摘要以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）是一種點(diǎn)到多點(diǎn)(P2MP)結(jié)構(gòu)的單纖雙向光接入網(wǎng)絡(luò)，其典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹形，利用光纖實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻的全業(yè)務(wù)接入。文章闡述了EPON的技術(shù)原理，分析EPON技術(shù)的各種應(yīng)用場(chǎng)景，并且通過(guò)實(shí)際案例的形式，分析在下一代接入網(wǎng)絡(luò)工程的規(guī)范建設(shè)中，如何結(jié)合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，應(yīng)用EPON技術(shù)設(shè)計(jì)更為經(jīng)濟(jì)高效的光接入網(wǎng)絡(luò)。
　　關(guān)鍵詞：以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，（EPON）技術(shù)應(yīng)用、案例分析
　　隨著Internet的普及和人民的生活及工作質(zhì)量的提高，為了促進(jìn)信息網(wǎng)絡(luò)的融合與發(fā)展，有效提升我國(guó)信息基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)水平和現(xiàn)代社會(huì)的信息化程度，必然要大力發(fā)展光纖接入技術(shù)，而在向電信用戶提供的各類寬帶接入服務(wù)中，采用光纖接入（FTTx），特別是直接光纖到戶（即FTTH）的接入方式，是目前可預(yù)見的、最具技術(shù)發(fā)展生命力和應(yīng)用前景的接入方式之一。FTTx光接入技術(shù)包括有源接入技術(shù)和無(wú)源接入技術(shù)（PON技術(shù)），而PON技術(shù)可節(jié)省主干光纖資源和網(wǎng)絡(luò)層次，在長(zhǎng)距離傳輸條件下可提供雙向高帶寬能力，接入業(yè)務(wù)種類豐富，適用于用戶區(qū)域較分散，且每一區(qū)域內(nèi)用戶又相對(duì)集中的小面積密集用戶地區(qū)，因此是重點(diǎn)發(fā)展的FTTx技術(shù)。下面介紹EPON技術(shù)及其典型應(yīng)用。
　　一、 EPON技術(shù)簡(jiǎn)介
　　EPON：基于以太網(wǎng)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，EPON全稱為EthernetPassiveOpticalNetwork，即基于以太網(wǎng)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)。它是眾多光接入技術(shù)中的一員，其特征體現(xiàn)為：
　　采用以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)，
　　采用一對(duì)多的PON網(wǎng)絡(luò)拓樸。
　　1.1EPON傳輸原理：?jiǎn)卫w雙向傳輸機(jī)制
　　EPON系統(tǒng)采用WDM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸，為了分離同一根光纖上多個(gè)用戶的來(lái)去方向的信號(hào)，采用以下兩種復(fù)用技術(shù)：下行數(shù)據(jù)流采用廣播技術(shù)，下行中心波長(zhǎng)1490nm；上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術(shù)，上行中心波長(zhǎng)1310nm
　　1.2EPON的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)
　　EPON是采用以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)，基于IEEE802.3幀格式，在前導(dǎo)碼字節(jié)中新增LLID：用于在OLT上標(biāo)識(shí)ONU
　　
　　1.3EPON系統(tǒng)構(gòu)成
　　EPON系統(tǒng)由以下設(shè)備構(gòu)成：
　　OLT（OpticalLineTerminal）光線路終端通常放置在中心機(jī)房（CO）;
　　ONU（OpticalNetworkUnit）光網(wǎng)絡(luò)終端通常放置在用戶側(cè);
　　POS（PassiveOpticalSplitter）無(wú)源光分路器是連接OLT和ONU的無(wú)源設(shè)備
　　在一個(gè)EPON系統(tǒng)中，OLT既是一個(gè)交換機(jī)或路由器，又是一個(gè)多業(yè)務(wù)提供平臺(tái)（MSPP），它提供面向無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)的光纖接口。它是整個(gè)EPON系統(tǒng)的核心部件，主要完成的功能有：
　　（1）向ONU以廣播方式發(fā)送以太網(wǎng)數(shù)據(jù)；
