接入网教案10

柳州运输职业技术学院教师备课教案首页课时授课计划编号：10授课日期授课时数授课班级07通信技术7班2课题OAN接入技术教学目的了解APON光网络结构掌握EPON光网络结构教学重点APON光网络结构教学难点EPON光网络结构课堂类型及教学方法讲授课讲授法教具、挂图多媒体教学过程如下教研室主任签字：年月日任课教师：杨志冰柳州运输职业技术学院教师备课教案提问：1.VDSL接入系统结构有哪部分组成？2.VDSL接入设备如何安装？掌握PON和AON两者的差别分析光接入网的参考配置举例各种应用类型Ⅰ.复习旧课1.VDSL接入系统结构2.VDSL接入设备选用原则3.VDSL接入设备安装Ⅱ.讲授新课6.1OAN接入技术6.1.1OAN概述光接入网（OAN）就是指在接入网中采用光纤作为主要传输媒质来实现信息传送的网络形式。接入网中的光区段可以是点到点、点到多点的结构。OAN可以分为无源光网络（PON）和有源光网络（AON）。PON主要采用无源光功率分配器（耦合器）将信息送至各客户端。较适合短距离使用；若传输距离较长，或用户较多，可采用光纤放大器（EDFA）来增加功率。AON采用有源的电复用器分路，将信息送给用户。其主要优点是传输距离远、传输容量大、用户信息隔离度好、易于扩展带宽、网络规划和运行的灵活性大。1．光接入网的参考配置SNI为业务节点接口，UNI为用户网络接口，Q3为网络管理接口；S为光发送参考点，与ONU/OLT光发送端相邻；R为光接收参考点，与ONU/OLT光接入端相邻；V为业务网络接口参考点；T为用户网络接口参考点；a为AF与ONU间的参考点。光接入网一般是一个点到多点的光传输系统，主要由光网络单元（ONU）、光线路终端（OLT）、光配线网络(ODN)/光远程终端（ODT）和适配功能块（AF）等组成。①光网络单元（ONU）②光线路终端（OLT）③光配线网络（ODN）④光远程终端（ODT）⑤适配功能块（AF）2．光接入网的拓扑结构（1）星型结构（2）树型结构（3）总线型结构（4）环型结构3．光接入网的应用类型（1）光纤到路边（FTTC）（2）光纤到楼（FTTB）（3）光纤到户（FTTH）（4）光纤到办公室（FTTO）柳州运输职业技术学院教师备课教案重点对比这6种光接入网的传输技术4．光接入网的传输技术（1）空分复用（SDM）技术是指上行信号和下行信号使用不同的光纤分开传输。（2）时分复用(TDM)/时分多址（TDMA）技术是指在同一个光载波波长上，将时间分割成周期性的帧，每帧再分割成若干个时隙，按一定的时隙分配原则，使每个ONU在指定时隙内以分组方式向OLT发送信号（3）时间压缩复用(TCM)/时间压缩多址（TCMA）技术是指利用一根光纤，传输时不断改变收、发方向，使两个方向的信号以脉冲串的形式轮流在同一根光纤中传输。（4）波分复用(WDM)/波分多址（WDMA）技术是指在同一根光纤上，上行信号和下行信号分别使用不同波长的光信号传输（5）码分复用(CDM)/码分多址（CDMA）技术是给每一个ONU分配一个惟一的正交码作为地址码，并将各ONU的上行信号与其进行模二加，再去调制具有相同波长的激光器，经分路器合路后送到光纤传输。（6）副载波复用(SCM)/副载波多址（SCMA）技术是将上行信号和下行信号分别安排在不同频段，在同一根光纤中完成双向传输任务。6.1.2ATM无源光网络（APON）1．APON系统结构APON是指采用ATM信元传输方式的PON。APON主要由光线路终端（OLT）、光分路器、光网络单元（ONU）和光纤光缆等组成。传输线路的标称速率有两种，即对称速率（155.52Mbit/s）和非对称速率（上行155.52Mbit/s，下行622.08Mbit/s）。实现双向传输的方式也有两种，一是采用单纤波分复用方式，二是采用单向双纤空分复用方式。APON系统一般采用波分复用方式及TDM/TDMA传输复用技术实现单纤双向传输。（1）光线路终端（OLT）OLT通过标准业务接口与外部网络连接，通过PON专用接口与ODN相连，按要求提供光接入。