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摘要：PON（无源光网络）是指（光配线网中）不含有任何电子器件及电子电源，ODN全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成。通过这一技术提供的带宽可以满足现在和未来各种宽带业务的需要，无论在设备成本还是运维管理开销方面，其费用都相对较低，本文通过对PON基本结构，PON技术种类的描述，阐述了无源光网络（PON）的原理以及应用场景，最后，总结了PON技术的发展趋势，PON将成为城域网接入层未来发展的方向。
关键词：PON;通信;网络
一、PON的基本结构
PON网络是利用点对多点（P2MP）技术结构的单光纤双向光接入网络。 PON系统由用户侧的光分布网（ODN），局端的光线路终端（OLT）和光网络单元（ONU）组成。 下行方向上（OLT到ONU），OLT发送的光信号通过ODN达到每个ONU，而在上行方向（从ONU到OLT），ONU发送的光信号通过ODN继续发送给OLT，而不会发送给其他ONU[1]。PON网络的结构图如图1所示。
（一）光线路终端（OLT）
光线路终端（OLT）的作用是在宽带接入BRAS或SR服务和ONU之间提供光路汇聚，并在这段网络中传输各种服务数据。OLT由公共层，核心层和服务层和组成。公共层主要为设备提供电源和维护管理等功能。服务层主要为设备提供服务端口以及支持多种服务而核心层则为设备提供交叉连接，复用和传输功能;
（二）光分配网
光分配网络（ODN）提供ONU和OLT之间的数据传输。它的主要功能是给OLT和ONU之间提供信息传输服务，并在OLT和ONU之间建立端到端的信息传输通道。
ODN的配置通常为点到多点方式，即多个ONU通过一个ODN与一个OLT相连，这样，多个ONU可以共享OLT到ODN之间的光传输媒质和OLT的光电设备。
（三）光网络单元（ONU）
光网络单元（ONU）是位于ODN和用户之间的设备，为用户提供电接口并且在ODN和用户之间提供数据传输，实现光电信号的转换与数据管理。ONU内部由核心层、业务层和公共层组成，公共层主要为设备提供电源和维护管理等功能。服务层主要为设备提供服务端口以及支持多种服务而核心层则为设备提供复用和传输功能;
二、PON技术种类
（一）EPON
EPON技术是基于以太网技术的宽带接入技术平台。它使用PON的网络结构来完成网络的接入。它在数据链路层的关键技术主要包括：ONU的即插即用问题，上行通道的多路访问控制协议（MPCP），协议兼容性问题以及OLT的测距和延迟补偿协议。
EPON融合了PON和以太数据产品的优点，形成了许多独有的优势。EPON系统能够提供高达1Gbit/s的上下行带宽，可以满足未来相当长时期内的用户需要。EPON采用复用技术，支持更多的用户，每个用户可以享受到更大的带宽。EPON系统不采用昂贵的ATM设备和SONET设备，能与现有的以太网相兼容，大大简化了系统结构，成本低，易于升级。由于无源光器件有很长的寿命，户外线路的维护费用大为减少。与此同时，标准的以太网接口可以利用现有的价格低廉的以太网设备，也节约了成本。PON结构本身决定了网络的可升级性比较强，只要更换终端设备，就可以使网络升级到10Gbit/s或者更高速率。EPON不仅能综合现有的有线电视、数据和语音业务，还能兼容未来业务如数字电视、VoIP、电视会议和VOD等，实现综合业务接入。
（二）GPON
GPON为千兆无源光网络或称为吉比特无源光网络，GPON技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽、高效率、大覆盖范围、用户接口丰富等众多优点，被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化，综合化改造的理想技术。[2]
相对于EPON而言，GPON和EPON的主要区别在于采用完全不同的标准。在应用上，GPON比EPON带宽更大，它的业务承载更高效、分光能力更强，可以传输更大带宽业务，实现更多用户接入，更注重多业务和QoS保证，但实现更复杂，这样就是导致其成本相对EPON也较高，但随着GPON技术的大规模部署，GPON和EPON成本差异在逐步缩小。
三、PON技术的发展趋势
10GPON在系统结构上仍然延续GPON的典型形拓扑结构，它由支持10G速率的光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）组成。在上行方向，采用TDMA方式，使多个ONU共享干线信道容量和信道资源上行数据的传输都由OLT统一控制。各ONU由10GPON的拓扑结构按照OLT所分配的时隙传输用户数据。不同的ONU所用的时隙不同。所以各ONU所产生的上行数据不会发生冲突。在下行方向，OLT以广播方式将由数据包组成的帧经由无源光分支器发送到各个ONU。[3]每个ONU收到全部的数据流.然后根据ONU的媒体访问控制地址取出特定的数据包。
10GPON作为下一代PON技术。既能满足不断出现的高带宽网络应用业务的需求，又能以较少的成本实现10Gb/s带宽的接入。是下一代接入网技术的发展趋势。本文研究了10GPON的关键技术，提出了一新的上下行对称10GPON与GPON混合系统的实现方案。它利用现有光器件在原来基础上进行温和升级就得到10Gb/s的上行速率。还兼容现有的GPON系统，实现平滑演进，因此具有成本优势和实用性。为10GPON最终成为接入网提供了參考。一方面.随着GPON在世界市场占有率超过EPON，希望下一代PON技术能够兼容已部署的GPON：另一方面，随着用户宽带业务的不断增加，相信10GPON将成为下一代PON技术的主流。
参考文献：
[1]论I-PON技术方案与有线电视网络发展机遇[J]. 全国昱. 广播电视网络. 2020（01）
