PON技术实际上是一系列技术的统称，涵盖了从早期的窄带PON到如今流行的EPON、GPON等多种变体。尽管形式多样，但所有PON技术都依赖于相同的网络架构和数据传输方式。
简而言之，PON是一种点到多点的无源光网络。它由光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）以及光分配网络（ODN）组成。ODN部分的特殊性在于其无源属性，即不需要外部电源，这大大降低了网络部署和运营的复杂性。
在PON网络中，数据传输依赖于光纤，而光纤的传输距离一般在20公里以内。通过一级或二级分光，网络能够覆盖不同规模的应用场景。城市地区的网络接入通常在5到10公里之间，而偏远地区可能需要更长的距离。
了解了网络架构后，我们来探讨数据是如何在PON中传输的。PON网络的独特之处在于，尽管OLT和ODN之间只有一根光纤，但仍然能够实现上下行数据的分离传输。这是通过分配不同的波长来实现的，下行使用1490nm波长，而上行使用1310nm波长。这种设计不仅确保了数据传输的效率，还考虑到了成本因素，因为1310nm波长的光器件更为成熟和便宜。
在数据传输方式上，PON下行采用广播模式，而上行则采用TDMA（时分多址）模式。广播方式简单实用，适合下行数据的“一对多”传输特性。然而，这种方式也带来了一定的安全挑战。为了解决这个问题，ONU会主动过滤非自己的数据，并且接收到的数据都经过了加密处理。
相比之下，上行的TDMA模式则是一种更为复杂的机制。它确保了多个ONU可以公平地共享上行带宽，避免了数据传输的冲突。OLT作为中心控制器，指定每个ONU的传输时隙，以此维持网络的秩序。
PON技术的这些特性使其成为现代网络接入的重要选择。它不仅支持高速数据传输，还具备了良好的扩展性和可靠性。随着网络需求的不断增长，PON技术将继续演进，满足未来的挑战。
目前固定网络接入的主流技术是PON。早些年，主要应用于运营商家庭/商业用户接入，现在逐渐向大型企业园区扩展（POL），甚至行业网扩展（F5G），发展势头一发不可收拾。
那么PON技术到底是什么样的技术呢？网络架构为何？数据传输方式为何？下面我们来看一看。
PON技术是一类技术的总称，包含了早期的窄带PON、APON、BPON，当下流行的EPON、GPON、10G EPON、XG-PON、XGS-PON，以及以后的50G-PON……
所有这些PON技术的根基都是一样的，那就是PON的网络架构和数据传输方式。
关于PON的网络架构，我们不得不搬出这张经典的组网图。
【技术要点总结】：
- PON是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络；
- PON由光线路终端OLT、光网络单元 ONU和光分配网ODN组成；
- PON之所以被称为“无源光网络”，特指的是ODN部分无源（POS，无源分光器，是一个物理的光学器件，不需要外接电源）；
- PON内部可以采用一级分光，也可以采用二级分光（实际工程中，二级居多）；
- PON的接入半径（OLT与ONU的距离）一般规划在20公里以内（20公里是物理距离）。其中，城市接入一般在5-10公里，偏远的山村或稀疏地区可能存在大于10公里甚至15公里的情况。
了解了PON的网络架构，我们再来分析一下基于这个架构，数据是如何传输的。一般网络的数据传输都是基于双向的：既有从发端到收端，也有从收端到发端，我们也称为下行和上行。
从前面的PON网络架构我们了解到，PON是点到多点的。
那在OLT与POS之间其实只有一根光纤，如何实现上下行的数据在一根光纤中传输呢？
【答案】：划分不同的车道，即规划不同的波长。
【解析】：在PON网络中，上下行通信所采用的波长是不一样的，比如EPON/GPON同属于1G PON技术，它们下行波长规划的是1490nm，上行波长规划的是1310nm，互不影响，完全可以实现双向全双工的通信。此外，还有广电的CATV业务，单独的波长规划时1550nm。
到这里，有小伙伴又有疑问了：
为什么规定下行波长是1490nm，上行是1310nm，而不是反过来呢？
【答案】：成本考虑。
【解析】：标准制定的时候，1310nm的光器件已经相对来说比较成熟，成本较低，而1490nm成本较高。PON是一个点到多点的架构，那么我们自然要将成本比较低器件放在多点侧的发端，这样才会大量的降低PON网络初期的部署成本。
下面我们继续回到PON网络的数据传输的介绍。PON下行采用广播的方式传输数据，上行采用的是TDMA的方式传输数据。一连串的疑问又来了：
PON下行为何采用广播的方式传输数据呢？
【答案】：因为简单实用。
【解析】：PON的下行方向是指从OLT到ONU的这个方向，这个方向发端与收端的数量对比关系是“1对多”的关系，那我们自然就会选择用广播的方式来发送数据，因为这样最省事。同时，下行因受限于无源分路器的物理特性，PON口发出的数据经过无源分路器后平均分配至每一分路，其无源物理特性无法控制某一分路的通与不通，仅能实现单纯分路功能，故下行依据物理分路特性实现了被动广播的现象。
PON下行采用广播，每个ONU都能收到其他ONU的数据，如何保证数据安全？
【答案】：ONU主动过滤，同时数据有加密。
【解析】：一方面，ONU会根据相应的过滤条件主动过滤属于自己的数据，如通过ONU ID（GEM-PORT ID）过滤接收属于自己的数据；另一方面，OLT给每个ONU发送的数据会进行加密（如GPON的AES-128），且加密的密钥是由每个ONU产生并发给OLT的，ONU不会知道其他ONU的密钥，故也难解密属于其他ONU的数据。
PON上行为何采用TDMA的方式传输数据呢？
【答案】：实现多ONU同时传输数据，公平竞争。
【解析】：PON的上行方向跟下行方向是反的，即指ONU到OLT的方向，这个方向发端与收端的数量对比关系是“多对一”的关系。既然是“多对一”的关系，肯定就不能让每个ONU想当然的发送数据了，否则就会存在同波长光信号叠加（如GPON的1310nm），OLT接收后也无法读取数据，出现误码帧或未知帧提示，并将其丢弃。
所以这种情况就必须要有一种仲裁机制，来保护我们的上行数据传输不发生冲突。这个仲裁机制便是TDMA，它将上行链路分成不同的时隙，再将这些时隙根据需要分给不同的ONU，ONU在属于自己的时隙发送数据。
因此，我们这里也看到，ONU的发光时间严格受OLT指定，它是不会主动发光的，也不会长时间发光的。一旦某个ONU主动发光了或者长时间发光了，这个ONU就是一个“流氓ONU”，会影响整个PON口下的业务。
