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光纤到户（FTTH, Fiber To The Home）是指通过光纤将通信信号直接传输到用户家庭的一种接入技术。与传统的铜缆接入方式相比，FTTH能够提供更高的带宽、更快的传输速度和更长的传输距离。近年来，随着互联网应用的迅猛发展和用户对高速宽带的需求不断增加，FTTH技术逐渐成为宽带接入的主流选择。

FTTH网络的实现方式主要有两种：无源光网络（PON, Passive Optical Network）和有源光网络（AON, Active Optical Network）。无源光网络依赖于无源分光器来分配光信号，而有源光网络则使用有源设备（如交换机和路由器）进行信号的放大和分配。

FTTH网络的两种主要实现方式：PON和AON

FTTH网络主要有两种实现方式：无源光网络（PON）和有源光网络（AON）。这两种技术在网络架构、关键组件和应用场景等方面存在显著差异。

无源光网络 (PON)

无源光网络是一种无需中间有源设备（如放大器、交换机等）的光纤网络。

PON系统中，光线路终端（OLT, Optical Line Terminal）位于服务提供商端，通过光纤连接到多个光网络单元（ONU, Optical Network Unit）或光网络终端（ONT, Optical Network Terminal），中间通过无源分光器（Splitter）分配光信号。PON系统具有成本低、维护简单的优点，广泛应用于FTTH网络。

有源光网络（AON）

有源光网络依赖于中间有源设备（如交换机和路由器）来放大和分配光信号。

AON系统中，每个用户都有独立的光纤连接到中心交换机或路由器，这样可以实现更高的带宽和更灵活的服务质量管理。虽然AON系统的初始建设成本较高，维护也较为复杂，但其性能和服务质量优势使其在某些高端应用中具有竞争力。

无源光网络 (PON)

无源光网络（PON）是一种不需要中间有源设备的点对多点光纤接入网络。PON系统的核心在于其无源组件，即分光器，通过它可以将来自光线路终端（OLT）的光信号分配给多个光网络单元（ONU）或光网络终端（ONT）。由于无需中间放大和转发设备，PON系统具有结构简单、成本低和维护方便等优点。

在PON系统中，光线路终端（OLT）位于服务提供商的中心局端，它负责将数据传输到各用户端的光网络单元（ONU）。光信号在传输过程中经过无源分光器（Splitter），将单根光纤的信号分配到多个用户终端。这种点对多点的结构使得PON系统可以高效地利用光纤资源。

PON系统通常采用时分多址（TDMA, Time Division Multiple Access）技术进行数据传输。OLT在下行链路中将数据分割成多个时间片，每个时间片分配给不同的ONU；在上行链路中，各ONU根据OLT的调度在不同时间片上传输数据。

目前，PON技术有多个标准，其中最主要的是GPON（Gigabit-capable PON）和EPON（Ethernet PON）。这两种标准在技术特点、应用场景和性能指标等方面存在一定差异。

有源光网络（AON）

有源光网络（AON, Active Optical Network）是一种点对点的光纤接入网络，依赖于中间有源设备（如交换机和路由器）进行信号的放大和分配。与无源光网络（PON）不同，AON在网络中使用有源组件来处理和管理光信号，提供更高的带宽和更灵活的服务质量管理。

AON系统中的每个用户都有一条独立的光纤连接到中心交换机或路由器。中心交换机或路由器负责将数据分发到各个用户，同时接收用户上传的数据。这种点对点的拓扑结构使得每个用户独享光纤带宽，避免了带宽共享的问题。

AON通常采用以太网技术，利用以太网交换机进行数据的转发和管理。由于以太网技术的成熟性和广泛应用，AON系统具有较高的兼容性和易用性。

PON与AON的比较

网络架构比较

PON架构：

• 点对多点：PON采用点对多点的架构，光线路终端（OLT）通过无源分光器（Splitter）将光信号分配给多个光网络单元（ONU）或光网络终端（ONT）。
• 无源组件：PON系统中的分光器是无源组件，不需要电源和维护，降低了网络的运营和维护成本。
• 集中管理：由于PON采用集中式架构，所有的管理和控制功能都集中在OLT上，简化了网络管理和配置。

AON架构：

• 点对点：AON采用点对点的架构，每个用户都有一条独立的光纤连接到中心交换机或路由器。
• 有源组件：AON系统依赖于有源设备（如交换机和路由器）进行信号的放大和分配，需要电力供应和定期维护。
• 分布式管理：AON采用分布式管理，网络的管理和控制功能分布在各个有源设备中，提供了更高的灵活性和扩展性。

带宽

• PON：由于PON采用点对多点的架构，多个用户共享OLT的总带宽。在峰值时段，可能会出现带宽竞争的问题。典型的GPON系统下行速率为2.5Gbps，上行速率为1.25Gbps，而EPON系统上下行速率均为1Gbps。
• AON：AON采用点对点的架构，每个用户独享光纤带宽，提供更高的传输速率和更稳定的性能。以太网AON可以提供高达10Gbps甚至更高的带宽。

延迟

• PON：由于PON系统中的分光器是无源组件，不会引入额外的延迟。然而，由于多个用户共享带宽，上行链路的时分多址（TDMA）机制可能会引入一些延迟。
• AON：AON系统中的有源设备（如交换机和路由器）会引入一定的处理延迟，但由于每个用户独享带宽，整体延迟较低且更为稳定。

传输距离

• PON：PON系统的传输距离受限于分光器的插入损耗和光信号的衰减，一般在20公里左右。通过增加中继器可以延长传输距离，但会增加成本和复杂性。
• AON：AON系统依赖于有源设备进行信号放大和中继，可以实现更长距离的传输，适用于大范围覆盖的场景。

成本

• PON：PON系统中使用的无源组件（如分光器）成本低，不需要电力供应和维护，降低了初始建设成本和运营成本。适用于大规模部署和成本敏感的应用场景。
• AON：AON系统中使用的有源设备（如交换机和路由器）成本较高，需要电力供应和定期维护，增加了初始建设成本和运营成本。适用于需要高带宽和高服务质量保障的应用场景。

维护

• PON：由于PON系统中没有中间有源设备，无源组件无需维护，降低了运营和维护成本。
• AON：AON系统中的有源设备需要定期维护和电力供应，增加了运营和维护成本，但提供了更高的管理灵活性和服务质量保障。

应用场景比较

PON的应用场景：

• 住宅区宽带接入：PON系统结构简单、成本低、维护方便，适合大规模住宅区的宽带接入。
• 中小型企业接入：对于带宽需求不高的中小型企业，PON可以提供经济高效的宽带接入解决方案。
• 语音、视频和数据业务融合：PON系统支持多种业务类型，适用于需要语音、视频和数据融合的应用场景。

AON的应用场景：

• 企业级宽带接入：AON系统提供高带宽、低延迟和高服务质量保障，适合需要高带宽和高服务质量的企业级应用。
• 数据中心互连：AON系统的点对点架构和高带宽特性，使其成为数据中心之间高速互连的理想选择。
• 长距离传输：AON系统可以通过有源设备进行信号放大和中继，适用于需要长距离高带宽传输的应用场景。

文章来源于网络技术联盟站