EPON（精选12篇）
EPON 篇1
2009年, 全球的FTTx发展取得了显著的成效。国内中国电信和中国联通两大运营商的大规模光纤接入设备招标, 也使得我国的EPON设备商开始进入收获期。经过多年的试验和商用部署, EPON的产业链已经臻于成熟, 在国内设备厂商的努力下, EPON芯片、模块、集成等领域均取得了丰硕成果, 我国EPON进展顺利。EPON产业呈现出一片健康向上的发展景象。
随着EPON的不断成熟, 10G EPON的需求开始显现。在10G EPON技术发展的同时, 10G EPON的产业链也正在迅速形成, 并趋向成熟和完善。在芯片厂商方面, 目前EPON的MAC芯片厂商都在积极参与10G EPON MAC芯片的研发, PMC-Sierra、Teknovus、Cortina、Opulan等都已经有具体的10G EPON芯片研发路线图。10G EPON的光模块研发也取得了一定的进展, 目前有多个厂商正在积极参与。另外, 10G EPON的突发模式收发器件方面也已经有部分厂商推出了相关产品。可见, 10G EPON产业链从芯片厂商、光模块厂商到突发模式收发器件厂商都已经可以提供全套的解决方案。
EPON 篇2
一、EPON简介
EPON（以太无源光网络）是光纤接入网的主流技术，也是一种宽带综合接入技术，它延用了以太网和TDM的一些特性。从网络分层协议上来看，EPON属于L2的协议。具有高带宽、低成本、易维护、易扩展、等特点。一个典型的EPON 系统由 OLT、ONU、POS组成。
OLT（Optical Line Terminal光线路终端l）放在中心机房或模块局，它可以作为一个L2交换机或者L3路由器。在下行方向，它提供面向无源光纤网络的光纤接口；在上行方向，OLT将提供了GE接口。OLT还支持ATM, FR以及OC3/12/48/192等速率的SDH/SONET的接口标准，同时通过支持E1接口来实现传统的TDM话音的接入。
ONU（Optical Network Unit）又叫光网络单元，放在用户驻地侧（CPE），EPON中的ONU主要采用以太网协议。可以实现了成本低廉的以太网第二层交换甚至是第三层路由功能，并且可以通过堆叠实现高带宽的共享和大范围的用户接入。
POS（Passive Optical Splitter）是无源光纤分支器，是一个连接OLT和ONU的无源设备。它的功能是分发下行数据和集中上行数据。无源分光器的部署相当灵活、适应环境广。一般一个POS的分光比为8、16、32、64、128等，并可以进行多级连接。
EPON技术主要应用方式是FTTX，作为中国电信“光进铜退”的解决方案，它可以很好的实现现有业务（宽带、电话、IPTV等）的接入和现有网络（IP网、交换网、传输网等）的融合。
二、EPON的网络应用模式
1、EPON+DSLAM
EPON+DSLAM方式可以很好解决“最后一公里”问题，缩短宽带用户线的距离，也可作为DSLAM下移的解决方案。这种模式下，光纤敷设到小区或DSLAM，小区内采用ONU+DSLAM方式，也可采用ONU+DSLAM集成方式，利用小区内的铜缆资源就可以开展DSLX业务。这种方式旧小区改造和未进行以太网布线的 小区。
该应用模式融合了EPON的长距离、高带宽和DSLAM的低成本优点，节省骨干光纤资源和铜缆资源，并能很好的与现有网络融合。
2、EPON+VOICE EPON技术作为未来接入网主流技术，具有良好的综合业务接入能力，对于现有的语音业务，可以有多种接入方式。
1）、与NGN网互联
我省的NGN网现已投入运营，并且省公司明确要求新增用户优先上联NGN，对于不同的用户群，有三种方式实现语音业务的承载：
利用ONU设备自带的语音接口直接入：现在很多厂家ONU设备都集成了语音接口，如中兴的F820最多可以扩充到24个语音接口，通过该类设备可以实现同时为用户提供宽带和语音业务，适用于新建小区网络建设；
ONU+IAD方式接入：ONU+IAD方式可以弥补ONU语音端口不足的缺点，通过在ONU下下挂IAD设备可以提供更多的语音接口，满足大量用户的需要，该方式适用于写字楼、综合办公场所。
ONU+AG:通过AG可以实现大规模语音用户的接入。AGS设备可以装在局端机房或小区内，如果装在小区内，可以减少大量的线缆投资费用。2）与PSTN互联
EPON系统利用基于分组交换网络的电路仿真技术（CESoP）可以实现TDM业务接入。这种组网方式下，通过ONU提供的TDM 2M接口将交换设
备接入，在局端利用OLT提供的155M板卡同SDH网络和现有PSTN网互联。
EPON方式实现语音业务的接入，要求EPON系统具有良好的多业务支撑能力和对语音业务提供QOS保障。
3、EPON+LAN
EPON+LAN模式下光纤敷设到楼（即FTTB），楼内采用ONU+LAN或ONU+LAN的集成设备，利用五类线接入用户，可以为用户提供双向高带宽接入，这种模式适用于布放五类线的小区。
该模式可为用户提供高带宽对称业务，能够满足用户需求，扩充性好，维护方便。相比于传统LAN接入方式，省去了模块局或小区机房。但对语音业务支持不灵活。
4、EPON+FTTH
EPON技术应用与FTTH模式通常是为了承载Triple play业务，实现三网合一的高等级接入。这种应用模式下，光纤到户，在用户端采用多端口的ONU终端，例如家庭网关，基于IP方式实现宽带、语音、IPTV业务的接入。适宜于高档小区、别墅、酒店、网吧、大客户单位等高ARPU值应用。
该模式综合业务提供能力强、带宽高、传输质量好，并能扩展支持增值业务的发展，由于采用无源光网络，覆盖范围广，省去机房建设投资和设备用电需求困扰。缺点是初期建设成本高，对网络的综合业务提供能力要强。
5、EPON+BS
EPON技术应用于无线网络的有线传输系统，在低成本解决基本的无线业务传输的同时，还可以充分发挥其高带宽的优势，同时提供各种宽带接入服务，使无线网络成为一个可以同时提供无线、有线业务的综合网络，其简单灵活的特点，则可以大大降低网络整体的拥有成本和维护费用。
EPON技术用于无线接入网络可以将多个基站(BS)的数据通过光纤汇聚到一起。OLT放置在中心局，与骨干网络连接；ONU放置在移动基站（BS）处。POS（无源光分路器）和光缆构成OLT和ONU之间的无源光纤传输网络。目前OLT侧每个PON接口最多可以连接128个ONU，也就是说，一个EPON网络可以覆盖128个基站。
该应用模式可以做为CDMA基站和WLAN的AP(无线接入点)的上行互联。
三、EPON的业务应用模式
EPON作为FTTH的 代表技术，能够适应于几乎现在所有宽带接入场所。利用其高带宽、长距离、少维护、省资源等优势，EPON是综合业务接入的最佳接入网技术，能够对多种业务应用提供支撑。
1、高端用户接入
高端用户具有较强消费能力，注重业务体验。通过EPON技术实现FTTH，为用户提供宽带上网、语音、IPTV、CATV等综合业务，提供正真意义上的宽带，为今后家庭网关的实现提供强有力的支撑平台，通过数字社区、数字家庭实现信息化。
2、大客户接入
商业楼宇、酒店宾馆、机关学校等大客户单位具有较高的开发价值，是电信运营商争夺的重点客户。该类用户需求的 共同特点是业务接入类型多、带宽高、服务质量要求高等。EPON技术具备完善的业务提供能力，利用EPON技术可以根据用户需求提供高速上网、语音、视频业务，以及E1专线业务，同时可以为用户组建自己的VPN网。使用一个网络就可以完全解决大客户的所有需求。
