(EPON关键技术.doc

1　EPON介绍 1.1 系统结构 ??????? EPON由光线路终端（OLT）、光合／分路器和光网络单元（ONU）组成，采用树形拓扑结构。OLT放置在中心局端，分配和控制信道的连接，并有实时监控、管理及维护功能。ONU放置在用户侧，OLT与ONU之间通过无源光合／分路器连接。EPON使用波分复用（WDM）技术，同时处理双向信号传输，上、下行信号分别用不同的波长，但在同一根光纤中传送．EPON只在IEEE802．3的以太数据帧格式上做必要的改动，如在以太帧中加入时戳（Time Stamp）、PON－ID等内容．下行采用纯广播的方式，注册后，OLT为已注册的ONU分配PON－ID，由各个ONU监测到达帧的PON－ID，以决定是否接收该帧，如果该帧所含的PON－ID和自己的PON－ID相同，则接收该帧；反之则丢弃。上行采用时分多址接入（TDMA）技术。此外EPON还需通过已定义的接口与电信管理网相连，进行配置管理、性能管理、故障管理、安全管理及计费管理，完成操作维护管理（OAM）功能。 ??????? 虽然APON对实时业务的支持性能优越，但随着多协议标签交换（MPLS）等新的IP服务质量（QoS）技术的采用，高层协议与EPON MAC协议相配合，EPON已完全可能以相对较低的成本提供足够的QoS保证．加之EPON的价格优势明显，因而被认为是解决“第一英里”电信接入瓶颈，最终实现光纤到家的优秀过渡方案。 随着Internet的迅速普及，网上内容的爆炸性扩充，一个巨大的网络社会已然形成，人们的生活、学习和工作越来越离不开网络。正如在现实生活中美好生活离不开高速畅捷的交通一样，人们对网络带宽的需求也在不断提高。毫无疑问，光纤在传输带宽方面具有无与伦比的优势。经过多年的发展，长途干线光纤通信网络几乎已经铺满全球。此时，接入网带宽成为整个传输网络的瓶颈，并开始迎接光通信时代的到来。无源光网络（PON）的概念由来已久，它具有节省光纤资源、对网络协议透明的的特点，在光接入网中扮演着越来越重要的角色。同时，以太网（Ethernet）技术经过二十年的发展，以其简便实用，价格低廉的特性，几乎已经完全统治了局域网，并在事实上被证明是承载IP数据包的最佳载体。随着IP业务在城域和干线传输中所占的比例不断攀升，以太网也在通过传输速率、可管理性等方面的改进，逐渐向接入、城域甚至骨干网上渗透。而以太网与PON的结合，便产生了以太网无源光网络（EPON）。它同时具备了以太网和PON的优点，正成为光接入网领域中的热门技术。EPON接入系统具有如下特点：? 局端（OLT）与用户（ONU）之间仅有光纤、光分路器等光无源器件，无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员，因此，可有效节省建设和运营维护成本；? EPON采用以太网的传输格式同时也是用户局域网/驻地网的主流技术，二者具有天然的融合性，消除了复杂的传输协议转换带来的成本因素；? 采用单纤波分复用技术（下行1490nm，上行1310nm），仅需一根主干光纤和一个OLT，传输距离可达20公里。在ONU侧通过光分路器分送给最多32个用户，因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力；? 上下行均为千兆速率，下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽，上行利用时分复用（TDMA）共享带宽。高速宽带，充分满足接入网客户的带宽需求，并可方便灵活的根据用户需求的变化动态分配带宽；? 点对多点的结构，只需增加ONU数量和少量用户侧光纤即可方便地对系统进行扩容升级，充分保护运营商的投资；? EPON具有同时传输TDM、IP数据和视频广播的能力，其中TDM和IP数据采用IEEE 802.3以太网的格式进行传输，辅以电信级的网管系统，足以保证传输质量。通过扩展第三个波长（通常为1550nm）即可实现视频业务广播传输。 2 EPON MAC的关键技术 2.1 测距技术讨论 ??????? 由于各个ONU信号到达OLT的时间不确定，并且到达OLT的时延也不同，各个ONU的上行帧会发生碰撞，因此必须采用测距技术进行补偿。各个ONU到OLT的物理距离的不同、环境温度的变化和光电器件的老化等因素都可能产生传输时延。测距的程序可以分为粗测和精测。在ONU的注册阶段，进行静态粗测补偿由物理距离差异造成的时延，而在通信过程中实时进行动态精测，以校正由于环境温度变化和器件老化等因素引起的时延漂移．测距方法有扩频法、带外法和带内开窗法等几种．本文提出了一个综合粗测与精测的简单测距方法，易实现且成本较低，适合应用于EPON系统中。对于粗测过程中可能会发生的冲突，则可以用随机重发的简单算法解决。粗测时由一个计数器进行冲突检测，如计数器超时，则说明注册过程中发生了冲突，ONU需再次发送测距帧．因为在传输过程中