基于ATM的无源光网络( 二 )


1.3.3 光功率平衡
由于ONU与OLT路径不同,造成光功率的损失也不同,这就要求接收机必须有一个大的动态范围,能够设置能分辨出的阈值功率 。在APON系统中,每个发射节点的输出功率可以根据特定节点的光路损失而动态改变 。为了满足反射端光功率平衡和接收端光功率阈值的设定,在每个上行ATM信元中加入了3个开销比特 。
2 拓扑结构
所谓拓扑可以理解为机线设备的几何排列外形,反映了物理上的连接性 。用户网的成本和性能,非凡是硬件的实现在很大程度上取决于网络的拓扑结构 。
我们知道,传统的网络拓扑结构有总线型、星型、环形等 。由于用无源器件很难实现一个环以及从环上获取或发送信息都很困难,所以不用环形 。总线型在光功率分配的比例上有困难,而且信息一开始就很集中,使得线路很易处于饱和状态 。树型以及星型(主要是无源双星,DSP)因为其特点最适合接入网的特性及物理上分布的特点,所以被使用为PON的标准拓扑结构 。目前树型和无源双星结构都有广泛的应用,其拓扑结构见图2 。
3 技术难点及对策
3.1 经济性
APON是接入网,这就决定了它的主要客户对价格因素比较敏感 。所以接入网要取得大的发展就必须降低接入费用 。目前,由于光纤制造技术的发展已使光缆的价格大大的降低了;由于使用了集成技术,商用和家用的ONU价格也在降低 。假如APON能够大规模实施,其每户价格将降低到$1500,并将在2000年之前进一步降到$1000左右 。
3.2 安全性
从本质上来说,PON是共享媒体的网络,因此它要求MAC(媒体接入控制)协议能够答应一些用户传输,而不对另外的用户造成影响 。在下行方向,因为所有的信元都是从OLT以广播方式传送出来的,只有符合目的地址的用户(由信元中的一个“标签”地址决定)能够读这个信元,这就是目前APON的处理方式 。然而这也可能引起安全和隐私的问题 。假如有一名恶意的用户或一个小小的错误,就有可能使一个用户得到其它用户的信息(非凡是共享一个ONU的用户) 。为了解决这个问题,笔者认为可采用加密技术来防止此类情况发生 。
3.3 MAC协议
APON是共享媒体的网络,它要求网络有一个功能强大的MAC协议 。MAC协议的选取对于网络的性能有着很大的影响,许多的因素必须考虑 。例如请求/答应(Requests/Permits)算法、带宽的动态分配机制等 。目前在此方面虽然有不少研究,但如何进一步增强MAC协议功能,简化MAC协议复杂性仍是一个有待解决的问题 。
4 APON试验系统
在过去几年中,对APON作了许多试验系统 。下面主要介绍1995年英国BT公司在Colchester和IPswich所用的试验系统 。这个迄今为止最大的交互式多媒体业务是采用APON(包括部分xDSL)提供的,是为了给2500个家庭用户提供VOD和其它(如网上购物、交互游戏等)多媒体业务 。因为这个试验是跨越两个城市的,所以通过一个2.5Gb/s的SDH环网互联 。
该试验系统于1995年末开始向用户提供服务,试验系统如图3所示 。
该系统中,一个OLT能支持32个ONU(在10km以内)并最多达81个家庭 。其它主要指标见表1 。

5 APON的未来
通常情况下,宽带APON中,无源光分路器的分路因子小于32,范围也只有10km左右,传送速率一般为622.82Mb/s或155.52Mb/s,然而这主要是为了限制可供用户共享的带宽和可得到的光功率 。由于骨干网的传输速率越来越快,相应地要求接入网也作一些适应性的变化 。未来的APON接入网(也有人称为Super PON,SPON)跨度将达100km左右,在一个OLT上将可以接入多达2000个用户 。

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