3、网吧接入
EPON技术应用于网吧接入，不但节约大量光纤资源，而且维护也更简单，通过局端网管实现对整个网络的统一管理，极大的降低网络的运营成本。
4、村通工程应用
农村信息化（村通工程）的投入产出问题一直困扰电信运营商，运营商迫切需要一种适应地域广、环境复杂、需求多样的农村信息化应用模式，EPON技术应用于农村信息化，可以充分发挥技术优势，解决两难局面。同时开发农村市场，为运营商提供新的业务增长点。该种应用模式可以节约大量光纤资源和施工成本，同时具有业务丰富、易于维护、扩充性好等特点。
5、视频监控应用
EPON网络的保护方式研究 篇3
关键词:EPON;保护方式;关键技术
中图分类号:TN925文献标识码:A文章编号:1006-8937(2010)10-0089-02
1EPON概述及关键技术
1.1EPON概述
随着互联网宽带业务的飞速发展以及IPTV、VOIP等多种多媒体新业务的产生,运营商为用户提供的业务形式已经由单一电话业务发展到多媒体、大带宽的各种新业务,为了适应对接入网宽带化的发展要求,无源光网络(PON)应运而生,它具有节省光纤资源、对网络协议透明的的特点,在光接入网中扮演着越来越重要的角色。同时,以太网(Ethernet)技术经过二十年的发展,以其简便实用,价格低廉的特性,几乎已经完全统治了局域网,并在事实上被证明是承载IP数据包的最佳载体。随着IP业务在城域和干线传输中所占的比例不断攀升,以太网也通过在传输速率、可管理性等方面的改进,逐渐向接入、城域甚至骨干网上渗透。而以太网与PON的结合,便产生了以太网无源光网络(EPON Ethernet Passive Optical Network)。它同时具备了以太网和PON的优点,正成为光接入网领域中的热门技术。
一个典型的EPON网络系统由光线路终端(OLT)、光分配网络(ODN)、光网络单元(ONU)/光网络终端(ONT)组成。如图1所示。
OLT:作为EPON的核心,应实现以下功能:
向ONU以广播方式发送以太网数据;发起并控制测距过程,并记录测距信息;发起并控制ONU功率控制;为ONU分配带宽,即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小;其它相关的以太网功能。
ODN:由无源光分路器和光纤构成。
ONU/ONT:ONU/ONT为用户提供EPON接入的功能:选择接收OLT发送的广播数据;相应OLT发出的测距及功率控制命令,并作相应的调整;对用户的以太网数据进行缓存,并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送。
其它相关的以太网功能。
1.2EPON的关键技术
EPON系统中引入了许多先进的核心技术,也正是由于这些核心技术的引入,使得EPON与其他现有类似技术相比具有更多的优势,从而得以迅速发展和广泛应用。
1.2.1上、下行接入技术
下行采用广播方式: OLT通过1:N的无源分路器将以太网帧以广播方式发送给每个ONU(N为4-64),这类似于共享媒质网络。每一个数据帧的帧头包含ONU在OLT中注册时分配的、特定ONU的逻辑链路标识(LLID),该标识表明数据帧是给ONU(ONU1、ONU2……ONUn)中的唯一一个。另外,部分数据帧可以是给所有的ONU(广播式)或者特殊的一组ONU(组播)。
上行采用时分多址接入技术(TDMA):EPON采用时分多址接入技术分时隙给ONU传输上行数据。当ONU注册成功后,OLT会根据系统的配置,给ONU分配特定的带宽。在采用动态带宽调整时,OLT会根据指定的带宽分配策略和各个ONU的状态报告,动态的给每一个ONU分配带宽。
1.2.2物理层关键技术
在EPON物理层,EPON的点对多点的特殊结构和时分多址的接入方式决定了ONU发送机是工作在突发发送的模式下的,并且点对多点的特殊结构还导致了各ONU的数据帧延时不同,可能会引起数据在时域碰撞。所以在EPON的物理层引入了突发数据发送技术、突发数据接收技术、突发时钟恢复技术以及测距技术等手段来解决以上问题。
2EPON网络保护方式的探讨
EPON网络建设完成后,为了保证业务持续正常地开展以及当EPON网络出现故障时,能将影响能够降到最低,我们有必要对其采取一定的保护措施。目前根据保护的侧重点和范围,主要有两种保护方式:骨干光纤保护方式和全保护方式。
2.1骨干光纤保护方式
EPON采用点到多点的树形拓扑结构,骨干光纤的故障会导致其所属的所有ONU均无法与EPON网络通信。因此,骨干光纤的生存性将影响到整个EPON网络的可靠性。
骨干光纤保护方式中,OLT侧的主、备两个PON模块的端口分别通过骨干光纤的主、备两条光纤连接到一个2:N分路器的两个端口,从分路器到ONU侧采用常规连接。如图2所示。
2.2骨干光纤保护方式的特点
①在OLT主用PON模块处于工作状态时,备用PON模块处于冷备份状态。如果主用光纤出现故障或主用PON模块失效,启用备用的光纤和备用PON模块。倒换到备用PON模块时,冷备份的备用PON模块中的信号发射模块被激发到正常工作状态需要一段较长时间,但不需要倒换协议。
②这种方式下,OLT侧需配置主、备两个PON模块,骨干光纤需铺设主、备两条光纤,从而实现对骨干段光纤的保护,提高系统的可靠性。
③此保护方式仅限于对骨干光纤的保护。
④不需要对现网中的ONU做任何改动就可以把无保护的EPON网络升级为光纤骨干保护的EPON网络,能提高一定的故障恢复能力,实现起来相对容易,成本较低。
2.3全保护方式
全保护方式中,OLT侧的主、备两个PON模块的端口通过骨干光纤中的主、备光纤分别连接到一个1:N光分路器的端口。每个ONU通过主、备两个PON模块与两个独立的光分路器实现双归属连接。如图3所示。
2.4全保护方式的特点
①OLT备用模块采用热备份方式,切换在每个ONU上进行,需要切换协议,但时间较短。由于ONU侧一个端口始终处于空闲状态,会造成带宽利用率低和资源的浪费。
②这种方式OLT和ONU均需配置主、备两个PON模块,骨干光纤需铺设主、备两条光纤,需设置两台分路器,以及对每个ONU铺设主、备两条接入光纤,从而实现对EPON网络系统中每个网元的保护,提高系统的可靠性。
③此保护方式可提供全面的单点失效保护,可靠性高。
④全保护方式由于需要PON模块、ODN、ONU的双备份,实现难度较大,成本很高。
3结语
在互联网应用和接入网技术飞速发展的今天,EPON技术以其高带宽、低成本、与现有以太网兼容性高等优势,逐渐成为运营商提供新业务和接入网网络建设的主流。从接入网的管理角度看,为加强接入网的可靠性,EPON网络的保护结构是必须要考虑的。因此,文章着重对EPON网络的主要保护方式进行了深入的探讨,希望通过分析和对比EPON网络的各种保护方式,使读者能够对EPON网络的主要保护方式及各自的优缺点有更全面的了解,并为今后EPON网络的建设、改造和优化提供参考依据。
参考文献:
[1] 陈雪.无源光网络技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2006.
[2] 郎为民,郭东生.EPON/GPON从原理到实践[M].北京:人民邮电出版社,2010.
