毛宗元

（北京市合力电信有限公司，北京 102600）

0 引 言

接入网的功能是连接互联网、城域网以及用户。无源光网络（Passive Optical Network，PON）是常见的接入网系统应用技术，属于纯介质网络，具有光纤敷设简单、电磁干扰小、接入操作流程便捷以及维护工作量低等优势，能够实现与传输制式、传输速度之间的高度匹配，更利于构建安全宽带共享机制。因此，开展接入网系统中PON 技术的运用研究具有重要意义。文章主要分析接入网系统概念与可行性需求，阐述PON 技术概念与应用原理，讨论与研究PON 技术在接入网系统中的运用。

1 接入网系统概念与可行性需求分析

1.1 接入网系统概念

所谓接入网系统，主要包括互联网中骨干网到用户终端之间的各类设备，其主要功能便是有效连接用户与互联网骨干网。通常情况下，接入网系统的整体长度会根据实际情况的不同表现为几百米至几千米[1]。基于接入网系统，骨干网络中的网络运营商得以为用户终端提供良好的数字电话服务、数字语音服务等多样化的网络功能服务。

1.2 接入网系统可行性需求分析

接入网系统设计流程需涵盖明确的设计目标、系统网络规划设计、系统网络实现方式设计、系统功能设计、关键承载业务规划设计以及技术先进性评估等工作内容。在完成接入网系统设计后，相关工作人员还需要从前瞻性、可靠性以及安全性3 个方面对接入网系统进行可行性需求分析，确保系统设计的合理性与科学性。

1.2.1 接入网系统前瞻性分析

网际互连协议（Internet Protocol，IP）分层架构是接入网系统设计的常用体系，该架构体系能够充分满足接入量持续增加的需求。通常来说，评判接入网系统设计是否具备良好的前瞻性，需要从以下5 个方面进行深入分析。一是接入方式设计是否足够灵活，能否满足多方网络系统之间相互接通的互联需求；二是传输实体设计是否多元化，能否切实满足用户多方传输的需求；三是接入网系统中业务和控制分层设计是否便捷，能否实现快速的新业务部署；四是接入网系统的整体网路性能是否高效，能否满足用户对低时延、高速率网络传输的需求；五是接入网系统设计是否合理应用了多点分发，能否为用户提供实时接收或拒绝信息的功能服务[2]。

1.2.2 接入网系统可靠性分析

接入网系统的可靠性分析主要针对系统中的服务标准层与业务需求，能够综合评价接入网系统是否具备满足差异化业务的连接需求。不仅如此，可靠性分析还需综合评价接入方式的断网保护机制设计是否合理，在一种接入方式连接断开后，能否及时启动其他接入方式用以保证接入网系统的正常运行，并将接入方式错误信息进行实时反馈处理。

1.2.3 接入网系统安全性分析

接入网系统是否具备安全性是可行性需求分析中重点评价与分析的内容，也是初步评估接入网系统设计质量的主要参考指标。通常来说，接入网系统会承载大量的业务，如语音、文字、数据、视频等，一旦受到计算机病毒或网络非法入侵等，会造成用户隐私泄露、数据丢失等安全问题。因此，接入网系统设计需应用相应的加密技术，如高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES）等，从而提高接入网系统的安全防护等级。

2 PON 技术概念及应用优势

2.1 PON 技术概念

基于网络拓扑结构的角度进行分析，PON 是一种以点到多点的网络宽带技术，可以根据实际情况灵活组成星型、总线型等网络拓扑结构。基于PON技术的组网一般包括局端的光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）、用户侧的光网络单元（Optical Network Unit，ONU）等，在对网络信号进行采集与整合的过程中，仅需用户端的光网络单元与局端光线路终端参与即可，无须利用其他有源设备。

2.2 PON 技术应用优势

PON 技术在实际应用期间的主要优势有以下4个方面：（1）结合实际情况，科学合理地利用PON技术可以在一定程度上达到节约光纤资源的目的；（2）由于PON 技术采用点到多点的树状拓扑结构，因此在实际应用期间的服务区域会更大、更广；（3）PON 技术能够有效实现网络设备、光纤设备等相关网络设备资源的共享，能够进一步提高用户端接入骨干网过程中的宽带；（4）PON 技术在组网时无须利用有源部件，能够在一定程度上增强无源光网络在实际运行期间的稳定性与可靠性，有效避免了无源光网络在雷雨天等恶劣天气中受到雷电流或电磁场干扰的影响。同时基于此特性，也有效降低了无源光网络在日常维护方面的维护与运营成本[3]。

