无源光网络技术及相关算法

这一部分需要分开来写

(一)常见无源光网络结构及分析比较

在各种接入网技术中，光纤宽带接入技术是当前最有前景的接入技术之一。光纤宽带接入技术主要分为：无源光网络技术、多业务传送平台技术、以太网接入技术。

无源光网络一般指多个用户端设备（ONU/ONT）与局端设备通过无源器件如：光缆、光分/合路器等组成的网络。无源光网络的系统结构基于ITU-TG.902，如图1.1所示，全部由连接各个器件的光纤、无源光分/合路器以及波分复用器等常用的无源器件构成，并且不包含任何有源器件，所以称为无源光网络接入技术。无源光网络技术应用于光接入网具有低成本、适合多用户的汇聚、维护简单方便、较高的承载业务效率、适合承载广播和组播业务、系统容量大、升级性好等诸多优势。

无源光网络是一种点对多点的光纤传输系统，上行方向，即ONU到OLT方

向，采用时分多址方式；下行方向，即OLT到ONU方向，采用广播方式，在光分支点不需要节点设备，只要安装一个简单的光分/合路器。其拓扑结构取决于光纤分配网络(OpticalDistribution Node，ODN)的结构，一般ODN具有四种基木拓扑结构：单星型、多星型、总线型和环型，所以无源光网络具有单星型、树型、环型、总线型等多种网络形态结构。

无源光网络技术自20世纪80年代被标准化并投入使用至今，己经经历了几个发展阶段，国际电信标准化组织和设备制造商开发了多种协议和技术，以便使PON技术解决方案可以更好地满足接入网市场的要求，从而形成了基于TDM的APON/BPON、EPON、GPON等一系列协议标准。在20世纪80年代末期，英国电信公司的研究人员最早提出了PON的概念，并由全业务接入网组织在20世纪90年代中期开发完成。早在20世纪70年代，ITU-T就完成了对G.982的标准化，对接入速率为2Mb/s以下的窄带PON系统进行了定义。在窄带PON系统概念提出的同时，人们提出了以ATM技术为基础的宽带PON概念，即APON，以使接入网走向宽带化。最早APON是由英国电信、NTT、法国电信等主导发展的一种可以传输语音、视频和数据等服务的宽带网络。APON的标准化程度很高，使得大规模生产和降低成本成为可能。ATM统计复用的特点使APON能服务于更多的用户。并且由于当时无法预计以太网协议会发展成为具有统治地位的数据层协议，因此选择的数据协议层采用ATM、物理层采用PON结构。根据G983规范，APON中一个OLT最大可以寻址64个ONU，支持的虚通路数为4096。APON是在PON上传送ATM信元，物理层采用PON技术，链路层采用ATM技术。APON的下行方向具有两种传输速率：即155.520Mb/S或622.080Mb/s，并且在传输过程中是采用连续传输ATM信元，在数据流中会插入物理层操作管理与维护(OperationAdmnistratsonand Maintenanee，OAM)信元。APON在上行方向是采用突发模式来传输ATM信元,为了支持突发模式的接收与发送，需要在ATM信元的头部增加物理层开销，这个开销将占用3个字节。为了实现系统中所有用户对同一光纤带宽的共享，G983.l规定APON的上、下行通信分别采用两种复用方式，即：时分多址（TDMA)复用方式和时分复用方式。但是山于APON技术比较复杂、承载的IP业务效率不是很高等导致其成本较高，所以并没有得到世界各国的大规模应用。在FSAN正式将APON更名为BPON后，将线路速率大155Mbps的APON称为BPON。

基于以太网的无源光网络EPON主要采用了无源光网络的拓扑结构来实现以太网的接入。EPON标准由于是继APON之后提出的一个新的PON系统，所以EPON在一定程度上将ITU-T和FSAN提出的APON规范进行了继承和发展，采用符合IEEE802.3协议的以太帧承载业务信息。EPON在上、下行传输速率、带宽和成本等诸多方面明显优于APON；在传输复用方式上，局端到用户端采用TDM传输方式、用户端到局端采用TDMA传输方式。采用以太网帧结构和接口，并且结合了传统PON的诸多优势，实现了在PON系统中直接传输以太网帧。从本质上来看，EPON技术在传输媒质层和数据链路层上均采用以太网协议。

吉比特级无源光网络，即GPON，是ITU-T在G984系列标准协议中提出的一种灵活的每秒吉比特级光纤接入网，以其特有的类似于通用成帧规程的GEM帧和ATM信元承载多种业务，支持全业务的接入。GPON具有2.4Gbps速率、能以原有格式和90%以上的效率传送包括语音、以太网络、ATM、租用路等多种业务的无源光网络技术。GPON的核心基础是通用成帧协议GFP，它具有覆盖任何可能出现的新服务的能力，包括数字视频、电子商务等。GPON由三部分组成：光线路终端(OLT)、光配线网络(ODN)和光网络单元/光网络终端(ONU/ONT)。从ONU到OLT的方向为上行方向，各个ONU按照OLT中的带宽分配模块分配的时隙发送数据，所有ONU的上行共享一个信道。反之为下行方向，OLT采用广播方式发送数据帧给所有的ONU。GPON可以提供多种传输速率，具有灵活多样的系统分路比，支持全业务OAM功能，支持原有格式的数据分组和TDM流。GPON具有大容量、高带宽、对多种业务类型的支持、简单高效的适配封装、强大的OAM、并且具有很强的生存性等诸多优势。如下表1-1是APON、EPON、GPON各自的性能参数。