EPON 篇4
随着网络通信技术的发展及三网融合时代, 各个网络运营商之间竞争的需要, 广电运营商无不在积极开展数字电视整体转换, 同时积极探索网络双向化技术发展之路, 用于对抗电信的IPTV等新业务对广电运营商传统有线电视业务的蚕食。广电运营商从模拟到数字, 从单向到双向, 从用户被动地看电视到互动点播电视, 3D电视, 电视网络游戏等新业务, 市场的需求和竞争需要有线电视网络全网的双向用户接入。而传统的双向用户接入技术如CMTS+Cable Modem和FTTB+LAN已不能适应市场的竞争及有线电视网络双向综合业务的良性发展。而近年来新的EPON技术和EoC技术则为广电运营商的双向业务提供了新的接入方式, 提供了新的发展契机。
2 西安广电传统的数据接入技术
西安广电在网络发展之初, 并未规划双向接入网的建设, 只是因为希望给公司带来新的业务增长点, 在西安的城域网内, 使用FTTB+LAN技术给用户提供宽带网接入。当时宽带接入技术的模式还有CMTS+CableModem, 但因该技术不是特别成熟, 而且最初有线电视基础网络的条件比较差, 因此并未使用该接入模式进行数据网建设。
FTTB+LAN宽带接入基于以太网技术, 采用光纤高速网络实现百兆到社区, 结合五类线实现十兆到用户, 直接向用户提供基于IP业务的传送通道。这种技术可以提供足够的带宽和较好的稳定性, 接入成本较低, 但对于广电运营商而言, 不能利用广电运营商现有的HFC电缆网, 需要在楼内重新敷设五类线, 而重新敷设五类线, 则要受许多条件限制, 不利于网络的大规模部署, 此外因为每个小区都占用了二芯骨干光缆到前端机房, 造成了骨干光缆的大量浪费, 因此西安广电使用这种宽带接入技术在早期只部署了约15万户, 在网用户率约10%, 制约了西安广电的数据业务发展。
3 西安广电双向网接入技术
随着技术的进步, 市场竞争的加剧, 西安广电启动了双向接入网的建设, 不再把有线电视网络和数据网络分开, 而是结合起来, 整合成一张可管理, 可运营的双向接入网, 依托这张双向接入网, 西安广电的可发展业务, 将大大的丰富起来, 比如互动电视, 电视网络游戏, 3D电视, 电视网络购物, 电视网络医生等新的业务。这将大大提高西安广电网的核心竞争力。
西安广电经过研究, 实验, 最终选择EPON+EoC和EPON+LAN两种技术作为西安广电双向网覆盖技术。
3.1 EPON技术
一个典型的EPON系统由OLT (Optical Line Terminal) , ODN (Optical Distribution Network) , ONU (Optical Network Unit) 组成。其技术优势是在接入网规划中可合理分布无源分光器点, 以共用1芯主干光纤传输, 降低建网成本;采用两级网络结构, 不需要有源汇聚设备, 可节省电力;可根据用户分布灵活分布光纤, 扩展容易。EPON网络的ONU是天然隔离的, 它与划分VLAN隔离不同, 由底层数据传输协议规定, 可保证ONU传输的业务互不影响, 更能保证网络安全。它通过动态带宽算法等机制来实现用户带宽分配, 并保证每个用户的QoS。EPON完全基于以太网标准协议802.3ah, 模块化程度高, 是向全IP网络过渡的很好选择。其中OLT与ONU均采用光接口, 无需外置光收发器, 节省设备也减少网络故障。
3.2 EoC技术
EoC“Ethernet over COAX”, 是以太网信号在同轴电缆上的一种传输技术, 原有以太网络信号的帧格式没有改变。EoC分为有源和无源两种。EoC以太网接入方案是专为有线电视网络运营商设计的, 是一种能满足多用户住宅区使用的新型以太网接入技术方案, 同一个同轴电缆网络能为用户同时提供视频和数据服务, 既不影响有线电视信号的传输, 又有双向独享的宽带综合业务接入, 具有良好的适应性和灵活的组网接入方案, 无需对原有有线电视网络进行双向施工改造或进行大规模的五类线敷设到户的工程, 克服了双向网络改造过程中入户施工较难, 全网覆盖成本高及改造周期长等问题, EoC方案以其强大的以太网信号传输能力, 使得多种基于IP的业务都能成为可能
目前西安广电则主要选择Homeplug AV技术, 作为西安广电EoC的接入技术。Homeplug AV技术是有源EoC的一种, 工作频率在低频段 (2~28MHz) , 在物理层采用具有高级前向纠错, 通道预估和自适应能力的多载波的OFDM有源调制, 而在MAC层则综合使用具有QoS保证的TDMA (时分多址) 有序接入和CSMA (竞争接入) 2种方式, 并通过快速自动重发请求可靠传输.在这种方式下, 带宽资源都由头端进行分配, 可以让带宽资源得到更充分的利用, 也避免了数据冲突的可能.另外Homeplug的标准制定之初是在电力线上进行宽带传输, 因此在抵抗低频噪声方面考虑较多, 对国内众多质量不一的铜缆适应性也较好。
Homeplug AV的特点有:调制速率较高, 能够通过分支分配器, 工作频率在低频段, 网络适应能力好, 能与HFC网络的改造吻合, 不需要更换优质的分支分配器和电缆, 抗干扰能力强。
3.3 LAN技术
LAN技术是一种覆盖一座或几座大楼、一个校园或者一个厂区等地理区域的小范围的计算机网。其布网主要是在宽带社区部署汇聚交换机和楼道接入交换机, 通过部署五类线入户, 用户通过以太网线路实现宽带接入, 不利用广电原有的HFC电缆网络, 需要重新布线。
LAN的技术特点是网络覆盖范围小, 五类线传输距离100M, 过长距离则需要光纤传输;选用较高的传输媒体、高的传输速率和低的传输速码率;硬软件设施及协议方面有所简化;媒体访问控制方法相对简单;采用广播方式传输数据信号, 一个结点发出的信号可被网上所有的结点接收, 不考虑路由选择的问题, 甚至可以忽略OSI网络层的存在。
新的EPON+LAN接入模式则取消了小区汇聚交换机, 以前端机房的OLT为汇聚, 多百兆电口ONU为接入设备, 降低了网络级数, 提高了网络稳定性。
4 西安EPON+EoC和EPON+LAN双向网络改造技术方案
为了实现多业务运营, 根据用户终端配置和布线情况, 西安广电在老式住宅小区和不方便重新部署五类线的地区用EPON+EoC接入模式实现有线电视的双向化改造, 在新建设住宅和可以部署五类线的地区用EPON+LAN模式实现有线电视的双向化改造, 这个接入模式可以平滑过度到最终光纤入户, 为以后网络发展预留较大发展空间。
4.1 西安市双向接入网改造总体规划
根据西安市城市总体规划, 将市区分为21个分前端, 每一个前端均为有线电视与数据业务的综合前端, 21个前端机房之间主要以万兆以太网技术架构西安市宽带IP城域网, 在21个分前端机房将数据信号混合到EPON接入网中下行, 在小区楼道中将EPON下传的数据信号与有线电视射频信号在EoC头端设备进行混合, 通过HFC同轴电缆网传输到用户端, 最后由用户端EoC终端设备分离出数据信号传送到计算机, 分离出射频信号传至交互机顶盒和电视机或直接在ONU下出五类线到用户端, 架设家庭网关设备分离出数据信号传送到计算机, 分离交互电视回传信号传至交互机顶盒。如图1所示。
4.2 网络设计要点
方案选定后主要按照以下原则设计实施EPON+EoC和EPON+LAN网络。
(1) OLT设备和CATV有线电视设备在西安广电21个前端都进行部署, 以便于集中UPS供电, 设备散热与保证设备安全。
(2) 每个前端根据下属用户的多少, 分别配备48PON口和64PON口设备, 每个PON口下, 计划带32台ONU终端设备, 在EPON+EoC模式中, ONU设备选择配4个100M以太网接口, 第一个口用于宽带和交互电视业务, 二口、三口预留, 四口用户光接收机网管系统。这样可以基本符合各小区目前的宽带接入需求。在EPON+LAN模式中, ONU设备选择配24个100M以太网接口设备, 提供入户100M带宽。
