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基于ATM的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)

云知道

【基于ATM的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)】隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，用戶對(duì)業(yè)務(wù)種類的需求越來(lái)越多樣化 。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者不僅要提供電話和CATV等基本業(yè)務(wù)，還必須滿足用戶現(xiàn)在及將來(lái)對(duì)寬帶業(yè)務(wù)（如可視電話、點(diǎn)播電視、家庭教育和高速數(shù)據(jù)傳送等）的需求 。這些需求加在一起構(gòu)成了一個(gè)共同的要求：就是建立一個(gè)通用的接入網(wǎng)絡(luò) 。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)必須十分靈活，用戶通過(guò)一個(gè)通用接口與骨干網(wǎng)絡(luò)相連 。同時(shí)通過(guò)這個(gè)接口，用戶可得到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者提供的各種服務(wù) 。
為了實(shí)現(xiàn)這種寬帶接入，人們提出了各種不同的方案 。例如，鋪設(shè)光纖或用xDSL（包括ADSL、HDSL、VDSL等）升級(jí)已有的電話線，或用HFC 。在這些方案中，光纖接入被認(rèn)為是最有前途的解決方案 。由于PON（無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）被認(rèn)為是一種價(jià)格低、性能好的引進(jìn)寬帶接入的方案，ITU也極力推薦這種方案，所以接入網(wǎng)部分主要集中于PON系統(tǒng) 。另外，由于ATM已被CCITT接納為一種標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)移模式，目前電信網(wǎng)的骨干網(wǎng)也正ATM化 。為了使接入網(wǎng)部分的PON和骨干網(wǎng)的ATM化趨勢(shì)相適應(yīng)，一個(gè)很好的做法是使PON攜帶的信息ATM化，這種ATM化的PON就稱為APON 。
1 APON系統(tǒng)
1.1 APON的產(chǎn)生及優(yōu)點(diǎn)
在光纖用戶網(wǎng)的研究中，為了滿足用戶對(duì)于網(wǎng)絡(luò)靈活性的要求，1987年英國(guó)電信公司（即英國(guó)BT公司）的研究人員最早提出了PON的概念 。后來(lái)由于ATM技術(shù)的迅速發(fā)展及其作為標(biāo)準(zhǔn)傳遞模式的地位，使研究人員開(kāi)始注重到把ATM技術(shù)運(yùn)用到PON的可能性，并于9O年代初提出了APON的建議 。不久，阿爾卡特公司研制了第一個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng) 。
由于ATM和PON一些固有的特點(diǎn)，使得APON從一開(kāi)始就占據(jù)了一個(gè)較高的起點(diǎn)，該方案有著巨大的優(yōu)勢(shì)：
·寬帶化并支持所有種類和各種速率的業(yè)務(wù) 。
·靈活地滿足用戶需求 。
·能夠全動(dòng)態(tài)分配帶寬（這是在用戶網(wǎng)第一次做到） 。
·簡(jiǎn)單、有效的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和治理（O＆M） 。
·安全性高 。
·低時(shí)延 。
·對(duì)業(yè)務(wù)復(fù)用／解復(fù)用的全力支持 。
1.2 APON系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
圖1為一種基本APON系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 。該系統(tǒng)采用無(wú)源雙星（PDS）拓?fù)洌致繁葹?∶16 。從局端OLT（光線路終端）往ONU傳送下行信號(hào)采用TDM技術(shù)，ONU（光纖網(wǎng)絡(luò)單元）傳送到局端OLT的上行信號(hào)采用TDMA技術(shù) 。在上行和下行時(shí)，ATM信元都是被組裝在一個(gè)APON包中，研究表明，給每個(gè)包加入8個(gè)開(kāi)銷比特，可以提供同步及其它與網(wǎng)絡(luò)傳輸相關(guān)的功能 。由于1310／1550nm WDM器件很便宜，且1310nm波長(zhǎng)區(qū)激光器很便宜，所以一般采用WDM技術(shù) 。
在下行方向，由ATM交換機(jī)來(lái)的ATM信元先送給OLT，OLT將其變?yōu)?55.52Mb／s或622.82Mb／s的速率，并以廣播方式用1550nm波長(zhǎng)區(qū)傳送到所有與OLT相連的ONU，每一個(gè)ONU可以根據(jù)信元VCI／PI選出屬于自己的信號(hào)的同步功能及時(shí)延調(diào)整功能 。
1.3 采用的技術(shù)
1.3.1 測(cè)距
由于從不同的ONU到OLT的距離不等，上行信號(hào)到達(dá)OLT的時(shí)延也不同，為了避免不同的ONU上行信號(hào)在PON總線上產(chǎn)生重疊、互相干擾，保護(hù)收發(fā)通路能夠同步，承載的不同ONU信號(hào)之間要有一個(gè)間隔，通常成為保護(hù)時(shí)間（guard time） ?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)距（Ranging）程序來(lái)得到不同信號(hào)時(shí)間間隔，取最遠(yuǎn)ONU傳輸時(shí)延作為時(shí)隙的時(shí)間間隔，使上行信號(hào)互不干擾 。
1.3.2 猝發(fā)模式同步
上行方向傳送的信元在分路器上進(jìn)行交叉復(fù)用，為了盡可能地減少連續(xù)信元的開(kāi)銷，獲得最大的帶寬性能，已經(jīng)提出了許多種快速同步方法 。其中最有效的方法是使用重復(fù)抽樣技術(shù)（Oversampling） 。該方法用一個(gè)非常短的前置段（3bit）來(lái)恢復(fù)時(shí)鐘相位，通過(guò)把這3bit插入到每個(gè)ATM信元的開(kāi)銷比特中來(lái)恢復(fù)正確時(shí)鐘相位，精度在±1bit之內(nèi) 。

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