表1-1是APON、EPON、GPON各自的性能参数

	APON	EPON	GPON
下行速率（Mbit/s）	155/622/1244	1250	1244/2488
上行速率（Mbit/s）	155/622	1250	155/622/1244
线路编码	NRZ	8B/10B	NRZ
支持分路比	32	32-64	64-128
最大传输距离（Km）	20	20	60
TDM支持能力	TDM over ATM	TDM over Ethernet	TDM over ATM or TDM over packet
上行可用带宽（Mbit/s）	500 (上行622Mbit/s)	760-860	1100 (上行1244Mbit/s)
下行数据加密	AES或搅动	无定义	AES

针对TDM-PON和WDM-PON各有优缺点和应用场合，单一地利用任意一种PON技术都存在不同程度的问题。HPON（Hybrid TDM/WDM PON）它能够很好地兼容TDM和WDM技术，并支持TDM-PON到WDM-PON的平滑过渡。WDM-PON与TDM-PON的结合，主要指在单根光纤上提供多个WDM通道，但是每对WDM通道上还是利用时分复用的接入机制，TDM-PON的问题依然存在。这种技术仅仅是一种扩容的手段，一种过渡性的技术。

无源光网络技术及相关算法相关推荐

推荐系统[一]：超详细知识介绍，一份完整的入门指南，解答推荐系统相关算法流程、衡量指标和应用，以及如何使用jieba分词库进行相似推荐，业界广告推荐技术最新进展
搜索推荐系统专栏简介:搜索推荐全流程讲解(召回粗排精排重排混排).系统架构.常见问题.算法项目实战总结.技术细节以及项目实战(含码源) 专栏详细介绍:搜索推荐系统专栏简介:搜索推荐全流程讲解(召回粗排 ...
一文详解缺陷检测相关算法！
缺陷检测是什么? 缺陷检测,是各行业产品质量管理体系中的重要一环,也是产品在正式投入市场应用前最后一道屏障.由于产品可能出现的品质问题多种多样,没有统一的衡量标准,所以一直以来,产品质检都是依靠人工来 ...
41.虚拟存储器以及相关算法
虚拟存储器,又有人叫虚拟内存.很容易大家就会把它当做硬件看待. 所以我们先给虚拟存储器定性. 虚拟存储器是计算机系统内存管理的一种技术,它使得应用程序认为它拥有连续的可用的内存(一个连续完整的地址空间 ...
探索推荐引擎内部的秘密，第 2 部分: 深入推荐引擎相关算法 - 协同过滤
本系列的第一篇为读者概要介绍了推荐引擎,下面几篇文章将深入介绍推荐引擎的相关算法,并帮助读者高效的实现这些算法.在现今的推荐技术和算法中,最被大家广泛认可和采用的就是基于协同过滤的推荐方法.它以其方法 ...
JVM学习笔记之-拉圾回收概述,垃圾回收相关算法
拉圾回收概述什么是垃圾垃圾收集,不是Java语言的伴生产物.早在1960年,第一门开始使用内存动态分配和垃圾收集技术的Lisp语言诞生. 关于垃圾收集有三个经典问题: 哪些内存需要回收? 什么时候 ...
聚类分析与相关算法(Kmeans等)详解
聚类分析与相关算法详解 1 距离度量 1.1欧几里得距离定义 1.2其他距离度量的补充 1.3余弦距离 1.4简单匹配系数 1.5jaccard系数 1.6海明距离 2 聚类问题 2.1非监督学习中的 ...
算法基础：图的相关算法知识笔记
一.图的相关算法 1.图的分类知识如下图: 2.生成树概念对连通图进行遍历,过程中所经过的边和顶点的组合可看做是一棵普通树,通常称为生成树. 连通图的生成树具有这样的特征:边的数量 = 顶点数 - ...
语音识别之前端处理及相关算法
前言语音识别是模式识别的一个分支,又从属于信号处理科学领域,同时与语音学.语言学.数理统计及神经生物学等学科有非常密切的关系.语音识别的目的就是让机器"听懂"人类口述的语言,包括 ...
美国无人机技术及相关项目
在现代军事需求的引领下,无人作战飞机以其"零生命"风险.更强作战能力以及相对有人机更能适应恶劣作战环境方面的优势,正越来越受到美军方的关注.在过去的几年里,美国针对无人机不同功能. ...

无源光网络技术及相关算法

无源光网络技术及相关算法相关推荐

最新文章

热门文章