(3) 前端机房到社区光节点之间建设6芯光缆, 其中一芯给有线电视射频信号使用, 一芯给EPON系统使用, 剩余四芯骨干光缆预留其他业务。
(4) 每个前端机房基本覆盖周围7-8公里地区, 按实验数据, 机房OLT设备每PON口可以带4个光节点业务, 每个光节点可以带8个ONU设备, 因此在机房PON下架设光四分路器, 在光节点位置架设光八分路器。在合理规划城市小区光缆网络的基础上, 完全符合城市光纤接入网络的需求。
(5) 在EPON+EoC接入方式中, 每台EoC头端最大带宽可达45M以上, 由于互动电视业务只传上行信号, 下行点播数据利用原HFC网络传输到互动机顶盒, 对数据网络带宽的要求很低, 单台EoC头端可以带很多互动电视用户。但宽带接入业务上下行数据完全由EoC头端传输, 按照每户2M带宽计算, 最多只能带22户左右并发用户, 因此综合考虑互动电视和宽带接入业务带宽要求以及业务发展情况, 我们一般按照一台EoC头端设备带60户设计, 如果业务发展超过EoC头端设备负荷, 可以扩容头端设备达到负载均衡。
(6) 在EPON+LAN接入方式中, 因多口ONU设备的价格大范围下降, 我们考虑进行全覆盖, 即每家每户都预留一个百兆端口。
(7) 在用户家中安装四口家庭网关设备支持WIFI无线接入, 主要是解决用户家中有多个业务的情况及不好在室内布线的情况。一口为宽带业务, 二口为互动业务, 三口, 四口为业务预留。
4.3 IP与VLAN规划
我们按照不同业务不同的IP和VLAN的原则对整个接入网络进行规划设计, DHCP服务器依据机顶盒DHCP请求包中附加的特征码, 从互动电视IP地址池中分配IP给机顶盒, 而普通计算机的上网业务, 则通过PPPOE拨号完成, 从而做到不同业务不同IP网段。
宽带业务与互动电视使用不同的业务VLAN, 由OLT的上联的核心路由汇聚设备终结VLAN, 以保证全网业务统一, 而ONU设备的每个以太口可分配不同的业务VLAN, 也可将多个业务VLAN在同一个ONU的以太端口传输, 而由下联的EoC头端设备将业务VLAN分开, 做到接入方式非常灵活。
4.4 网络安全策略
为了使网络达到可管可控可运营, 我们采取了以下几个措施:
(1) 每台OLT上的PON口所带的ONU和每个EoC头端所带的客户端设备要求做到链路层隔离, 这样可以防止某个用户端设备故障影响其他用户业务, 采购设备时需要明确, 不具备该功能的设备不采购。
(2) 合理规划VLAN, 使接入业务VLAN在网络汇聚层以上终结, 这样不同的业务故障就不会互相干扰。
(3) 给每一个EoC局端设置网管地址和EoC终端配置模版, 所有业务均由OLT和EoC局端进行业务配置下发, 使用户无法更改ONU配置和EoC终端配置, 造成人为故障。通过远程网管监控网络状况, 为网络故障处理提供支持。
(4) 做好设备的野外的防雨水和防雷电的工作, 使设备能够在野外环境, 长期稳定运行。
5 结束语
西安广电通过E P O N+E o C和EPON+L AN的网络双向化改造, 使原先的两张网 (电视网+数据网) 整合为一张双向网, 从而成为多业务综合运营商, 事实表明, 传统的有线电视运营商只有紧跟时代潮流, 紧跟科技进步, 转换经营思路, 才能在网络运营竞争中生存下来, 发展壮大。目前西安广电采用EPON+EoC和EPON+LAN为单向网改造成双向网提供了更加灵活的方案, 是适合城市发展多样化的。
摘要：广播电视网络运营商正逐步进行双向接入网改造, 本文分析了目前广电双向接入网采用的主流接入技术以及采用这些技术所遇到的问题, 也对这些接入技术加以比较, 分析各种技术所适用的现实网络环境, 最后介绍了EPON+EoC和EPON+LAN双向接入网技术方案在西安双向接入网改造中的应用情况。
关键词：EPON,EoC,LAN
参考文献
[1]张中荃.接入网技术[M].北京:人民邮电出版社, 2003.
铁通网络学院-EPON装维简介 篇5
单选题 正确
1.目前EPON宽带用户投诉网速慢的主要原因是下面哪点（）
1.C 用户访问的资源大部分在电信网络，导致网速慢
正确
2.小区宽带拨号中错误代码691表示（）
1.B 用户名或密码错
正确
3.DNS的作用是（）
1.C 将域名解译为IP地址
错误
4.小区宽带拨号中错误代码678表示：()
1.2.3.4.A 远程计算机无响应 B 账号错误 C 网卡损坏 D 内存损坏
正确
5.小区宽带用户电脑本地连接显示红叉，不可能出现的原因有：（）
1.C 上层设备数据错误 正确
6.拨号后返回错误信息代码645，可能的原因有：（）
1.B 网卡故障或网卡驱动故障
正确
7.下面关于小区宽带网速的说明，不正确的是：（）
1.A 公司提供给宽带用户的网速是固定不变的
错误
8.关于路由器的说明，正确的是（）
1.2.3.4.A 1/2/3/4：广域网口，用于连接MODEM或直接接入Internet。B 无论有多少台电脑想同时上网，都需配置一台路由器。C 登陆路由器的配置页面时，默认的用户名和密码均为空。
D 配置完路由器后，将电脑的网卡地址改为自动获取，重启路由器就可上网。
正确
9.在DOS中输入“Ping 221.181.240.5-l 100-n”，下列反馈结果说明不正确的是（）
1.C Unknow host 表示无法连接到网络,可能网线有问题
正确
10.下列关于路由器面板指示灯状态的解释，正确的是（）
1.B WLAN灯常亮，表示已经启用无线功能
正确
11.用户反映网络能连接，所有网页都打不开，以下操作不正确的是（）
1.D 请用户更换网卡 正确
12.FTTB是指（）
1.B 光纤到楼
正确
13.用于确定 IP 数据报访问目标所采取的路径的网络CMD命令是（）
1.B tracert
错误
14.处理网速类报障，必须首先确认（）
1.2.3.4.A 用户是否开启迅雷、BT下载等P2P软件 B 用户是否安装多个杀毒软件 C 用户侧接入网络是否正常 D 用户提供的账户信息是否准确
正确
15.关于路由器的配置步骤，下列说法不正确的是（）
EPON 篇6
[关键词] EPON技术 OLT ODN POS
一、概 述
EPON是PON技术中最新的一种,它是一种采用点到多点网络结构、无源光纤传输方式、基于高速以太网平台和TDM时分MAC媒体访问控制方式提供多种综合业务的宽带接入技术。
EPON的标准化工作则主要由EFM (第一英里以太网)工作组来完成,其标准制定基本原则是:尽量在802.3体系结构内进行EFON的标准化工作。在与APON类似的结构和G .983的基础上, 以Ethernet技术代替ATM技术作为数据链路层协议,构成一个可以提供更大带宽,更低成本和更强业务能力的结合体。
一个无源光网络是单一且光纤共享,同时并使用便宜的分光器,把信号从单一光纤分散至独立的用户。之所以被称呼为“无源光网络”是因为有别于传统的电信机房局端及客户端的连接。无源光网络没有一个有源电子设备装置介于该接入网络之间。这样的优势大大的简化了网络系统的操作、维护及成本,与一个点对点的光纤网络相比,其所使用的光纤并不需要很多。
目前,EPON技术的优势也逐渐体现出来,尤其是在宽带接入应用中。将EPON技术应用于无线网络的有线传输系统,在低成本解决基本的无线业务传输的同时,还可以充分发挥其高带宽的优势,同时提供各种宽带接入服务,使无线网络成为一个可以同时提供无线、有线业务的综合网络,其简单灵活的特点,则可以大大降低网络整体的拥有成本和维护费用。
二、工作原理
EPON网络包括光线路终端(OLT,OpticalLine Termina1)及光网络单元(ONU,OpticalNetwork Unit)。一般而言,OLT存在于局端电信机房(CO。Central Office), 多为以太网络交换机或媒体转换器平台,ONU则多置于靠近客户端。
如路边、建筑物或用户住处。提供802.3ah WAN接口及802.3ah客户端接口。尽管在结构上与ATM PON类似,但EPON