3 PON 技术在接入网系统中的应用分析

3.1 MPCP 技术

多点控制协议（Multi-Point Control Protocol，MPCP）在接入网系统中的应用原理如下：首先，对用户侧的ONU 进行发现、认证以及注册，然后对其距离、传输节点等相关因素；其次，记录和报告用户侧的光网络单元相关信息，报告内容主要是实际传输期间所存在的拥堵具体情况等；最后，结合实际情况对网络中的宽带情况进行有效检测，以周期性处理模式保障用户侧光网络单元的连接稳定性[4]。利用MPCP 技术可以对网络中相关资源进行科学合理的优化处理，实现基于传输距离对实际传输质量与传输效果进行调控的目的，以此进一步提高网络宽带的实际利用率[5]。另外，MPCP 技术能够强化网络管理效果，对接入网系统实现全方位、多角度的实时监管效果，进而达到结合实际情况灵活调整宽带资源的目的。基于具体控制策略为用户端制定具有针对性的宽带分配策略，以此达到对用户宽带需求的动态化处理效果。

MPCP 技术在接入网系统中的应用功能有以下几方面。

（1）对网络资源进行优化处理。通过距离测量特性能够切实提高网络宽带的实际利用率，从而利用接入网系统中应用频率较高的用户侧光网络单元实现动态化宽带分配模式，并为用户提供高质量的网络服务效果。

（2）解决多址寻址问题。对于接入网系统而言，其对于用户侧的骨干网络接入授权时间较短，因此可能导致用户若以长距离传输模式进行网络服务时会存在网络断开、网络延时等相关问题，而MPCP 技术便可以基于分割接入网系统中用户实际传输距离的效果降低节点之间的有效传输距离，以此切实避免用户出现网络断开与网络延迟的问题，而且支持语音服务等相关实时性较强的网络连接服务，实现以动态化管控效果对用户接入授权进行优化并将其网络延时降低至1 ms 以内。

（3）具有较强可扩展性。其能够对传输内容进行有效加密处理，以此切实提高相关数据信息在实际传输过程中的完整性、安全性以及私密性，避免出现数据信息丢失、被窃取以及失真等相关问题，以此有效支持链路汇聚。MPCP 协议的基础结构与分层模型如图1 所示。

图1 MPCP 协议的基础结构与分层模型

3.2 ONU 自动识别技术

在接入网系统中应用PON 技术中的用户侧光网络单元自动识别技术能够实现以自动化模式对系统运行状态进行实时调控，即无须人为方式便能够使用户侧光网络单元完成自动注册与处理，同时生成全新的用户侧光网络单元报告并发送至以太网无源光网络（Ethemet Passive Optical Network，EPON）[6]。ONU自动识别技术的应用原理如图2 所示。

图2 ONU 自动识别技术的应用原理

ONU 自动识别技术在接入网系统中的应用要点有以下2 个方面。（1）ONU 在接入网系统中进行注册期间可能存在冲突现象，导致ONU 注册失败，即授权错误，进而致使网络连接断开或造成网络高延迟现象。为有效避免ONU 注册失败问题，则需要确保在ONU注册既定窗口时间内完成所有应答环节。同时，接入网系统在实际运行期间的延迟时间具有较强随机性，因此接入网系统能够在一定程度上延长既定窗口的开放时间，从而提高ONU 注册成功率。（2）当接入网系统注册过程中出现冲突现象后，ONU 自动识别技术可以在一定范围内对冲突类型进行判定，若处于判定范围内则可以对冲突进行跳过并继续进行注册、授权等相关步骤，从而大幅提高接入网系统在实际运行期间的响应效率与相应质量。一般情况下，ONU 既定窗口时间通常为1 s 左右，在此段时间内ONU 自动识别技术便可以对存在冲突的注册过程中的既定窗口时间进行跳过，以此避免增加重复的注册内容，避免对接入网系统的宽带服务质量造成影响[7]。

3.3 复用技术

对于复用技术而言，其在接入网系统中的应用原理分为上行方面与下行方面。首先，在接入网系统的上行过程中应用复用技术，能够将上行宽带资源有效共享至各个网络单元，同时各个网络单元时隙能够按需调用相关网络机制，以此达到明确各个网络单元中所需传输的信息包，从而达到无论网络传输过程中是否发生冲突，则网络单元都会基于网络机制与传输原则对信息包进行传输与共享。其次，在接入网系统的下行过程中应用广播数据传输，能够确保所传输的信息包有效被同一个广播域内的所用终端用户进行接收。最后，基于各个终端用户调用需求对信息包进行有效甄别，如基于广播IP 地址判断是否接收信息包或丢弃信息包。当广播域中每发送一个信息包后，其中的用户终端便会对信息包进行识别与判断，此过程会持续性地重复进行，直至无信息包广播。

复用技术的顺利应用主要由GPON 封装方式（GPON Encapsulation Mode，GEM）端口、传输容器以及ONU 共同支持。其中，PON 处理逻辑主要与传输容器相连接，以此有效保障信息包在实际传输过程中能够基于信息包包头内容被顺利识别与分配。

4 结 论

为切实提高接入网系统在实际运行期间的宽带质量与数据信息传输效率，应当结合实际情况将PON 技术有效应用于接入网系统中。利用MPCP 技术、ONU 自动识别技术以及复用技术等相关技术优化接入网系统在数据信息接收与发送期间的流程和质量，以此进一步提高接入网系统的整体宽带效率，为用户提供优质的网络服务效果。