[2]10G万兆I-PON与2.5G GPON两种FTTH光纤网络架构的性能与成本分析[J]. 李力. 有线电视技术. 2017（08）
[3]利用万兆I-PON技术承载OTT TV互联网电视业务[J]. 张立杰，张学军，欧阳捷，张黎明，张海峰，李力，秦幸坚. 广播电视信息. 2018（10）
关键词：PON;通信;网络
一、PON的基本结构
PON网络是利用点对多点（P2MP）技术结构的单光纤双向光接入网络。 PON系统由用户侧的光分布网（ODN），局端的光线路终端（OLT）和光网络单元（ONU）组成。 下行方向上（OLT到ONU），OLT发送的光信号通过ODN达到每个ONU，而在上行方向（从ONU到OLT），ONU发送的光信号通过ODN继续发送给OLT，而不会发送给其他ONU[1]。PON网络的结构图如图1所示。
（一）光线路终端（OLT）
光线路终端（OLT）的作用是在宽带接入BRAS或SR服务和ONU之间提供光路汇聚，并在这段网络中传输各种服务数据。OLT由公共层，核心层和服务层和组成。公共层主要为设备提供电源和维护管理等功能。服务层主要为设备提供服务端口以及支持多种服务而核心层则为设备提供交叉连接，复用和传输功能;
（二）光分配网
光分配网络（ODN）提供ONU和OLT之间的数据传输。它的主要功能是给OLT和ONU之间提供信息传输服务，并在OLT和ONU之间建立端到端的信息传输通道。
ODN的配置通常为点到多点方式，即多个ONU通过一个ODN与一个OLT相连，这样，多个ONU可以共享OLT到ODN之间的光传输媒质和OLT的光电设备。
（三）光网络单元（ONU）
光网络单元（ONU）是位于ODN和用户之间的设备，为用户提供电接口并且在ODN和用户之间提供数据传输，实现光电信号的转换与数据管理。ONU内部由核心层、业务层和公共层组成，公共层主要为设备提供电源和维护管理等功能。服务层主要为设备提供服务端口以及支持多种服务而核心层则为设备提供复用和传输功能;
二、PON技术种类
（一）EPON
EPON技术是基于以太网技术的宽带接入技术平台。它使用PON的网络结构来完成网络的接入。它在数据链路层的关键技术主要包括：ONU的即插即用问题，上行通道的多路访问控制协议（MPCP），协议兼容性问题以及OLT的测距和延迟补偿协议。
EPON融合了PON和以太数据产品的优点，形成了许多独有的优势。EPON系统能够提供高达1Gbit/s的上下行带宽，可以满足未来相当长时期内的用户需要。EPON采用复用技术，支持更多的用户，每个用户可以享受到更大的带宽。EPON系统不采用昂贵的ATM设备和SONET设备，能与现有的以太网相兼容，大大简化了系统结构，成本低，易于升级。由于无源光器件有很长的寿命，户外线路的维护费用大为减少。与此同时，标准的以太网接口可以利用现有的价格低廉的以太网设备，也节约了成本。PON结构本身决定了网络的可升级性比较强，只要更换终端设备，就可以使网络升级到10Gbit/s或者更高速率。EPON不仅能综合现有的有线电视、数据和语音业务，还能兼容未来业务如数字电视、VoIP、电视会议和VOD等，实现综合业务接入。
（二）GPON
GPON为千兆无源光网络或称为吉比特无源光网络，GPON技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽、高效率、大覆盖范围、用户接口丰富等众多优点，被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化，综合化改造的理想技术。[2]
相对于EPON而言，GPON和EPON的主要区别在于采用完全不同的标准。在应用上，GPON比EPON带宽更大，它的业务承载更高效、分光能力更强，可以传输更大带宽业务，实现更多用户接入，更注重多业务和QoS保证，但实现更复杂，这样就是导致其成本相对EPON也较高，但随着GPON技术的大规模部署，GPON和EPON成本差异在逐步缩小。
三、PON技术的发展趋势
10GPON在系统结构上仍然延续GPON的典型形拓扑结构，它由支持10G速率的光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）组成。在上行方向，采用TDMA方式，使多个ONU共享干线信道容量和信道资源上行数据的传输都由OLT统一控制。各ONU由10GPON的拓扑结构按照OLT所分配的时隙传输用户数据。不同的ONU所用的时隙不同。所以各ONU所产生的上行数据不会发生冲突。在下行方向，OLT以广播方式将由数据包组成的帧经由无源光分支器发送到各个ONU。[3]每个ONU收到全部的数据流.然后根据ONU的媒体访问控制地址取出特定的数据包。
10GPON作为下一代PON技术。既能满足不断出现的高带宽网络应用业务的需求，又能以较少的成本实现10Gb/s带宽的接入。是下一代接入网技术的发展趋势。本文研究了10GPON的关键技术，提出了一新的上下行对称10GPON与GPON混合系统的实现方案。它利用现有光器件在原来基础上进行温和升级就得到10Gb/s的上行速率。还兼容现有的GPON系统，实现平滑演进，因此具有成本优势和实用性。为10GPON最终成为接入网提供了參考。一方面.随着GPON在世界市场占有率超过EPON，希望下一代PON技术能够兼容已部署的GPON：另一方面，随着用户宽带业务的不断增加，相信10GPON将成为下一代PON技术的主流。
参考文献：
[1]论I-PON技术方案与有线电视网络发展机遇[J]. 全国昱. 广播电视网络. 2020（01）
[2]10G万兆I-PON与2.5G GPON两种FTTH光纤网络架构的性能与成本分析[J]. 李力. 有线电视技术. 2017（08）
[3]利用万兆I-PON技术承载OTT TV互联网电视业务[J]. 张立杰，张学军，欧阳捷，张黎明，张海峰，李力，秦幸坚. 广播电视信息. 2018（10）