在功能和实现上都与ATM PON有所不同,因此,其各部分实现的功能也和ATM PON不同:
(1)OLT OLT作为EPON的核心,应实现以下功能:向ONU 以广播方式发送以太网数据;发起并控制测距过程,并记录测距信息;发起并控制ONU功率控制;为ONU分配带宽,即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小;其它相关的以太网功能。
(2)ODN 由无源光分路器和光纤构成。
(3)ONU ONU为由户提供EPON接入的功能有:选择接收OLT发送的广播数据;响应OLT发出的测距及功率控制命令,并作相应的调整;对用户的以太网数据进行缓存,并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送;其它相关的以太网功能。
EPON中较为复杂的功能主要集中于OLT,而ONU/ONT的功能较为简单,这主要是为了尽量降低用户端设备的成本。具体到移动通信中,EPON技术可以将多个基站的数据通过光纤汇聚到一起。通常光纤传输距离可达20 km, 因此一个EPON 网络可以覆盖直径40千米的范围。EPON无线接入网络的结构如下图所示。OLT放置在中心局, 与骨干网络连接;ONU放置在移动基站(BS)处。POS(无源光分路器)和光缆构成OLT和ONU之间的无源光纤传输网络。目前OLT侧每个PON接121最多可以连覆盖64个基站。实际的EPON 设备,一般OLT侧都可以提供多个接口,因此可以提供更多的基站连接。
三、EPON技术特点及应用
采用EPON作为无线基站的传输网络应用方案在充分满足无线接入需求的同时,又继承了EPON技术的优点:
1.对小区切换的支持
当MT在小区范围内移动时,要进行信道的切换。在TDMA系统中,采用硬切换,而在CDMA系统中通常分为硬切换和软切换两种。硬切换会使通信发生瞬间的中断。是先中断再连接的过程;软切换允许MT同时与两个或多个小区基站保持通信,可以极大地改善切换的性能。
众所周知,在EPON提供基站连接的网络中, 当相邻基站在同一个EPON网络中时,能够比较容易地实现软切换。在下行方向,所有信道的数据都通过广播的形式发送到所有的ONU/基站,而且一个EPON网络中所有的E1通道/基站是同步的(都与OLT同步)。当基站检测到MT的时候,它就开始向MT发送数据包。当MT将要在两个基站之间切换时, 由于新基站检测到MT之后,可以立刻向MT发送其需要的数据包(因为这两个基站连接的ONU都可以收到下行的所有数据)。而且这些包与原基站发送的包是同步的,故MT可以很快建立与新基站的连接,之后再断开与原基站的联系,实现软切换。因此, 采用EPON作为基站传输网络, 可以不需要很复杂的协议,就能容易地实现MT在小区间的软切换。
2.对微移动的支持
在信息化飞速发展的今天,越来越多的移动用户希望能够以更加灵活的方式接入到Internet中去,而不受空间的限制。为满足这种需求, 产生了移动IP技术。在移动IP协议中,每一个MT都有一个唯一的本地地址(HA,Home Address),当MT移动时它的本地地址是不变的。当MT移动到外地网络链路上时。向外地代理(FA,Foreign Agent)进行登记, 把FA 的IP地址或由FA分配的临时IP地址作为自己的转交地址。当一个MT从一个网络移到另一个网络中时,使用移动IP可以将数据传送到新的网络中去。
在广域网范围内,移动IP协议也显得非常的适合, 对于MT的快速移动,即微移动却不十分适用。因为每次MT更新接入网络都需要在本地代理处登记,这样就增加了切换的开销和时延,甚至导致切换过程中传输中断。基于EPON的无线网络,可以给EPON内部的OLT和ONU分配一个相同的IP地址,主机的移动在IP层就会变得透明。所有的ONU可以看作是一个节点, 所有的终端从不同的接口接入网络。在EPON 内部的移动不需要切换。EPON 的网络结构拥有多个接入节点,这些节点使用相同的外地代理FA,减少了本地地址HA更新的频率,减少开销, 并使MT在两个无线小区间移动时保持更好的连接。
处于这一行业中的同行可能都应该清楚,在基于EPON的无线网络中,可以给EPON内部的OLT和ONU分配一个相同的IP地址,主机的移动在IP层就会变得透明。所有的ONU可以看作是一个节点, 所有的终端从不同的接口接入网络。在EPON 内部的移动不需要切换。EPON 的网络结构拥有多个接入节点,这些节点使用相同的外地代理FA,减少了本地地址HA更新的频率,减少开销, 并使MT在两个无线小区间移动时保持更好的连接。
据我们所了解的,EPON技术在区分用户及业务等方面,还能提供不同的QoS保证。在移动通信的综合接入中.需要考虑语音、数据、视频、互动游戏等各种业务的服务质量保证。EPON通过区分业务等级, 可以对不同业务提供不同的优先级服务,保证各种业务的QoS。
四、总 结
广电EPON+HiNOC模式 篇7
下一代广播电视网的目标是以自主知识产权的关键技术与标准为核心, 构建覆盖全国家庭的、平均接入速率100Mbit/s的、可扩展的、全程全网的、宽带交互式的、具有业务质量保证的、国际先进水平的网络平台。下一代广播电视网的建设对于推动国家信息化发展, 满足人民日益增长的精神文化需求, 维护我国信息和文化安全, 促进战略性新兴产业的发展, 加快推进三网融合具有十分重要的意义。在NGB的规划中, 网络建设是重点, 需要建设可以支持包括语音、视频和互联网等各类数字业务的强大融合性支撑网络, 同时, 未来业务的发展将以视频为主, 对网络带宽的需求将日益增强。
当前我国分布和使用最广泛的有线电视网络具有得天独厚的频带宽、容量大、抗干扰能力强等优点, 而且骨干网带宽基本可以满足网络融合的需要, 只有接入网速率的限制成为影响业务融合发展的瓶颈。随着宽带业务的发展, 现有的接入网技术由于带宽、建设成本、重新布线、保护已有投资以及用户接收程度等原因都难以提供有效可行的解决方案。
现阶段伴随着有线电视数字化和网络化的推进, 有线电视系统从技术体系、组网方式和运营管理等各个方面都发生了深刻变化。随着“光进铜退”进程的发展和FTTB的迅速兴起, 特别是Hi NOC技术的研发与发展, 利用楼内和户内有线电视分配网络解决最后100米范围的宽带接入网瓶颈成为可能, 而且无需重新布线或改造便可提供多业务宽带接入服务。2007年7月, 由国家广电总局科技司颁发的《有线电视网双向化改造指导意见》, 为广电接入网的发展指明了方向, 而EPON+Hi NOC模式终将成为广电未来接入网发展的优选方案。
2 EPON技术及其特点
EPON是一种新型的基于吉比特以太网的无源光网络接入技术, 它采用点到多点的用户网络拓扑结构, 在物理层采用了PON技术, 在链路层使用以太网协议, 利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入, 因此, 它综合了PON技术和以太网技术的优点:低成本、高带宽、扩展性强、灵活快速的服务重组、与现有以太网的兼容性、方便的管理等等。EPON协议基于以太网基本MAC协议扩展, 容易与其他以太网接口或设备进行集成或互连, 有利于降低接入系统和网络的成本。
2.1 EPON系统的构成
一个典型的EPON系统由OLT、ONU、ODN组成, 系统结构如图1所示。OLT (Optical Line Terminal光线路终端) 在广电组网系统中一般放置于前端;ONU (Optical Network Unit光网络单元) 在光纤铺设到楼的情况下, 放置于楼道;ODN (Optical Distribution Network光分配网络) 可多级连接, 灵活组网。EPON系统使用单模光纤, 在一芯光纤上利用上下行两个波长 (上行波长1310 nm, 下行波长1490nm) 传输双向数据。
2.2 EPON的传输原理
