epon技術(shù)應(yīng)用問題探討new

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1、EPON技術(shù)應(yīng)用問題探討朱軾■武漢摘要：EPON(以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò))是目前接入網(wǎng)新技術(shù)之一。本文介紹了EPON技術(shù)原理、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域，并在此基礎(chǔ)上討論了EPON組網(wǎng)應(yīng)用中應(yīng)解決的關(guān)鍵技術(shù)。關(guān)鍵詞：EPON、ONU/OLT、TDM/TDMA、FTTxEPON(以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò))是在ITU-TG.983APON標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，由IEEE802.3ah工作組制定的EthernetPON(EPON)標(biāo)準(zhǔn)。近年來，由于千兆比特Ethern成技術(shù)的成熟，和將來10G比特Ethernet標(biāo)準(zhǔn)的推出，以及Ethernet對IP天然的適應(yīng)性，使得原來傳統(tǒng)的局域網(wǎng)交換技術(shù)逐漸擴(kuò)展

2、到廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)中。在接入網(wǎng)中用Ethern成取代ATM，符合未來骨干網(wǎng)IP化的發(fā)展趨勢，最終形成從骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)到局域網(wǎng)全部基于IP、WDM、Ethern以來實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)寬帶網(wǎng)。一、EPON技術(shù)簡介EPON與APON關(guān)鍵的區(qū)別在于：EPON中數(shù)據(jù)傳輸采用IEEE802.3Ethernet（以大網(wǎng)）的幀格式，其分組長度可變，最大為1518字節(jié)；APON中采用標(biāo)準(zhǔn)的ATM53字節(jié)的固定長分組格式。由于IP分組也是可變長的，最大長度為65535字節(jié)，這就意味著EPON承載IP數(shù)據(jù)流的效率高、開銷小。在EPON中，OLT到ONU的下行數(shù)據(jù)流采用廣播方式發(fā)送，OLT將來自骨干網(wǎng)

3、的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可變長的IEEE802.3Ethernet幀格式，發(fā)往ODN，光分路器以廣播方式將所有幀發(fā)給每一個ONU，ONU根據(jù)Ethernet幀頭中ONU標(biāo)識接收屬于自己的信息，其工作原理見圖1。圖1EPON工作原理示意圖ONU到OLT的上行數(shù)據(jù)流采用時(shí)分復(fù)用（TDMA）方式發(fā)送，與APON相同，OLT為每個ONU分配一個時(shí)隙，周期是2ms。EPON采用雙波長方式實(shí)現(xiàn)單纖上的全雙工通信，下行信道使用1510nm波長，上行信道使用1310nm波長。目前相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主要由IEEE的EFM研究組進(jìn)行制定。二、EPON基本組網(wǎng)結(jié)構(gòu)EPON網(wǎng)絡(luò)采用一點(diǎn)至多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，取代點(diǎn)到點(diǎn)結(jié)構(gòu)，大

4、大節(jié)省了光纖的用量、管理成本。無源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備代替了傳統(tǒng)的ATM／SONET寬帶接入系統(tǒng)中的中繼器、放大器和激光器，減少了中心局端所需的激光器數(shù)目，并且OLT由許多ONU用戶分擔(dān)。而且EPON利用以太網(wǎng)技術(shù)，采用標(biāo)準(zhǔn)以太幀，無須任何轉(zhuǎn)換就可以承載目前的主流業(yè)務(wù)—IP業(yè)務(wù)。因此EPON十分簡單、高效、建設(shè)費(fèi)用低、維護(hù)費(fèi)用低，是最適合寬帶接入網(wǎng)需求的。EPON與APON光路結(jié)構(gòu)類似，都遵循G.983協(xié)議，最終它將以更低的價(jià)格、更寬的帶寬、更強(qiáng)的服務(wù)能力取代APON。一個典型的EPON系統(tǒng)也是由OLT、ONU、ODN組成的，如圖2所示。圖2EPON基本組網(wǎng)結(jié)構(gòu)OLT放在中心機(jī)房，ONU為

5、用戶端設(shè)備。ODN（OpticalDistributedNetwork，光纖分配網(wǎng)）是光配線網(wǎng)，主要由一個或數(shù)個光分路器（SPlitter）來連接OLT和ONU，用于分發(fā)下行數(shù)據(jù)并集中上行數(shù)據(jù)。OLT既是一個交換機(jī)，或路由器，又是一個多業(yè)務(wù)提供平臺，提供面向無源光纖網(wǎng)絡(luò)的光纖接口。OLT除了提供網(wǎng)絡(luò)集中和接入的功能外，還可以針對用戶的QoS/SLA（服務(wù)水平協(xié)議）的不同要求進(jìn)行帶寬分配，網(wǎng)絡(luò)安全和管理配置。SPlitter是一個簡單設(shè)備，它不需要電源，可以置于全天候的環(huán)境中。在EPON中，OLT到ONU問的距離最大可達(dá)20～30km，如果使用光纖放大器（有源原中繼器），距離還可

6、以延長。在圖2中，光信號通過光分路器把光纖線路終端（OLT）一根光纖下行的信號分成多路給每一個光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU），每個ONU上行的信號通過光耦合器合成在一根光纖里給OLT。因而EPON中包括無源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。無源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括單模光纜、無源光分路器／耦合器、適配器、連接器和接頭等。它一般被放置于局外，也稱為局外設(shè)備。有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括中心局機(jī)架設(shè)備、光網(wǎng)絡(luò)單元和設(shè)備管理系統(tǒng)（EMS）。中心局機(jī)架上插裝光纖線路終端、網(wǎng)絡(luò)界面模塊（NIM）及交換模塊（SCM），因此這3種設(shè)備也統(tǒng)稱為中心局機(jī)架設(shè)備。中心局機(jī)架設(shè)備提供EPON系統(tǒng)與服務(wù)提供商核心的數(shù)據(jù)、視頻和話音網(wǎng)絡(luò)的接口。

7、它也通過設(shè)備管理系統(tǒng)與服務(wù)提供商的核心運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)相連接。中心局機(jī)架上廣域網(wǎng)界面通常將與以下設(shè)備接口相連接?！駭?shù)字交叉連接（DCS）：傳送未交換，或未本地交換的TDM流量到電話網(wǎng)絡(luò)，普通的DCS界面包括DSI、DS3、STS.l和OC.3?！裾Z音網(wǎng)關(guān)：傳送本地交換的TDM/話音流量到公眾交換電話網(wǎng)絡(luò)（PSTN）?！馡P路由器或ATM邊緣交換機(jī)：將數(shù)據(jù)流量引到核心數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)?！褚曨l網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：它傳送視頻流量到核心視頻網(wǎng)絡(luò)。光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）給用戶提供數(shù)據(jù)、視頻和電話網(wǎng)絡(luò)與EPON之間的接口。ONU最