EPON的功能结构及关键技术分析

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1、EPON的功能结构及关键技术分析[陈红陈俊安刘国辉]摘要以太网无源光网络（EPON）技术是实现光纤到户（FTTH）的关键技术之一。首先描述了EPON的参考模型，然后重点讨论了EPON的功能结构以及各组成部分的功能，最后对EPON的物理层和数据链路层的关键技术进行了分析。关键词：光纤到户以太网无源光网络功能结构陈红（1955-），女，武汉电力职业技术学院高级讲师，主要从事电子和数字通信技术的教学和研究工作。通陈俊安通信（1964-），男，武汉电力职业技术学院讲师，主要从事电子和光纤通信技信热术的教学和研究工作。热点

2、刘国辉点（1965-），男，副教授，研究生导师，现在武汉邮电科学研究院从事研究生教学和科研工作，研究方向为光纤通信、光网络。随着光纤到户（FTTH）产业化进程的不断加快，实EPON是一种采用点到多点（P2MP）结构的单纤双现FTTH的关键技术——以太网无源光网络（EPON）技向光接入网络，其典型拓扑结构为树型。EPON系统的参术已成为业界讨论的热点技术之一。EPON技术将以太网考结构如图1所示。的数据链路层技术和无源光网络（PON）的物理层技术有机地结合在一起，利用PON的拓扑结构实现以太网的接入。该技术具有上述

3、两种技术的优点，即简单易行、成本低廉和可维护性好等，正因为如此，EPON技术的市场前景将十分广阔。本文将着重分析EPON的功能结构及物理层和数据链路层的关键技术。图1EPON参考结构1EPON的参考模型272006.06.广东通信技术通信热点EPON系统由光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）和无源光分配网络（ODN）组成，采用树形拓扑结构，为单纤双向系统。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ODN连接。EPON使用波分复用（WD

4、M）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，但在同一根光纤图2OLT的功能结构中传送。EPON只在IEEE802.3的以太网数据帧格式上作从功能实现的角度来看，OLT主要完成如下功能：必要的改动，如在以太帧中加入时戳（TimeStamp）、（1）OLT的物理层完成光／电与电/光转换、串／并PON－ID等内容。在下行方向（OLT到ONU），OLT发与并/串转换、前向纠错、8B／10B与10B／8B变换，并送的信号通过ODN到达各个ONU。下行采用纯广播的方式，注册后，OLT为已注册的ONU分配PO

5、N－ID，由各完成上行突发数据的接收和下行广播数据的连续发送。个ONU监测到达帧的PON－ID，以决定是否接收该帧，（2）媒体接入控制（MAC）和MAC控制层完成媒如果该帧所含的PON－ID和自己的PON－ID相同，则接体接入的功能。MAC控制层包括多点控制协议（MPCP）收该帧；反之则丢弃。在上行方向（ONU到OLT），一个的处理引擎，如自动注册和测距、GATE处理和REPORT通ONU发送的信号只会到达OLT，而不会到达其他ONU。模块等功能。信为了避免数据冲突并提高网络利用效率，上行方向采用时（3）自动注册

6、和测距模块发起并控制测距过程，热点分多址（TDMA）接入方式并对各ONU的数据发送进行记录测距信息。自动启动发现窗口，发现新的未注册的仲裁。此外EPON还需通过已定义的接口与电信管理网相ONU，并对他们进行注册。当关电或ONU掉线及断纤连，进行配置管理、性能管理、故障管理、安全管理及计时，能自动地调整还未报告的ONU所对应的状态。费管理，完成操作维护管理（OAM）功能。（4）GATE处理模块负责组帧，产生ONU所需要的授权信息，控制ONU光信号的开启。由软CPU-NIOS按事2EPON的功能结构及功能先编制的动态

7、带宽分配算法程序为各个ONU分配带宽，由EPON的参考模型可知，EPON系统主要由OLT、即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小，并通ODN和ONU三个部分组成，因此，下面分别介绍它们的过特定的帧格式发送给各个ONU。功能结构和功能。（5）REPORT模块负责解析远端发来的报告帧，并送给NIOS处理器处理，作为OLT发送GATE授权的依据。2.1OLT的功能结构和功能（6）完成面向业务节点的以太网接口功能。OLT的作用是为EPON提供网络侧与本地交换机及2.2ONU的功能结构和功能本地内容服务器之间的接口，

8、并经一个或多个分配点与用户侧的ONU通信。OLT与ONU的关系为主从通信关系，ONU的作用是对相应用户的不同业务进行复用和分OLT一方面将承载各种业务的信号在局端进行汇聚，按照解，以便在上行方向将各种不同的家庭终端的不同业务信EPON特定的信号格式向终端用户传输，另一方面将来自号复接起来在同一传输媒体中传输；而在下行方向将不同终端用户的信号按照业务类型分别送入各种专业网中