EPON从OLT到多个ONU下行传输数据和从多个ONU到OLT上行传输数据是不同的, 所采取的上行/下行技术分别如图2所示。下行方向:数据从OLT到多个ONU以广播方式传输下行数据信号, 采用时分复用技术 (TDM) , 根据IEEE802.3ah协议, 每一个数据帧的帧头包含注册时分配的、特定ONU的逻辑链路标识 (LLID) , 该标识表明本数据帧是给ONU (ONU1、ONU2、ONU3, ……, O-NUn) 中的惟一一个。另外, 部分数据帧可以是给所有的ONU (广播式) 或者特殊的一组ONU (组播) 。在图2的组网结构下, 在分光器处, 流量分成独立的三组信号, 每一组载有到所有ONU的信号。当数据信号到达ONU时, ONU根据LLID, 在物理层上做判断, 接收给它自己的数据帧, 摒弃那些给其它ONU的数据帧。如图2中, ONU1收到包1、2、3, 但是它仅仅发送包1给终端用户1, 摒弃包2和包3。
对于上行, 采用时分多址接入技术 (TDMA) , 分时隙给ONU传输上行流量。当ONU注册成功后, OLT会根据系统的配置, 给ONU分配特定的带宽 (在采用动态带宽调整时, OLT会根据指定的带宽分配策略和各个ONU的状态报告, 动态地给每一个ONU分配带宽) 。带宽对于PON层面来说, 就是可以传输数据的基本时隙, 每一个基本时隙单位时间长度为16ns。在一个OLT端口 (PON端口) 下面, 所有的ONU与OLT端口之间的时钟是严格同步的, 每一个ONU只能够在OLT给它分配的时刻开始, 用分配给它的时隙长度传输数据。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的上行包不会互相干扰。同时, 在PON的传输机制上, 通过新增加的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。由于ONU在自己的时隙内发送数据报, 因此没有碰撞, 不需CDMA/CD, 从而充分利用带宽。另外, EPON通过在MAC层中实现802.1p来提供与APON/GPON类似的Qo S。
2.3 EPON技术特点
EPON技术是由IEEE802.3 EFM工作组进行标准化的。在该标准中, 将以太网和PON技术相结合, 在无源光网络体系架构的基础上, 定义了一种新的、应用于EPON系统的物理层 (主要是光接口) 规范和扩展的以太网数据链路层协议, 以实现在点到多点的PON中以太网帧的TDM接入。此外, EPON还定义了一种运行、维护和管理 (OAM) 机制, 以实现必要的运行管理和维护功能。
在物理层, IEEE 802.3-2005规定采用单纤波分复用技术 (下行1490 nm, 上行1310 nm) 实现单纤双向传输, 同时定义了1000 BASE-PX-10 U/D和1000 BASE-PX-20U/D两种PON光接口, 分别支持10 km和20 km的最大距离传输。在物理编码子层, EPON系统继承了吉比特以太网的原有标准, 采用8B/10B编码方式和标准的上下行对称的1 Gbit/s数据速率 (线路码速率为1.25 Gbit/s) 。
在数据链路层, 多点MAC控制协议 (MPCP) 的功能是在一个点到多点的EPON系统中实现点到点的仿真, 支持点到多点网络中多个MAC客户层实体, 并支持对额外MAC的控制功能。MPCP主要处理ONU的发现和注册, 多个ONU之间上行传输资源的分配, 动态带宽分配, 统计复用的ONU本地拥塞状态的汇报等。
利用其下行广播的传输方式, EPON定义了广播LLID (LLID=0xFF) 作为单拷贝广播 (SCB) 信道, 用于高效传输下行视频广播/组播业务。EPON还提供了一种可选的OAM功能, 提供一种诸如远端故障指示和远端环回控制等管理链路的运行机制, 用于管理、测试和诊断已激活OAM功能的链路。此外, IEEE 802.3-2005还定义了特定的机构扩展机制, 以实现对OAM功能的扩展, 并用于其他链路层或高层应用的远程管理和控制。
相对于BPON和GPON, EPON协议简单, 对光收发模块技术指标要求低, 因此系统成本较低。另外, 它继承了以太网的可扩展性强、对IP数据业务适配效率高等优点, 同时支持高速Internet接入、语音、IPTV、TDM专线甚至CATV等多种业务综合接入, 并具有很好的Qo S保证和组播业务支持能力, 是目前建设高质量接入网的重要备选技术之一。
3 Hi NOC技术及其特点
HINOC (High performance Network Over Coax) 技术是我国自主研发的、具有自主知识产权的、面向NGB需求的一种基于高性能同轴电缆射频调制接入技术。HINOC系统以其低成本、高性能的特点为高速和高质量多业务的接入提供高速通道。HINOC技术的发展与应用, 将对我国新一代信息基础设施、形成新的网络体系结构、新的运营模式发挥重要作用。
HINOC技术利用现有有线电视网络的同轴电缆, 通过增加HINOC桥 (HINOC Bridge, HB) 和HINOC调解器 (HINOC Modem, HM) 等相关设备, 可实现承载包括IPTV、HDTV、SDTV、VOD、VOIP以及高速上网等高速和高质量多业务接入宽带服务。
3.1 Hi NOC技术原理
Hi NOC技术使用860MHz以上的空余频段进行以IP为主的数据信号传输。Hi NOC技术采用16MHz频带作为一个数据传输信道, 在16MHz信道带宽上实现物理层112Mbps的传输数据率, 在有效频带上达到7比特/s/Hz。工作频带满足现有有线电视网络频率规划要求, 可支持从QPSK到1024QAM的自适应调制。采用TDD双工模式和TDMA多址方式, 支持基于优先级的Qo S保证机制。单信道最大支持接入终端数为32个, 支持IPV4/V6、可控组播、广播式传输和点到点传输。同时, 为避免多径引发码间干扰、提高信道利用率, Hi NOC技术选择多载波OFDM体制传输数据。
Hi NOC头端设备和处于同一信道的Hi NOC Modem (HM) 构成一个逻辑独立的楼内分配网络, Hi NOC技术支持在多个信道同时构建多个相互独立的分配网络。Hi NOC的头端设备可以是只支持一个信道的Hi NOC Bridge (HB) , 也可以是支持多个信道集成的Hi NOC Switch (HS) 。Hi NOC技术典型组成原理图如图3。
图中圈内代表一个独立的有线电视楼内分配网络, 由Hi NOC头端HB和若干HM设备组成。数据信号到达HB结点后, 被调制到同轴电缆的一个HINOC信道上, 然后进入楼内分配网络, 经楼内分配网络到达位于同一信道的各HM结点, 并经HM解调后传送到用户数字终端设备。另外, 在一个楼内分配网络也可以划出多个HINOC信道, 在每个信道都可以单独构建一个HINOC网络, 各信道之间按照FDM方式分隔。
3.2 HINOC的技术特点
(1) 可同时支持低、高频段:目前, HINOC的工作频段可同时兼顾到低频段与高频段, 单信道带宽为16MHz;低频段为0～32MHz, 高频段为860～1006MHz, 中心频点连续可调。
(2) 频谱利用率较高:HINOC物理层传输效率的理论值大于7b/s/Hz。由于采用了OFDM调制技术 (从QPSK到1024QAM调制, 且误码率低于1×10-9, 从而可实时支持视频传输。在1个信道中可实现最高112Mbps的物理层速率) 以及自主创新、基于同轴网络时不变信道特征的分布式信道均衡技术, MAC层频谱利用率的理论值大于4b/s/Hz (实际测试值为3.85b/s/Hz) 。
(3) 支持DBA (动态带宽分配) 功能:MAC层采用TDD/基于预约/许可的TDMA工作模式, 实现无冲突的信道接入与灵活的带宽分配。通过DBA, 设置接入用户的保证带宽与分配带宽, 实现对用户接入带宽的控制, 可满足有线运营商的带宽分配管理需求。
