epon技术应用问题探讨

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1、EPON技术应用问题探讨朱轼■武汉摘要:EPON(以太网无源光网络)是目前接入网新技术之一。本文介绍了EPON技术原理、应用网络结构、应用特点和应用领域,并在此基础上讨论了EPON组网应用中应解决的关键技术。关键词:EPON、ONU/OLT、TDM/TDMA、FTTxEPON(以太网无源光网络)是在ITU-TG.983APON标准的基础上,由IEEE802.3ah工作组制定的EthernetPON(EPON)标准。近年来,由于千兆比特Ethern成技术的成熟,和将来10G比特Ethernet标准的推出,以及Ethernet对IP天然的适应性,使得原来传统的局域

2、网交换技术逐渐扩展到广域网和城域网中。在接入网中用Ethern成取代ATM,符合未来骨干网IP化的发展趋势,最终形成从骨干网、城域网、接入网到局域网全部基于IP、WDM、Ethern以来实现综合业务宽带网。一、EPON技术简介EPON与APON关键的区别在于:EPON中数据传输采用IEEE802.3Ethernet(以大网)的帧格式,其分组长度可变,最大为1518字节;APON中采用标准的ATM53字节的固定长分组格式。由于IP分组也是可变长的,最大长度为65535字节,这就意味着EPON承载IP数据流的效率高、开销小。在EPON中,OLT到ONU的下行数据流

3、采用广播方式发送,OLT将来自骨干网的数据转换成可变长的IEEE802.3Ethernet帧格式,发往ODN,光分路器以广播方式将所有帧发给每一个ONU,ONU根据Ethernet帧头中ONU标识接收属于自己的信息,其工作原理见图1。图1EPON工作原理示意图ONU到OLT的上行数据流采用时分复用(TDMA)方式发送,与APON相同,OLT为每个ONU分配一个时隙,周期是2ms。EPON采用双波长方式实现单纤上的全双工通信,下行信道使用1510nm波长,上行信道使用1310nm波长。目前相关的标准主要由IEEE的EFM研究组进行制定。二、EPON基本组网结构E

4、PON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、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。而且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,是最适合宽带接入网需求的。EPON与APON光路结构类似,都遵循G.983协议,最终它将以更低的价格、更宽的带宽、更强的服务能力取代APON。一个典型的EPON系统也是由OLT、ONU、ODN

5、组成的,如图2所示。图2EPON基本组网结构OLT放在中心机房,ONU为用户端设备。ODN(OpticalDistributedNetwork,光纤分配网)是光配线网,主要由一个或数个光分路器(SPlitter)来连接OLT和ONU,用于分发下行数据并集中上行数据。OLT既是一个交换机,或路由器,又是一个多业务提供平台,提供面向无源光纤网络的光纤接口。OLT除了提供网络集中和接入的功能外,还可以针对用户的QoS/SLA(服务水平协议)的不同要求进行带宽分配,网络安全和管理配置。SPlitter是一个简单设备,它不需要电源,可以置于全天候的环境中。在EPON中,

6、OLT到ONU问的距离最大可达20~30km,如果使用光纤放大器(有源原中继器),距离还可以延长。在图2中,光信号通过光分路器把光纤线路终端(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、无源光分路器/耦合器、适配器、连接器和接头等。它一般被放置于局外,也称为局外设备。有源网络设备包括中心局机架设备、光网络单元和设备管理系统(EMS)。中心局机架上插装光纤线路终端、网络界面模块(NIM)及交换模块(SCM),因此这

7、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。中心局机架上广域网界面通常将与以下设备接口相连接。●数字交叉连接(DCS):传送未交换,或未本地交换的TDM流量到电话网络,普通的DCS界面包括DSI、DS3、STS.l和OC.3。●语音网关:传送本地交换的TDM/话音流量到公众交换电话网络(PSTN)。●IP路由器或ATM边缘交换机:将数据流量引到核心数据网络。●视频网络设备:它传送视频流量到核心视频网络。光网络单元(ONU)给用户提供数据、视频和

8、电话网络与EPON之间的接口。ONU最

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