PON 如何運作：TDM、測距、DBA、啟用與 OMCI

無源光網絡中，一個發射器通過玻璃光纖和分光器與多達 128 個接收器通訊，反過來最多 128 個發射器共用一個接收器。要讓這一切在沒有衝突、沒有竊聽、且無需在每個用戶家中單獨配置的情況下正常工作，靠的是協議的設計。本頁說明其機制——下行廣播、上行時隙、測距、動態頻寬、ONU 激活和管理通道——並將每一項與你在 OLT 和測試棒上看到的現象對應起來。

下行：向所有終端廣播

OLT 以單一波長連續發送（GPON 為 1490 nm，XGS-PON 為 1577 nm）。每個 ONU 都會接收到每一幀，但只保留發給自己的部分——依據 GPON GEM 幀中的 Port-ID，或 XG(S)-PON 中的 XGEM。由於所有內容對所有終端都是可見的，下行負載會按 ONU 逐個加密（GPON 為 AES-128，XGS-PON 為 AES-128/256），密鑰在激活期間交換。下行同時攜帶頻寬映射表，告知每個 ONU 何時可以發送。

上行：時分突發

ONU 通過 TDMA 共用一個上行波長（GPON 為 1310 nm，XGS-PON 為 1270 nm）：每個 ONU 只在 OLT 分配給它的時隙內發送，以帶前導碼和定界符的突發形式發送。突發之間激光器處於關閉狀態——這就是為甚麼 ONU 空閒時的 DDM Tx 功率沒有意義，以及為甚麼 OLT 的 Rx 是多個發送方的平均值（精度與局限）。OLT 的接收器會在來自不同距離和功率的 ONU 的突發之間重置判決閾值。

測距

只有當每個 ONU 的突發都恰好在預期時刻到達，時隙機制才能正常工作。激活期間，OLT 測量到每個 ONU 的往返延遲，並分配一個均衡延遲，使所有 ONU 看起來都處於相同的邏輯距離上（差分光纖距離為 20 km，可選 40 km）。測距會週期性重複，以跟蹤溫度引起的光纖長度變化。

動態頻寬分配（DBA）

上行容量在 T-CONT（傳輸容器）之間劃分——按每個 ONU、每個業務類別設定佇列：

OLT 的 DBA 算法每 125 µs 根據 ONU 的狀態報告（SR-DBA）或觀測到的流量（NSR-DBA，流量監測）來分配時隙。上行延遲和公平性取決於這一算法，而非光學器件。

成幀與 FEC

標準詳情：PON 標準。

ONU 激活

新接入的 ONU 會經歷一套明確定義的流程（GPON 狀態 O1–O5）：

認證方式有多種：僅使用序號、LOID + 密碼（部分營運商常用，設定在測試棒的固件中），或註冊 ID。OLT 還會運行異常 ONU 檢測——某個 ONU 在其時隙之外發送，會使 PON 上的所有終端「致盲」，此時 OLT 可以命令其關閉激光器。

OMCI：管理通道

進入 O5 狀態後，OLT 通過 OMCI（ONU 管理與控制介面，G.988）配置 ONU：這是一條通過專用 GEM 端口傳輸消息的通道，以受管實體的形式建立 ONU 的業務模型——UNI 端口、VLAN、GEM 端口、T-CONT、QoS。若某個 ONU 已註冊卻不通業務，通常是 OMCI/配置開通不匹配（業務模板、VLAN，或 OLT 的模板不適配該 ONU 型號）。測試棒會模擬完整 ONU 的 OMCI，使 OLT 看到的是一台熟悉的設備。

波長共存

GPON、XGS-PON 和視頻疊加信號可以共用同一個 ODN，因為它們的波長不同；共存元件（CEx，位於 OLT 端的 WDM 濾波器）以約 1–1.5 dB 的代價將它們合併。波長規劃與濾波器：PON 波長。

這對光模組意味著甚麼

• 下行連續、上行突發：OLT 的 SFP 配有突發模式接收器（帶快速復位的 APD），ONU 則配有突發模式激光驅動器——正是這兩項特性使 PON 模組與點對點 SFP 有所不同（PON 光模組）。
• 預算等級（B+、C+、N1……）和分光比決定了可接入多少 ONU、覆蓋多遠距離： ODN 等級與預算。
• 主機路由器從測試棒讀取的身份資訊（SFF-8472）與 OLT 所看到的 PON 身份資訊（序號、LOID）是分開的；CodingBox 編碼的是前者。

在 CodingBox 中

對於 PON 測試棒或 OLT 模組，CodingBox 會在 DDM 中顯示 MSA 身份資訊、波長代碼和實時 DDM——注意測試棒的 Tx 僅在突發期間有效，而 OLT 的 Rx 是平均值。PON 側參數（序號、LOID）在測試棒自身的管理介面中設定，而不是在 EEPROM 中。

PON 樹形結構與其他光纖架構（點對點、環形、WDM）的對比，包括 FTTx 變體、光纖數量和保護方案：光纖網絡拓撲。