基于ATM技术的无源光网络（APON）系统中光网络终端（ONT）的研究
摘要
生活在当代的人们，相信都能深切感受到信息爆炸带给大家的惊喜与“恐惧”。所能把握的信息量的大小成为谋事成功与否的关键。科技民生如此，政治经济更是如此。人们对信息的需求达到了前所未有的渴求程度。网络的概念已早也成为人们熟悉的话题。面对主干网10G传输速率的应用，宽带接入网的发展成为必然的趋势。基于异步传输模式的无源光网络(APON)结合了ATM的多业务多比特率支持能力和PON的透明宽带传送能力，以其经济性和灵活性成为21世纪理想的光纤接入方案。
本论文主要是研究APON系统中光网络终端设计研制的实现方案与关键技术。课题源于江苏省高技术项目，项目名称为基于异步传输模式的无源光网络系统(APON)中光网络终端的研制，项目代号：BG2001046。
论文分为如下三大部分：
1．APON系统介绍，简要介绍了APON系统的两大基础技术支持—光接入网知识和ATM网络知识，在此之后，分析了APON系统的网络分层结构、网络规范及其设计实现的关键技术。
2．光网络终端(ONT)的设计说明，介绍了ONT在APON系统中的位置及作用，针对ONT的功能要求和APON的网络分层结构，我们提出了ONT分层开发的设计构想，并进一步细化为可行性的设计方案，给出了各层实现的途径以及所需要的硬件支持。ONT设计的一个重要环节是TC层核心芯片的设计，文中给出了芯片设计的功能模块图，并逐个模块说明了实现途径和实际设计过程。
3．系统测试，分别就芯片的测试及整个ONT的测试给出了两套测试方案。文章附录中是设计中所涉及的一些技术参数，设计详细流程及芯片的部分测试结果。
本论文的创新之处在于，提出了APON系统中ONT的总体设计方案并且独立开发出具有自主知识产权的TC层核心芯片，其中包括了十多项功能模块的电路设计，文中对本次设计的整个过程及各模块的实现进行了详细的说明。
Information you are holding is the key to success. Everybody living in the present age was deeply affected by trepidation and exultancy the information bring to us. It is relate to the people living and the science developing and more intimately relate to economy and politics. People's requirement for information is more exigent than any times before. Network is known well for everyone. Along with the lOGbit/s technology used in trunk network, the developing of access network is go without saying. The Passive Optical Network based on Asynchronous Transfer Mode (APON) present the broadband access technique for 21 century because of agility and saving. This paper described studying of ONT (Optic Network Terminal) in the APON system. This project originated form the high-tech project of jiansu province. TITLE: STUDYING AND EXPLOITATION TO THE ONT OF OAN. CODE: BG2001046.
The whole paper make up of six chapter and three parts. 1. Introduce to APON system; 2. Explain for the designing of ONT; 3. Testing to the system. The first part of paper introduced the knowledge of OAN and ATM. After that, paper analyzed the layered structure and criterion of APON system and the key technology for realization.
The second part of paper introduced the location and function of ONT. Towards to requirement of function and the layered structure, we conceived layered designing and more giving the feasible scheme of realization and the method for each layer and the hardware requiring in design course. Design for the chip of TC layer is keystone to the realization of ONT. This paper provided the function block of the TC layer chip, and explained the method and process of design for each block.
The third part of paper gave two set scheme for testing the system. The appendix included some parameter using in the design and the detailed flow chart of design and a part of testing result.
本论文主要是研究APON系统中光网络终端设计研制的实现方案与关键技术。课题源于江苏省高技术项目，项目名称为基于异步传输模式的无源光网络系统(APON)中光网络终端的研制，项目代号：BG2001046。
论文分为如下三大部分：
1．APON系统介绍，简要介绍了APON系统的两大基础技术支持—光接入网知识和ATM网络知识，在此之后，分析了APON系统的网络分层结构、网络规范及其设计实现的关键技术。
2．光网络终端(ONT)的设计说明，介绍了ONT在APON系统中的位置及作用，针对ONT的功能要求和APON的网络分层结构，我们提出了ONT分层开发的设计构想，并进一步细化为可行性的设计方案，给出了各层实现的途径以及所需要的硬件支持。ONT设计的一个重要环节是TC层核心芯片的设计，文中给出了芯片设计的功能模块图，并逐个模块说明了实现途径和实际设计过程。
3．系统测试，分别就芯片的测试及整个ONT的测试给出了两套测试方案。文章附录中是设计中所涉及的一些技术参数，设计详细流程及芯片的部分测试结果。
本论文的创新之处在于，提出了APON系统中ONT的总体设计方案并且独立开发出具有自主知识产权的TC层核心芯片，其中包括了十多项功能模块的电路设计，文中对本次设计的整个过程及各模块的实现进行了详细的说明。
Information you are holding is the key to success. Everybody living in the present age was deeply affected by trepidation and exultancy the information bring to us. It is relate to the people living and the science developing and more intimately relate to economy and politics. People's requirement for information is more exigent than any times before. Network is known well for everyone. Along with the lOGbit/s technology used in trunk network, the developing of access network is go without saying. The Passive Optical Network based on Asynchronous Transfer Mode (APON) present the broadband access technique for 21 century because of agility and saving. This paper described studying of ONT (Optic Network Terminal) in the APON system. This project originated form the high-tech project of jiansu province. TITLE: STUDYING AND EXPLOITATION TO THE ONT OF OAN. CODE: BG2001046.