　　（2）發(fā)起并控制測(cè)距過(guò)程，并記錄測(cè)距信息；
　　（3）發(fā)起并控制ONU功率控制；
　　（4）為ONU分配帶寬，即控制ONU發(fā)送數(shù)據(jù)的起始時(shí)間和發(fā)送窗口大小；
　　（5）其它相關(guān)的以太網(wǎng)功能。
　　EPON中的ONU采用了技術(shù)成熟而又經(jīng)濟(jì)的以太網(wǎng)協(xié)議，在ONU中可以實(shí)現(xiàn)成本低廉的以太網(wǎng)第二層、第三層交換功能。它主要完成的功能有：
　　(1)選擇接收OLT發(fā)送的廣播數(shù)據(jù)；
　　(2)響應(yīng)OLT發(fā)出的測(cè)距及功率控制命令，并作相應(yīng)的調(diào)整；
　　(3)對(duì)用戶的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，并在OLT分配的發(fā)送窗口中向上行方向發(fā)送；
　　(4)其它相關(guān)的以太網(wǎng)功能。
　　POS（PassiveOpticalSplitter）稱為無(wú)源光纖分路器，是一個(gè)連接OLT和ONU的無(wú)源設(shè)備，它的功能是分發(fā)下行數(shù)據(jù)并集中上行數(shù)據(jù)。
　　1.4EPON系統(tǒng)工作過(guò)程
　　OLT工作過(guò)程，操作產(chǎn)生時(shí)間戳消息，用于系統(tǒng)參考時(shí)間，通過(guò)MPCP幀指配帶寬，進(jìn)行測(cè)距操作，控制ONU注冊(cè)
　　ONU的操作，ONU通過(guò)下行控制幀的時(shí)間戳同步于OLT，ONU等待發(fā)現(xiàn)幀（gate），ONU進(jìn)行發(fā)現(xiàn)處理，包括：測(cè)距，指定物理ID和帶寬，ONU等待授權(quán)，ONU只能在授權(quán)時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)
　　1.5EPON協(xié)原理－MPCP協(xié)議（多點(diǎn)控制協(xié)議）
　　MPCP在OLT和ONU之間規(guī)定了一種控制機(jī)制——MPCP來(lái)協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的有效發(fā)送和接收：
　　1、系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中上行方向在一個(gè)時(shí)刻只允許一個(gè)ONU發(fā)送;
　　2、位于OLT的高層負(fù)責(zé)處理發(fā)送的定時(shí)、不同ONU的擁塞報(bào)告，從而優(yōu)化PON系統(tǒng)內(nèi)部的帶寬分配
　　 MPCP有兩種GATE操作模式：初始化模式和普通模式。
　　 初始化模式用來(lái)檢測(cè)新連接的ONU，測(cè)量環(huán)路延時(shí)和ONU的MAC地址
　　 普通模式給所有已經(jīng)初始化的ONU分配傳輸帶寬
　　 GATE（OLT發(fā)出）
　　 允許接收到GATE幀的ONU立即或者在指定的時(shí)間段發(fā)送數(shù)據(jù)
　　 REPORT（ONU發(fā)出）
　　 向OLT報(bào)告ONU的狀態(tài)，包括該ONU同步于哪一個(gè)時(shí)間戳、以及是否有數(shù)據(jù)需要發(fā)送。
　　 REGISTER_REQ（ONU發(fā)出）
　　 在注冊(cè)規(guī)程處理過(guò)程中請(qǐng)求注冊(cè)。
　　 REGISTER（OLT發(fā)出）
　　 在注冊(cè)規(guī)程處理過(guò)程中通知ONU已經(jīng)識(shí)別了注冊(cè)請(qǐng)求。
　　 REGISTER_ACK（ONU發(fā)出）
　　 在注冊(cè)規(guī)程處理過(guò)程中表示注冊(cè)確認(rèn)。
　　1.6EPON注冊(cè)過(guò)程
　　EPON注冊(cè)過(guò)程指OLT對(duì)系統(tǒng)中的ONU進(jìn)行注冊(cè)，主要用于系統(tǒng)中增加ONU時(shí)或者ONU重新啟動(dòng)時(shí)。
　　1、Discovery過(guò)程中ONU的執(zhí)行動(dòng)作：
　　 在上電啟動(dòng)或復(fù)位時(shí)，ONU進(jìn)入Discovery狀態(tài)。等待來(lái)自O(shè)LT的“DiscoveryGate”消息。
　　 如果所收到的消息類型為Discovery，且消息中的邏輯PHYID與自己相同或?yàn)槿笔≈凳牵�就�?duì)此消息做出應(yīng)答。
　　2、 在discovery過(guò)程中OLT的執(zhí)行動(dòng)作：
　　 OLT必須周期性的發(fā)送Discovery檢測(cè)幀。
　　 所有的“discoveryGate”幀都是以廣播方式發(fā)送的。
　　1.7EPON原理－測(cè)距
　　補(bǔ)償因ONU距離不同而產(chǎn)生的時(shí)延差異：RTT（RoundTripTime）
　　 在注冊(cè)過(guò)程中，ONU對(duì)新加入的ONU啟動(dòng)測(cè)距過(guò)程

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