epon技术的研究

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1、epon技术1.系统原理简介和关键技术应用1.1网拓扑结构概述根据湖南省有线集团网络建设规划和网络实际情况，郴州有线采用三层网络结构：核心路由交换层、核心汇聚层和接入层。考虑到接入用户类型、接入业务的多样性，接入设备必须能够支持多种业务接入需求，以及具备对多种业务的处理能力，汇聚设备采用高性能和支持多种业务的城域网汇聚设备。接入方式上，根据不同的用户特点配置多种接入和处理方式：针对已经布设完成、五类线接入的用户，采用EPON＋LAN接入方式；对还没有布设五类线或者难以布设五类线的用户采用EPON＋EOC方式；针对大企业、政府部门等大客户，采用从U

2、SR综合业务网关设备接口直接出专线或MPLSVPN方式连接大客户，或者从汇聚设备OLT上通过EPON系统，在大客户处安放专门的ONU设备实现大客户接入，针对有特殊需求的高端客户，从汇聚设备OLT上拉专线解决高质量的大客户接入需求。下图1是本次湖南省有线郴州有线的网络拓扑模拟示意图。1.2关键技术应用（一）EPON物理层的关键技术EPON是一种采用点到多点网络结构、无源光纤传输、基于以太网和TDM时分复用的MAC（MediaAccessControl）媒体访问控制方式、提供多种综合业务的宽带接入技术。从物理层看，EPON从电气、机械、规程、功能特性

3、等功能基本上采纳了Ethernet的GE或1000BASE的标准，包含物理层协议PHY（PhysicalLayerProtocol）和物理媒介协议PMD（PhysicalMediumDependenceProtocol）两大子层功能。在物理层，EPON使用1000BASE的以太网物理层协议PHY，无源光纤传输方式。（二）EPON数据链路层的关键技术EPON数据链路层分为逻辑LLC（LinkLayerControlProtocol）和MAC两大部分。LLC遵循的标准为802.2，MAC遵循的标准为802.3（CSMA/CD）等。EPON在数据链路层

4、的MAC层采用多点控制协议MPCP(Multi-PointControlProtocol，MPCP)，基于TDM时分复用的控制协议，OLT是控制中心，利用时间标记字段在下行传输GATEMAC控制信息，实现ONU与OLT同步，ONU接收GATE信息并传送REGISTER_REQUEST信息，在预定的时间周期内将其注册到OLT，OLT利用REGISTER信息回复给ONU，用以指明认可ONU的注册。这样通过对时间分片，将不同的时间片指定给不同的ONU设备使用，ONU自动回报带宽需求给OLT，OLT自动发现ONU的过程，包含了带宽排序和LogicalLi

5、nkIDs(LLID)的指定，灵活地将不同的网络带宽赋予不同带宽需求的ONU，实现动态带宽分配(DynamicBandwidthAllocation，DBA)，实现了用户带宽的有效控制，从而避免数据传输过程的冲突问题以及复杂的冲突检测问题。而这种带宽控制功能一般需要在路由器或者宽带接入服务器上才能够实现，是Ethernet所不具备的。OLT与ONU的光收发器的参数由OLT与ONU的交流控制机制而达到最佳状态。6下行方向采用广播方式，数据从OLT到多个ONU根据不同的时间片段以广播式下行（TDM时分复用技术），通过ODN中的1：N（一般是1：32）

6、无源分光器，分配给PON上所有ONU光网络单元。当OLT启动后，它会周期性地在各端口上广播允许接入的时隙允许接入信息，ONU上电后根据允许接入信息，发起注册请求，实现OLT对ONU的认证，允许请求注册的合法的ONU接入，并给ONU分配一个唯一的逻辑链路标识（LLID），当数据信号到达该ONU时，ONU根据LLID在物理层上做出判断，接收给它的数据帧，摒弃不是给自己的数据帧。上行采用时分多址接入技术（TDMA），分时隙给各个ONU传输上行数据流。来自各个ONU的多种业务信息根据各自分配到的时隙，互不干扰地通过ODN无源分光器耦合到同一根光纤，最后送

7、到OLT接收头端。OLT每一个端口（PON口）下面所有的ONU与OLTPON端口之间时钟是严格同步的，每一个ONU只能在OLT给它分配的特定允许时隙传输数据，通过时隙分配和时延补偿，确保多个ONU的数据信号耦合到一根光纤时，各个ONU的上行数据不会互相干扰。EPON具备一系列比如有效的带宽控制、优先权处理、点对多点等优越的特性。在传输机制上，通过MAC控制命令来控制和优化各光网络单元(ONU)与光线路终端(OLT)之间突发性数据通信和实时的TDM通信，通过在MAC层中实现802.1p来提供QOS确保服务质量。（三）EPON的系统组成设备EPON系

8、统由OLT、ONU和POS组成。OLT（OpticalLineTerminal）光线路头端设备一般放在中心机房；光网络单元ONU（Opt