epon技术及组网应用研究

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1、EPON技术及组网应用研究1基于以太网技术的无源光网络技术1.1组成单元   PON致力于解决电信运营商中心局端、前端，或者以点到点(POP)方式到商务或家庭节点的通信，构造最后一公里的通信结构。   EPON的组成单元如图1所示。光信号通过分光器把光纤线路终端(OLT)一根光纤下行的信号分成多路给每一个光网络单元(ONU)，每个ONU上行的信号通过光耦合器合成在一根光纤里给OLT。因而EPON中包括无源网络设备和有源网络设备。无源网络设备包括单模光缆、无源分光器/耦合器、适配器、连接器和熔接头等。它一般放置于局外，称为局外设备。无源网络设备十

2、分简单、稳定可靠、寿命长、易于维护、价格极低。    有源网络设备包括中心局机架设备(OLT)、光网络单元(ONU)和设备管理系统(EMS)。中心局机架上插装光纤线路终端、网络界面模块(NIM)以及交换模块(SCM)，因此以上3种设备也统称为中心局机架设备。中心局机架设备提供EPON系统与服务提供商核心的数据、视频和话音网络的接口。它也通过设备管理系统与服务提供商的核心运行网络相连接。   光网络单元(ONU)给用户提供数据、视频和电话网络与PON之间的接口。ONU最初的作用是接收光路信号，转换成用户所需的格式(以太网、IP广播、电话、T1/E

3、1等)。EPON独一无二的特征是：ONU中除了终结和转换光信号外，还提供层二、层三交换功能，它允许在ONU中内置企业级路由器。EPON同样也适合用第三个波长传送模拟有线电视(CATV)信号或者IP视频。1.2工作原理   EPON由光纤线路终端、光分配网络(ODN)和光网络单元组成，采用的是树形拓扑结构。使用上行1310nm和下行1490nm波长传送数据和语音，CATV业务则使用1550nm波长承载。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间通过无源的光分配网络按照1:16/1

4、:32/1:64方式连接，系统参考配置如图2所示[3-4]。   EPON网络采用一点至多点的拓扑结构，取代点到点结构，大大节省了光纤的用量和管理成本。无源网络设备代替了传统的ATM/SONET宽带接入系统中的中继器、放大器和激光器，减少了中心局端所需的激光器数目，并且OLT由许多ONU用户分担。此外EPON利用以太网技术，采用标准以太帧，无须任何转换就可以承载目前的主流业务——IP业务。因此EPON十分简单、高效、建设费用低、维护费用低，最适合宽带接入网需求。   在EPON中，从OLT到多个ONU下行传输数据的过程采用数据广播方式发送。数据

5、以变长信息包的形式从OLT下行广播到多个ONU。依据IEEE802.3协议，信息包最长为1518字节。每个信息包带有一个EPON包头，惟一标识该信息包是发给ONU-1、ONU-2还是ONU-3。也可标识为广播信息包发给所有ONU或发给特定的ONU组(多点传送信息包)。当数据到达ONU时，ONU通过地址匹配，接受并识别发给它的信息包，丢弃发给其他ONU的信息包。例如，ONU-1接收信息包1、信息包2和信息包3，但只将信息包1传输给最终用户1。   EPON上行数据传输采用时分复用技术，每个ONU上行数据分配一个专用时隙，使得在数据汇合到公共光纤的

6、时候，从ONU来的信息包不会互相干扰。例如，ONU-1信息包在第一个时间间隙传输，ONU-2信息包在第二个非重叠的时间间隙传输，而ONU-3信息包在第三个非重叠的时间间隙传输。1.3技术进展与标准化情况   EPON是IEEE组织推出并持续致力研究的技术。EPON基于吉比特以太网的无源光网络技术，继承了以太网的低成本和易用性以及光网络的高带宽。EPON是当前实现光接入网众多技术中性价比相对较高的一种。2004年IEEE正式发布了EPON国际标准IEEE802.3ah，该标准规定了EPON的物理层、多点控制协议(MPCP)、运行管理维护(OAM)

7、等相关内容。2基于以太网技术的无源光网络的组网应用2.1光线路终端布放原则   光线路终端布放位置一般有以3种方式：   (1)OLT放置于中心机房(CO，即交换机房、数据机房等现有机房)，其特点为覆盖范围大，便于操作和   管理，适于早期用户比较少或集中管理的场景。   (2)远端中心机房，其特点为覆盖范围适中，便于操作和管理，同时兼顾容量和资源。   (3)户外机房或小区机房，其特点为节省光纤，但管理和维护困难，覆盖范围比较小，需要解决供电问题，一般不建议采用这种方式。   OLT位置的选择，主要取决于实际的应用场景，一般建议将OLT放置于

8、中心机房，便于维护与管理，节省运维成本，同时便于资源共享，节省资源。2.2分光器布放方式   分光器可采用一级或多级分光，分光方式一般采用等功率方式，