光猫——PON网关

Posted 2022-05-06 Zhang Jun

一、网关的种类

(1)因特网网关（PON网关）：在因特网中，以往的网关现在称为路由器。网关现在是指一种系统，这种系统进行网络和应用协议的转换，使TCP/IP网和非TCP/IP网上的用户和应用可以相互通信。网关也指应用程序之间的翻译设备。代理服务器网关是一种防火墙，允许内部网的用户访问因特网，同时禁止因特网用户访问内部网。功能齐全的防火墙提供高级的甄别、验证和代理功能，以防止黑客和攻击者进入内部系统。

(2)LAN网关：LAN网关提供LAN之间数据传送的通道。通常居间的LAN因使用不同的协议，数据需要做些转换才能通过。不少路由器提供以太网与FDDI的连接，可以充当此任。另外，有提供AppleTalk与TCP/IP、IPX与TCP/IP等协议转换的网关。

(3)IBM主机网关：把LAN上工作站与IBM主机系统连接起来。最早的网关模拟IBM主机的320终端，使LAN的工作站成为主机的终端。复杂一点的网关允许PC机与主机之间传输文件，或者以客户机/服务器运行模式，允许PC机访问主机的数据库。IBM的APPN协议提供了同层联网服务，使主机成为网络的一部分。当前的趋势是主机也支持TCP/IP，直接与TCP/IP或通过Web服务器与用户连接起来，不再需要专门的网关。

(4)电子邮件网关：负责不同厂商应用软件之间邮件信息的转换，使用户在网上能共享不同的电子邮件应用程序所发出的信件。常见的电子邮件网关把专用信息格式转换成X.400格式。

二、什么是PON

光纤接入网（Optical Access Network，OAN）是指在接入网中采用光纤作为主要传输介质来实现信息传送的网络形式，根据光纤接入网传输设施中是否采用有源器件分为AON有源光网络和PON无源光网络。

根据采用的技术不同，PON可以分为EPON和GPON：

1. EPON，基于以太网的无源光网络；
2. GPON，吉比特（千兆）无源光网络；

AON比PON传输距离长，传输容量大，业务配置灵活，但不足之处是成本高、需要供电系统、维护复杂。而PON结构简单，易于扩容和维护，所以在接入网当中，PON得到越来越广泛的应用。

三、PON网络组成、拓扑结构

国际电联ITU-T G.982建议给出了OAN（PON）的功能参考配置，主要包含4个基本功能模块：光线路终端OLT、光网络单元ONU、光分配网络ODN、AN系统管理功能模块。

各个模块的功能如下：

• OLT：OLT的作用是通过一个或多个ODN光纤分配网与用户侧的ONU通信，OLT与ONU的关系为主从通信关系，OLT对来自ONU的信令和监控信息进行管理。OLT设备一般部署于运营商基站，或业务节点机房。

• ONU：位于ODN光纤分配网和用户之间。ONU的网络侧具有光接口，而用户侧为电接口。一般家庭用户，采用的都是光猫，单芯光纤即可。当然，也可以使用ONU，不过要使用2芯光纤，对纤芯资源浪费比较大。

• ODN：是光纤接入网中的传输设施，即光纤网络，为ONU和OLT提供光传输通道，作为两者之间的物理连接。ODN包含光纤、光缆交接箱、光连接器（尾纤）、无源光分路器（Optical Branching Device，OBD）（分光器）和光纤接头等。这些光纤网络的组成部分，都是由无源光器件组成，这也是PON无源光网络名称的来源。

• AN管理模块：负责对光纤接入网进行维护管理，包括配置管理、性能管理、故障管理、安全管理及计费管理，这主要指的是网管系统。

PON网络拓扑结构主要分为星形结构、树型结构和总线型结构。在实际工程中，采用比较多的是树形结构，树形结构是星形结构的扩展。连接OLT的第1个分光器OBD将光信号分成n路，下一级连接第2级分光器OBD或直接连接ONU，最后一级的分光器OBD连接n个ONU。

树形结构的线路维护容易、不存在雷电及电磁干扰，可靠性高。但由于OLT的一个光源提供给所有ONU光功率，光源的功率有限，限制了所连接ONU的数量以及光信号的传输距离。

根据光网络单元ONU设置的位置不同，光纤接入网可分成不同的类型,主要包括光纤到路边FTTC、光纤到大楼FTTB、光纤到家FTTH或光纤到办公室FTTO等。一般小区覆盖都是采用FTTH的类型。

四、EPON技术及特点

• 运营成本低，维护简单。由于是无源器件，所以容易敷设，维护简单，可节省长期运营成本和管理成本。

• 可提供较高的传输速率。EPON目前可以提供上下行对称的1.25G的速率，并且可以升级到10G。

• 服务范围大，容易扩展。EPON作为一种点到多点网络，可以利用局端单个光模块及光纤资源，服务大量终端用户，而且网络容易扩展。

五、GPON技术及特点

• 业务支持能力强，具有全业务接入能力。可以提供包括E1电路业务、ATM业务、CATV等在内的全业务接入能力、能够提供语音、数据和视频综合业务接入。

• 可以提供较高的带宽和较远的覆盖距离。最多可以支持128个ONU，最长传输距离可达60公里。

• 带宽分配灵活、服务质量有保证，安全性高。