(4) 支持流分类功能:HINOC内置了流分类模块 (用于处理流分类、流过滤、流标记、Qo S等) , 可确保业务优先级。HINOC的协处理器可根据报文头部的控制信息进行流分类, 可完成从第二层到第四层关键元素的过滤, 可实现访问控制、报文捕获、Qo S处理、IGMP组播、黑/白名单等功能。
(5) 基于CPU+协处理器实现MAC功能:HINOC采用了基于CPU+硬件协处理器来实现MAC的方案, 由于其将原有MAC部分可以固化的功能硬件化, 从而大大降低了对于CPU的要求, 可以低成本的实现原有MAC功能。MAC层的设计能够到达媒质接入控制和业务适配技术方案及对物理层的规划控制的要求。另外, 物理层硬件结构设计也能够很好的达到HINOC物理层传输模式技术方案以及与MAC层交互的要求。
4 EPON+Hi NOC组网技术及其应用
结合有线电视网络双向化改造, EPON系统可以安排部署在分前端与光节点之间, 并延伸至楼道, 提供FTTB方式的宽带接入;Hi NOC设备部署在ONU出口和用户终端之间, 解决用户分配问题。采用EPON+Hi NOC技术进行双向化改造的典型组网方式结构如图4所示。这种基于光纤到楼 (FTTB) 的组网方式是目前最为可行的接入方式。
图中左圈为一典型的EPON系统, 右圈为一典型的Hi NOC系统。
工作原理:首先看下行链路:来自骨干网络侧的以太网数据信号, 经由OLT、ODN、ONU组成的EPON系统, 以FTTB方式到达小区楼宇门口;然后经Hi NOC系统设备HB调制到同轴电缆的一个HINOC信道内, 并通过楼内分配网络和电缆终端盒传送到位于住户家内的HM, 经HM解调后 (通过HM的以太网接口) 传送给个人电脑 (PC) 、高清电视接收机 (通过IP机顶盒) 等终端设备。在上行链路上:从各终端设备上行的数据信号经对应的HM调制后进入同轴电缆分配网络到达HB, 由HB解调转换后经EPON系统送回到骨干网络。
CATV节目信号在HB处与以太网信号一起混合进入电缆分配网络, 被户内的电视机接收, 因此不影响原有电视节目的收看。
5 结束语
EPON故障案例分析 篇8
1 EPON简介
EPON采用点到多点结构、无源光纤传输, 在以太网上提供多种业务。EPON技术是在无源光网络体系架构的基础上, 定义了一种新的、应用于EPON系统的物理层 (主要是光接口) 规范和扩展的以太网数据链路层协议, 以实现在点到多点的PON中以太网帧的TDM接入。此外, EPON还定义了一种运行、维护和管理 (OAM) 机制, 以实现必要的运行管理和维护功能。为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号, 采用以下两种复用技术:下行数据流采用广播技术;上行数据流采用TDMA技术。在数据链路层, 多点MAC控制协议 (MPCP) 的功能是在一个点到多点的EPON系统中实现点到点的仿真, 支持点到多点中多个MAC客户层实体, 并支持对额外MAC的控制功能。MPCP主要处理ONU的发现和注册, 多个ONU之间上行传输资源的分配、动态带宽分配, 统计ONU本地拥塞状态的汇报等。
2 EPON故障处理流程
(1) 单个故障主要由112故障台受理。
(2) 当维护人员发现是ONU故障时, 更换ONU, 并将ONU的MAC地址上报机房, 由机房做数据配置。
(3) 当维护人员发现是电源故障时, 及时通知物业人员修复电源。
(4) 当维护人员发现是光路故障时, 通知机房人员, 并配合机房人员查出故障点, 确认是光缆中断, 通知光缆维护人员抢修光缆。
(5) 当维护人员发现ONU正常而其中一项业务不正常, 通知机房人员检查某项业务数据配置。
(6) 当发现大面积出现相同业务故障时, 机房人员检查某项业务数据配置。
3 常见故障原因
(1) ONU某个端口业务不正常。用户终端或外线故障, 如:外线断线、混线, 用户电脑系统故障, 电脑网卡故障, 用户账号故障;也可根据宽带拨号错误代码判断故障类型, 如:VLAN配置错误;号码终端号错误;号码权限错误。
(2) 整个ONU业务不正常。ONU故障, 如:电源故障;ONU损坏;光路中断。
(3) 整板用户业务故障。PON单板故障, 如:PON单板损坏;PON单板数据配置错误;PON单板吊死。
(4) 整框用户业务故障。上行端口故障;主控板故障;上层设备故障;网络攻击。
4 案例分析
4.1 案例1
4.1.1 故障现象
小区停电来电后, 小区所有用户宽带拨号连接均提示错误678, 无法接通;而语音和数字电视业务正常。
4.1.2 故障处理过程
(1) 在宽带计费管理系统中, 对用户账号进行检查, 未发现异常, 排除用户账号数据问题。
(2) 重启ONU故障仍未恢复, 排除M24E板吊死和ONU吊死问题。
(3) 登录OLT查看各PON口下ONU显示正常。
(4) 登录ONU查看数据配置正常, 业务板状态正常。
(5) 登录ONU后PINGOLT管理IP地址和PINGDNS地址可通, PINGBAS不通, 联系信息中心检查BAS数据。
(6) 信息中心人员要求更改SVLAN, 鉴于本小区用户和其他小区用户共用gei_0/6/2上联口, 所以未作更改, 仅将ONU数据重做, 故障没有排除。
(7) 使用reset-cardstatno13命令将13号EPFC板复位后, 该板下网络用户可以正常登录。
4.1.3 故障原因分析
(1) 本次故障由于小区停电, 来电后大量ONU同时注册至OLT造成EPFC板吊死。
(2) 由于之前未出现因EPFC吊死造成的大量网络中断故障, 所以处理时将注意力主要集中在ONU和网络数据配置和路由上, 造成故障处理时间较长。
(3) 本次故障处理结束后登录ONU仍不能PING通BAS, 删除ONU中静态路由172.30.0.0255.255.0.0172.30.250.1后可PING通, 但配置ONU数据时不加该路由则无法添加语音网关, 会出现错误“DB:errorrecordnotexist”, 且删除静态路由一段时间后ONU语音协议显示BREAK, 语音业务中断。
4.2 案例2
4.2.1 故障现象
小区新装ONU设备语音业务在软交换MGC上注册失败, 而网络和电视业务正常。
4.2.2 故障处理过程
(1) 比对新设备与老设备的版本是一致的。
(2) 检查软交换小区承载网交换机配置未发现问题, 从ONU设备上PINGMGC注册地址是通的。
(3) 是否与设备使用的IP地址有关, 将老ONU设备配置删除一台, 为新设备添加相同配置, 仍注册失败。
(4) 检查MGC防火墙配置, 所使用的IP地址全部放通。
(5) 清理MGC的资源占用情况, 故障仍在。
(6) 通过抓包分析, ONU所发注册信息上传, 而MGC未收到注册信息。
(7) 承载网中有一台主交换机, 是博达交换机, 由于厂家未留下密码, 无法查看, 可能是它的配置引起的故障。
(8) 厂家工程师来现场对此交换机配置策略进行更改, 并对MGC部分服务进行了重启, 故障排除。
4.2.3 故障原因分析总结
(1) 小区最初每栋楼先安装一台ONU设备, 为第二台ONU预留了IP地址, 在安装第二台设备之前, 对NGN承载网进行了几次调整, 未考虑预留IP地址的配置, 造成此故障的发生。
(2) 语音网关注册失败, 其原因有:a.语音网关版本匹配和配置问题;b.承载网配置问题;c.MGC网关资源和配置问题;d硬件连接问题。通过逐一检查一定可以排除故障。
5 结束语
EPON接入方式目前是小区综合接入的理想方式, 应用将会越来越广, 如何做好它的维护工作, 需要经过一个长期不断积累的过程, 只要认真总结每次故障的原因, 以及做好日常维护、保养工作, EPON网络的维护将会变得轻松、快捷, 也能提升EPON网络的服务质量。
参考文献
[1]中国电信集团公司.EPONGPON技术问答[M].北京:人民邮电出版社, 2010.