（2）光网络单元（ONU）ONU通过PON专用接口与ODN相连，通过多种UNI接口与不同用户终端相连，支持多种用户终端接入。（3）光配线网络（ODN）ODN在OLT和一个或多个ONU之间提供一条或多条光信道。柳州运输职业技术学院教师备课教案难点2．APON系统帧结构不论是上行方向还是下行方向，ATM信元都是以APON帧格式在APON系统中进行传输。下行方向的APON帧结构是由连续的时隙流组成，每个时隙包含一个53字节的ATM信元或PLOAM信元，每隔27个时隙插入一个PLOAM信元。PLOAM信元是物理层OAM信元，用来传送物理层OAM信息，同时携带ONU上行接入时所需的授权信号。上行帧包含53个时隙，每个时隙包含56个字节，其中53个字节为ATM信元，3个字节是开销字节。开销字节包含的域及主要用途如下。①保护时间②前置码③定界符3．APON关键技术（1）测距技术为了防止ATM信元发生碰撞，OLT需要引入测距功能，来补偿因为ONU与OLT之间的距离不同而引起的传输时延差异，使所有ONU到OLT的逻辑距离相同，以确保不同ONU所发出的信号能够在OLT处准确地复用。APON系统的测距过程分为三步：第一步是静态粗测，第二步是静态精测第三步是动态精测。一般测距方法有以下几种。①扩频法②带外法③带内法接入网最敏感的是成本，所以APON应该采用带内开窗测距技术。（2）快速比特同步技术（3）突发信元的收发技术（4）搅动技术4．APON技术特点APON技术具有如下优点：①宽带化并支持所有种类和各种比特率的业务；②能够全动态分配带宽，充分利用网络资源，满足用户各种需要；③无源点到多点的网络结构，简单、可靠、易于维护管理；④标准化程度高，使得大规模生产时可降低成本；⑤安全性高；⑥时延小。存在一些问题，如系统成本太高；系统容量和覆盖范围有限，未考虑对窄带业务的支持及与其他技术相结合时需解决引入线的宽带化等一系列问题。6.1.3以太无源光网络（EPON）把简单经济的以太技术与PON的传输结构结合起来的Ethernet柳州运输职业技术学院教师备课教案对比和APON的不同overPON概念，自2000年开始引起技术界和网络运营商的广泛重视。EPON是几种最佳的技术和网络结构的结合。EPON采用点到多点结构，无源光纤传输方式，在以太网之上提供多种业务。EPON不需任何复杂的协议，光信号就能精确传送到终端用户，来自终端用户的数据也能被集中传送到中心网络。2．EPON技术的基本网络结构一个典型的EPON系统由OLT、ONU、POS组成。基本网络结构如图6-14所示。由业务网络接口到用户网络接口部分为EPON网络，EPON通过SNI接口与业务节点相连，通过NUI接口与用户设备相连。OLT放在中心机房，ONU放在网络接口单元附近或与其合为一体。POS是无源光纤分路器，是一个连接OLT和ONU的无源设备，它的功能是分发下行数据并集中上行数据。OLT既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台，它提供面向无源光纤网络的光纤接口。OLT根据IEEE802.3协议，将数据封装为可变长度的数据包，以广播方式传输给所有ONU。ONU的主要功能是选择接收OLT发送的广播数据；响应OLT发出的测距及功率控制命令，并作相应的调整；对用户的以太网数据进行缓存，并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送；实现其他相关的以太网功能。3．EPON的工作原理在EPON中，根据IEEE802.3以太网协议，传送的是可变长度的数据包，最长可为1518个字节，与ATM相比，极大地减少了开销。是由一个被分割成固定长度帧的连续信息流组成，其传输速率为1.25Gbit/s。EPON系统的上行帧结构，帧长与下行帧长相同，也是2ms，每帧有一个帧头，表示该帧的开始；每帧包含还若干个长度可变的时隙，每个时隙分配给一个ONU，各个ONU发送的上行数据包，以TDM方式复合成一个连续的数据流，通过光分配器耦合送入光纤传输。Ⅲ.小结1．光接入网的参考配置2.ATM无源光网络（APON）3．EPON的工作原理