luò)單元（Optical Network Unit），位于ODN光纖分配網(wǎng)和用戶之間，屬于用戶側(cè)設(shè)備用來負(fù)責(zé)接收OLT發(fā)送的數(shù)據(jù)，并直接為用戶提供服務(wù)。ONU的網(wǎng)絡(luò)側(cè)具有光接口，而用戶側(cè)為電接口。

ODN：光分配網(wǎng)絡(luò)（Optical Distribution Network），是光纖接入網(wǎng)中的傳輸設(shè)施，即光纖網(wǎng)絡(luò)，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(wǎng)絡(luò)的組成部分，都是由無源光器件組成，這也是PON無源光網(wǎng)絡(luò)名稱的來源。

PON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

PON在不同的時間段發(fā)展演進出了各種技術(shù)方案，根據(jù)采用的技術(shù)不同，PON可以分為APON，即基于ATM技術(shù)的無源光網(wǎng)絡(luò)，后來更名為BPON寬帶無源光網(wǎng)絡(luò)；EPON是基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)；GPON吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)，GPON是BPON的擴展。

目前廣泛使用的PON技術(shù)包括：EPON和GPON，以及10G-EPON和XG-PON。不同PON技術(shù)間的區(qū)別雖然很大，但從用戶使用的角度看，主要區(qū)別在線路速率、可用帶寬和工作波長幾個方面。

EPON技術(shù)特點

運營成本低，維護簡單：無源器件容易敷設(shè)，維護簡單，可節(jié)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(wù)范圍大，容易擴展：EPON作為一種點到多點網(wǎng)絡(luò)，可以利用局端單個光模塊及光纖資源，服務(wù)大量終端用戶，而且網(wǎng)絡(luò)容易擴展。

GPON技術(shù)特點

業(yè)務(wù)支持能力強，具有全業(yè)務(wù)接入能力：可以提供包括E1電路業(yè)務(wù)、ATM業(yè)務(wù)、CATV等在內(nèi)的全業(yè)務(wù)接入能力、能夠提供語音、數(shù)據(jù)和視頻綜合業(yè)務(wù)接入。

較高的帶寬和較遠(yuǎn)的覆蓋距離：最多可以支持128個ONU，最長傳輸距離可達(dá)60公里。

帶寬分配靈活

服務(wù)質(zhì)量有保證，安全性高

GPON和EPON適用范圍不同，從性能指標(biāo)上GPON要優(yōu)于EPON，但是EPON擁有了時間和成本上的優(yōu)勢，兩者在應(yīng)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(yīng)該是共存互補。由于技術(shù)特點不一樣，EPON和GPON技術(shù)實際是兩個不同的市場應(yīng)用，EPON技術(shù)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(lián)網(wǎng)接入的應(yīng)用類型；GPON技術(shù)對于帶寬、多業(yè)務(wù)，QoS和安全性要求較高、ATM技術(shù)作為骨干網(wǎng)的客戶以及全業(yè)務(wù)運營和三網(wǎng)融合的應(yīng)用類型比較適合。

PON網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢

PON（無源光網(wǎng)絡(luò)）作為接入網(wǎng)技術(shù)，隨著相關(guān)技術(shù)、設(shè)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(shè)實施和運營維護經(jīng)驗，相比傳統(tǒng)以太網(wǎng)，PON在介質(zhì)成本、資源利用、空間占用等方面都具有一定的優(yōu)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(jié)構(gòu)在傳輸途中不需電源，沒有電子部件，因此容易鋪設(shè)，基本不用維護，長期運營成本和管理成本的節(jié)省很大。

純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)：無源光網(wǎng)絡(luò)是純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，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(qū)使用。

資源占用少：PON系統(tǒng)對局端資源占用很少，系統(tǒng)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(shù)的發(fā)展速率向1G/2.5G-10G-25/50G升級。

服務(wù)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(shè)光纖的基建費用由用戶們共同承擔(dān)，可以提高網(wǎng)絡(luò)建設(shè)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(shù)量客戶提高業(yè)務(wù)的PON 設(shè)備的體積更小，占用中心局的空間更少。

帶寬分配靈活，服務(wù)質(zhì)量（QoS）有保證：G/EPON系統(tǒng)對帶寬的分配和保證都有一套完整的體系，可以實現(xiàn)用戶級的SLA（服務(wù)級別協(xié)議）。

PON光模塊發(fā)展趨勢

全球知名調(diào)研機構(gòu)Omdia在光纖和銅纜接入設(shè)備預(yù)測報告中對2022年2月的預(yù)測顯示，PON設(shè)備端口收入預(yù)計在2020年至2027年期間以12.3%的年復(fù)合增長率增長，到2027年將達(dá)到163億美元，遠(yuǎn)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(shù)的終點，隨著25G/50G/100G更高的網(wǎng)絡(luò)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(fā)展歷程

由于初期的GPON遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(jié)點延伸，F(xiàn)TTB就是光纖到building大樓，F(xiàn)TTH是光纖到Home用戶，現(xiàn)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(shù)雖然總體數(shù)量還比較少，2022年FTTR的用戶數(shù)占據(jù)FTTx總用戶數(shù)的1%，其中中國是FTTR的主要市場，在今年上半年已經(jīng)超過60個城市在部署FTTR。

隨著寬帶業(yè)務(wù)的普及，PON技術(shù)的不斷完善，光纖接入也應(yīng)用的越來越廣泛，與傳統(tǒng)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(yīng)用于接入網(wǎng)，采用PON技術(shù)可以大量節(jié)約光纜資源和網(wǎng)絡(luò)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(chǎn)品

作為光網(wǎng)絡(luò)解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商，納多德可為光纖接入網(wǎng)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(yīng)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(shù)，可為FTTx網(wǎng)絡(luò)、5G無線網(wǎng)絡(luò)等各種通信環(huán)境提供高質(zhì)量的PON網(wǎng)絡(luò)連接，同時具有以下明顯優(yōu)勢：

性能指標(biāo)：更高的輸出功率與接收靈敏度，以滿足不斷增長的系統(tǒng)鏈路預(yù)算要求。

穩(wěn)定性：傳輸過程中穩(wěn)定的輸出功率，可避免上行干擾并提高帶寬效率。

質(zhì)量保證：每個產(chǎn)品都經(jīng)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(xié)議(MSA)等國際QM認(rèn)證。

審核編輯：湯梓紅