APON

APON是ATM PON的简称。ATM是一种基于信元的传输协议，近年来，被越来越广泛地应用于接入网上以提供视频广播、远程教学、以及数据通信等多种业务。ATM技术能为接入网提供动态的带宽分配，从而更适合宽带数据业务的需要。可以运行在多种物理层技术上，xDSL技术和PON技术均可为ATM的运行提供物理平台。

概述

PON即无源光网络（无源的光接入网），其光配线网（ODN）上的器件全部由无源器件（光纤、无源光分路器、波分复用器等）组成，不包含任何有源节点。

在PON中采用ATM信元的形式来传输信息的，称为ATM—PON或简称APON。这种模式建立的是一个点到多点的系统，不仅可以利用光纤的巨大带宽提供宽带服务，还可以利用ATM进行高效的带宽业务管理。

产生

在PON上实现基于ATM信元的传输，即APON(简称APON)技术。早在1995年“互联网时代”之前，在人们还不知道IP最终会统治网络第三层协议的时候，几个全球最大的电信运营商——日本电报电话公司(NTT)、英国电信(BT)、法国电信(France Telecom)等，就开始讨论发展一种能支持话音、数据、视频的接入网全业务解决方案。当时有两个符合逻辑的选择：协议层采用ATM，物理层采用PON。

经过以21个全球主要电信运营商为主的FSAN(全业务接入网)集团的不懈努力，1998年10月通过了全业务接入网采用的APON格式标准——ITU-T G.983.1；2000年4月批准其控制通道规范的标准ITU-T G.983.2；2001年又发布了关于波长分配的标准：ITU-T G.983.3，利用波长分配增加业务能力的宽带光接入系统。

系统结构

典型的APON系统的网络拓扑结构为星型结构，作为点到多点的典型应用来说，更适合于面对将来进行系统的升级和扩容，同时加上光分配网的灵活性，使得系统支持更多的拓扑结构，如树型、总线型等。凭借这一点，在实际中，针对用户的分散和对于业务阶段性实施的需求，运营商可以通过APON系统一步到位，既满足大用户对于网络服务的要求，又避免了重复投资和重复施工。APON系统灵活的拓扑结构体现了设备在扩容和升级方面的灵活性。

工作原理

OLT(光线路终端)将到达各个ONU(光网络单元)的下行业务组装成帧，以广播的方式发送到下行信道上，各个ONU收到所有的下行信元后，根据信元头信息从中取出属于自己的信元；在上行方向上，由OLT轮询各个ONU，得到ONU的上行带宽要求，OLT合理分配带宽后，以上行授权的形式允许ONU发送上行信元，即只有收到有效上行授权的ONU才有权利在上行帧中占有指定的时隙。

实现APON的关键技术有多址和接入控制技术(在使用TDMA上行接入时包括测距、带宽分配等)、突发信号的发送和接收技术、快速比特同步技术以及安全保密等方面的技术。

APON这种模式建立的是一个点到多点的系统。再结合无源分路器对光纤和光线路终端的共享作用，使成本可望比传统的电路交换为基础的PDH/SDH接入系统低20%~40%。APON的业务是分阶段实施的，初期主要是VP专线业务。相对普通专线业务，APON提供的VP专线业务设备成本低、体积小、省电、系统可靠稳定、性价比有一定优势；同时它实现一次群和二次群电路仿真业务，提供企业内部网的连接和企业电话及数据业务；实现以太网接口，提供互联网上网业务和VLAN专线业务。

实用的PON系统主要是窄带PON，由窄带PON升级到宽带的APON，终端设备和控制协议都需要进行大幅度的改动，传输速率的提高对物理层设备和媒质访问控制(MAC)协议都有新的要求。只要宽带PON的成本可以控制在窄带PON的1.5倍以下，还是可以接受的。虽然宽带PON的技术细节还需要在其实际的发展和使用中继续研究和完善，但ITU-T在APON实用系统出现之前就确定了G.983建议，对APON进行了规范，它进入实用的步伐将会更加顺利。

技术差别

EPON和APON最主要的区别表现在帧结构上(EPON和APON的帧结构格式、帧周期长度及打包方式全都不一样)，而它们的主要技术差别是：EPON的数据传输是以可变长度的分组进行，最长1,518字节；而APON数据主要是以53字节固定长度的ATM信元方式传输。

APON支持者声称，他们的系统具有固定长度的帧结构，因而能更快、更有效地同步；而基于IP的EPON方案，则从不知道数据包有多长，必须硬性切断，并按较小的长度重新分组。这是因为，按互联网规定的IP包最大长度为65,535字节，而EPON协议规定的分组包最长为1,518字节。

与此对应，EPON支持者争辩说，用APON运载IP业务很难且效率低。APON的分组包必需按每48字节一小段切割，而且每段得加上5字节的字头，所以这种处理方式既费时、复杂、浪费带宽，又增加了额外的成本。

发展趋势

到了本世纪初，随着互联网技术发展和其他通讯技术发展，APON也暴露了带宽比较低的弱点；在APON技术基础上发展了BPON技术，带宽从155 M提升到622 M。BPON在北美等很多地区得到了部署。BPON经过发展，又形成了GPON技术。GPON可以支持2.5 G下行，1.25 G上行。底层封装技术扩展支持GEM（General Encapsulation Method）封装，同时兼容支持ATM封装。但从各个厂家实现来看，基本上抛弃了ATM封装。

APON技术作为实际部署手段已经完成了它的历史使命，但作为PON技术的鼻祖，核心技术思路依然应用在各种PON技术中。

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