面向21世纪的宽带接入技术——以ATM为基础的无源光网络<1>

韦乐平

（邮电部电信科学研究规划院　北京100083)

摘要　本文结合以ATM为基础的无源光网络（APON）的
最新进展，系统介绍APON的通用结构、主要业务、光网络要求（包括物理层和传输会聚层要求及
测距方法）以及传输性能要求，同时，也探讨了存在的某些问题和可能的解决方法。

关键词　光接入网　接入网

____在当前开放的电信环境下，接入网
技术正呈现多元化的态势，各种新老技术层出不穷，争夺斗，各领风骚。然而，从长远的观点看，
面对丰富多彩的多媒体业务和呈爆炸式增长的IP业务的压力，以ATM技术为基础的无源光网络
(ATM-PON)将是一种结合ATM
多业务多比特率支持能力和无源光网络透明宽带传送能力的理想长远解决方案，代表了面向21
世纪的宽带接入技术的最新发展方向。

1　光接入网结构

（1）网络结构

____光接入网的通用网络结构*，可以适
用于光纤到家（FTTH），光纤到楼（FTTB），光纤到路边（FTTC）以及光纤到交接箱（FTTCab）
等各种应用情况。图中ONU表示光网络单元，ONT表示光网络终端，OLT表示光线路终端，NT表示网
络终端。

（2）参考配置

____光接入网的参考配置*，图中ODN表
示光配线网，AF表示适配功能，为使用铜缆数字用户线（DSL）的用户提供适配功能。SNI表示业
务节点接口，UNI表示用户网络接口。

（3）功能块

____各功能块的主要功能概述如下：OLT
负责管理ATM传送系统所有涉及PON的特定方面，OLT与ONU一起为SNI与UNI之间提供透明的ATM传
送业务。ODM利用各种无源元件（光纤、光分路器、光接头和光连接器等）为OLT与用户之间提供
光传输手段。

2 业务

____ATM-PON可以为居民和企事业单位
提供所有已知的业务和正在讨论的新业务，具有透明的业务独立性。这是未来多媒体时代接入网的
一个重要特点。其业务可以覆盖广泛的网络要求，例如比特率、对称/非对称、延时要求等，其范
围可以从具有不同程度交互性的图像分配业务到电子数据传递、局域网（LAN）互连、透明的虚通
道等。

3　光网络要求

3.1　光网络的分层结构

____与其他现代网络技术一样，光网络
是分层的，方法基于G.982等建议*，可以分为物理媒质层、传输会聚层（TC）和通道层，这里通
道层即对应ATM层的虚通道（VP）。表1给出了ATM-PON分层结构功能的示例。表中TC层进一步划分
为PON传输子层和适配子层，PON传输层在ODN上终结所要求的传输功能，适配子层对应B-ISDN的传
输会聚子层*。

3.2　物理媒质层要求

（1）数字信号的标称比特率

____ATM-PON中数字信号的标称比特率
应该是8kHz的整数倍，其标称线路速率有两种：

①可用于FTTCab/C/B/H的对称155.Mbit/s。

②可用于FTTCab/C/B的非对称速率(下行622.08Mbit/s,上行155.52Mbit/s）。

（2）物理媒质和传输方法

____由于接入网的传输距离很短，因此
采用广泛应用的比较便宜的G.652标准单模光纤比较适合。

____其双向传输主要有两种，第一种采
用单纤波分复用方式，为了降低成本，采用粗波分复用方法，即两个波长分别工作在1310nm区和
1550nm区；第二种方法采用单向双纤空分复用方式，工作在1310nm区以便充分利用低成本的光
源。第一种方法更加经济和流行。与窄带PON
不同之处在于不采用单纤双向时分压缩复用（TCM）方式，主要是考虑到集成电路的速率和成本
的限制因素。

____ATM-PON的上下行信号的线路编码
均采用比较简单经济的加扰NRZ码，其抗连续同码数达到72个。

（3）物理层参数要求

____IUT-T在其冻结构的ATM-PON建议中
对物理层的参数要求已有详细规范*，笔者在表2至表5中列出了几项主要参数的要求供读者参考。
需要注意，由于ATM-PON的标准化时间比较适宜，尚无正式产品问世，因而有可能对很多参数达成
一致，提供比窄带PON标准化程度高得多的系统参数要求，从而可能达到大规模生产和较低成本的
要求。

表2　ODN物理媒质层参数规范

表3 155Mbit/s下行光接口规范

表4 622Mbit/s下行光接口规范

表5 155Mbit/s上行光接口规范