The whole paper make up of six chapter and three parts. 1. Introduce to APON system; 2. Explain for the designing of ONT; 3. Testing to the system. The first part of paper introduced the knowledge of OAN and ATM. After that, paper analyzed the layered structure and criterion of APON system and the key technology for realization.
The second part of paper introduced the location and function of ONT. Towards to requirement of function and the layered structure, we conceived layered designing and more giving the feasible scheme of realization and the method for each layer and the hardware requiring in design course. Design for the chip of TC layer is keystone to the realization of ONT. This paper provided the function block of the TC layer chip, and explained the method and process of design for each block.
The third part of paper gave two set scheme for testing the system. The appendix included some parameter using in the design and the detailed flow chart of design and a part of testing result.
引文
1.Killat. U. Access to B-ISDN via passive optical networks. Journal of Lightwave Technology, 1993(4): 895～901
2.Donald T. Gall, Mitch Shapiro. Fiber transport networks key to broadband service growth. Lightwave, May 1998, 23～26
3.Ray Hogg. ATM-PON maximizes bandwidth to homes and businesses.Lightwave, June 1999:59～66
4.Dan Spears, etc. FSAN initiative propels broadband access worldwide.Lightwave, September 1999:23～27
5.ITU-T Recommendation G.983.1, High speed optical access systems based on Passive Optical Network(PON) techniques. Geneva, 1998
6.ITU-T Recommendation G.983.2. The ONT Management and Control Interface Specification for ATM-PON. Geneva, 1999
7.ITU-T Recommendation I.432.1. B-ISDN user-network interface-Physical layer specification: General characteristics. Geneva, 1996
8.NTT, BellSouth, France Telecom, BT. Common Technical Specification of ATM Subscriber System. Version 2.10 June 21, 1999
9.John D.Angelopoulos, etc. A TDMA Based Access Control Scheme for APONs.Journal of Lightwave Technology, 1993(6): 1095～1103
10.Quayle J.A. A review of passive optical network media access control protocalsx and their application to advanced passive optical networks. International Journal of Optoelectronics, 1995(1): 1～7
11．[美]Robert M．Galiard&Sherman Karp(著)陈根祥，秦玉文，赵玉成，王勇译．光通信技术与应用．第1版．北京：电子工业出版社，1998
12．[美]MARTIN de PRYCKER(著)程时端，刘斌译．异步传递方式宽带ISDN技术．第2版．北京：人民邮电出版社，1999
13．[美]M．R．KARIM(著)韩毅刚译．第1版．北京：ATM技术实用教程．电子工业出版社，2000
14．[美]David E．McDysan Darren L．Spohn(著)吕英华，常卫国等译．ATM技术实用大全，第1版．北京：人民邮电出版社，2000
15．原荣，光纤通信网络．北京：电子工业出版社，1999
16．解金山．光纤数字用户网．第1版．北京：电子工业出版社，1996
17．吴承治，徐敏毅．光接入网工程．第1版．北京：人民邮电出版社，1998
18．纪越峰．综合业务接入技术．第1版．北京：北京邮电大学出版社，1999
19．李勇，吴志宏，曹玲．光纤接入网技术．北京邮电大学出版社，1998
20．卢锡城．ATM网络原理与应用，第1版．北京：电子工业出版社，1999
21．单银根，黎连业，陈建华．ATM网络基础与互连技术．第1版．北京：人民邮电出版社，1998
22．韦乐平．光同步数字传送网(修订本)．第1版．北京：人民邮电出版社1998
23．张煦．我国光纤通信网跨世纪发展趋势．光通信论坛论文集，上海，1999：1～6
24．赵梓森．世界光纤通信发展新动向．光通信论坛论文集，上海，1999：7～18
25．彭向梅．宽带光接入网．光子学报，1999(21)：388～392
26．罗忆祖．浅谈宽带网络技术，网络电信．1999(12)：24～27
27．龙洁．光时分复用接入星形网．光通信技术，1998(2)：116～118
28．池灏，章献民等．ATM-PON接入系统的一个介质访问控制协议．光通信研究，2000(2)：30～34，54
29．李瑾，杨建义等．基于ATM的无源光网络媒质接入控制协议的设计，光通信研究，2000(3)：15～18
30．龙威．无源光接入网接入控制协议的最新进展与讨论．光通信技术，1999(1)：36～41
31．乔耀军，管克俭等．基于ATM无源光网络的关键技术研究．数字通信,2000(1)：4～6
32．杨建良，郭照南等．突发模式光接收机及其典型应用，光通信技术，1999(2)：154～157
33．王龙江，邱琪等．ATM-PON上行突发同步的研究．数字通信，2000(1)：31～32，58
34．张旭，陈雪等．ATM-PON系统的突发同步技术．光通信研究，2000(3)：11～14
35．李津生，宽带综合业务数字网与ATM局域网．第1版．北京：清华大学出版社，1998
36．王志华，邓仰东．数字集成系统的结构化设计与高层次综合．第1版．北京：清华大学出版社，2000
37．侯伯亨，顾新．VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计(修订版)．第1版．陕西：西安电子科技大学出版社，1999
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