浅谈EPON技术及组网应用 篇9
EPON综合接入网是一种构建于无源光分配网络 (ODN) 之上的宽带接入网络, 它融合了低成本、高带宽的以太网设备和低成本的光纤网技术, 可以实现语音、数据、视频多业务的综合接入。
按照ONU在光接入网中所处的具体位置不同, EPON网络可以分为光纤到交接箱 (FTTCab) 、光纤到大楼/分线盒 (FTTB/C) 、光纤到户 (FTTH) 和光纤到办公室 (FTTO) 四种不同的基本应用类型。
(1) 光纤到交接箱 (FTTCab) :将光网络单元 (ONU) 安装在交接箱, 常用于解决已有铜缆资源, 且用户密度不高地区的通信需求。
(2) 光纤到大楼/分线盒 (FTTB/C) :将光网络单元 (ONU) 安装在楼道配线间, 适合带宽要求较高或者用户局部密集的地区, 从ONU以下的引入线采用金属线或无线方式连接用户, 金属线采用XDSL、LAN技术, 无线方式可采用Wi-Fi、Wi MAX或者其他方式。
(3) 光纤到户 (FTTH) :采用光纤代替金属线的馈线段、配线段和引入段, 做到全光接入, 将光网络终端 (ONT) 安装在用户家中。FTTH的主要特点是不但能够提供更大的带宽, 而且还增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性, 由于用户端设备体积比较小, 家庭环境很容易满足ONT的安装要求, 简化了安装和维护;FTTH采用无源光网络, 从局端到用户端可以做到完全的无源;每个用户可分配到高达20Mbit/s甚至更高的独享带宽, 是接入网发展的最终方式。
(4) 光纤到办公室 (FTTO) :光网络终端 (ONT) 设置在商业、企业用户终端设备处, 能提供一定范围的灵活业务。
2 EPON系统的组成
EPON系统由局侧的光线路终端 (OLT) 、用户侧的光网络单元 (ONU) 和光分配网络 (ODN) 组成, 为单纤双向系统。在下行方向 (OLT到ONU) , OLT发送的信号通过ODN到达各个ONU, 在上行方向 (ONU到OLT) , ONU发送的信号只会到达OLT, 而不会到达其他ONU。为了避免数据冲突并提高网络的利用效率, 上行方向采用TDMA多址接入方式, 并对各ONU的发送进行管理。
OLT既是一个交换机或者路由器, 又是一个能提供多业务的平台, 它提供语音、数据、视频业务网络的互联接口。在OLT上将提供多个Gbit/s和10Gbit/s的以太网接口, 支持WDM传输。EPON中的ONU采用了技术成熟的以太网络协议, 在中高带宽的ONU中实现了以太网第二层第三层交换功能。这种类型的ONU可以通过层叠来为多个最终用户提供很高的共享带宽。因为都是使用以太协议, 在通信的过程中, 就不再需要协议转换, 实现ONU对用户数据的透明传送。
3 EPON的组网应用
3.1 城市区域
集中分光是将分光器统一安装在OLT所在的机房内, 与ODF架一体, 按全部用户数量将分光器、光纤统一配齐, 根据实际用户需求配备OLT所需板卡数量, 通过ODF架跳纤开通用户。而分散分光是将分光器安装在光交箱或较适宜的地点, 根据覆盖的用户数进行光纤配置。集中分光较分散分光的特点是便于维护, 但光纤使用量相对加大。所以只有当小区住户数量相对固定、楼宇分布较为集中整齐时, 采用集中分光方式较为适宜。
无论采用哪种组网方式, 对于小区多层用户, 需要有适宜安装OLT设备的机房 (可按实际情况确认机房位置:如几个邻居小区共用) , 楼宇内应该在单元内预留单元分线箱, 楼层预留组线箱位置, 同时采用直径不小于40mm的暗管连接。小区高层及商务楼宇用户除应有中心机房外, 还应有适宜的楼层配备弱电间, 楼层间有弱电井相连。
城市新建小区、商务楼宇的光纤到户、光纤到桌面的需求, 采用EPON方式是较为理想的使用方案, 而对于已有语音线缆入户, 普通宽带需求的用户, 采用光纤+LAN的方式, 将光缆布放至楼道内, 安装楼宇交换机, 引五类线入户仍是较适宜的方案, 这样既可节省大量ONU设备, 又不影响用户对带宽的要求。
3.2 农村地区
结合农村光进铜退的要求, 较适宜采用分散分光及多级分光的方式。现在的OLT设备覆盖达20km, 因此在考虑农村组网使用时可根据所需覆盖的村庄数量确定引出的光缆芯数 (按每村所需光纤芯数, 确认分光器数量, 计算机房引至村庄所需的光纤数量) , 将光纤从机房引出后, 在村庄附近安装分光器, 剩余光纤继续敷设至下一个村落, 以此类推。
采用EPON组网方式可以较好地解决农村电缆被盗、光纤覆盖紧张状况, 节省大量投资。
摘要：EPON是将以太网技术和无源光网络技术结合起来的宽带接入技术, 采用点到多点网络结构, 无源光纤传输方式, 在以太网上提供多种业务, EPON技术成本低, 维护简单, 容易扩展, 易于升级, 相对其他接入技术具有独特的优势。
关键词：EPON,FTTH,光纤接入
参考文献
[1]郎为民, 郭东生.EPON/GPON从原理到实践[M].北京:人民邮电出版社, 2010 (1)
[2]王延尧.用户接入网技术与工程[M].北京:人民邮电出版社, 2007 (5)
一种EPON光缆在线监测系统 篇10
关键词：EPON,光缆在线监测,OTDR,光反射器,合波器,光开关
0 引言
随着光纤到户(Fiber to the Home,FTTH)的大量商用,光纤铺设的数量日益增多,光纤覆盖的范围日趋广阔,其所承载的业务量不断增大。无源光网络产生于20 世纪90 年代,随着Internet和计算机技术的迅速发展,以太无源光网络[1,2,3](Ethernet Passive Optical Network,EPON)以其较高的带宽、较强的抗干扰能力、较高的可靠性和较低的成本,成为各大运营商解决“最后一公里”问题的最优解决方案之一。近两年来,安徽省全面建设的信息采集项目中铺设了大批量的光缆,其建设量等同于新建一个完整的光缆通信网络,这种高密度、广分布、大容量、高速率的光缆网络,对安全性和可靠性的要求更严格,一旦光纤由于温度和应力等因素发生故障,势必会给国家的经济和政治造成巨大的损失。
在传统的光缆故障维护模式[4,5,6]下,一旦光缆线路发生故障,值班人员首先会根据告警的信息确定故障区段,然后利用光时域反射仪(Optical Time Domain Reflectometer,OTDR)在该区段进行测量,以定位故障点,最后通知线路维护人员进行故障点抢修。这种光缆维护方式属于被动方式,费时费力,无法实时监测光缆状态,无法及时地修复故障点。同时,随着光纤通信业务的不断丰富,上述光缆线路隐患日渐突出,光缆线路的维护与管理形势日益严峻,传统的依赖人力的光缆网络维护管理已无法满足日益庞大的光缆网络运维需求[7,8,9,10]。因此,本文针对现有光纤运维的不足和问题,致力于研究光缆线路的实时监测与管理,通过实时监测光缆线路的传输状态,及时、准确地定位光缆故障,从而有效地降低光缆中断的概率和时间。
1 EPON光缆在线监测系统
针对安徽省电力光通信网络的特点及现有光缆监测手段的不足,本文提出了一种基于OTDR的EPON网络在线监测系统方案。EPON在线监测系统实现框图如图1 所示。 在光线路终端(Optical Line Terminal,OLT)一侧,WDM合波器将OLT光信号和OTDR测试信号合二为一,OLT用于透传信号发送端的信号,OTDR作为OTDR接入网络用于对网络中的光路进行检测,并对故障定位。远程测试单元发指令给光分配网络(Optical Distribution Network,ODN),使其光开关切换到指定的通道,在等待一段时间后,控制OTDR发送检测脉冲,从而检测该通道的光路是否正常。
OTDR测试的原理如图2 所示,OTDR与ODN的多个支路通过多路光开关相连,通过光开关的切换,保证OTDR发出的光信号只能到达一个光网络单元(Optical Network Unit,ONU)所在的支路。当光波到达光纤芯尾端或者连接器时,在玻璃与空气接触面的空隙处,折射率会出现突变,从而产生一个很强的反射,于是在OTDR测试曲线上形成一个波峰。虽然测试光经过分光器后会变得很弱,但是,该反射仍然比其他位置的散射信号水平要高很多。分支光缆长度的不同,会使得OTDR测试曲线在不同位置上出现反射峰。因此,通过判断OTDR测试曲线在不同位置的反射峰,就可以定位ONU的不同分支光缆。当ONU某一分支光缆发生中断时,该OTDR测试曲线的相应反射峰会消失,于是通过观察OTDR测试曲线,就能分辨出发生故障的ONU分支光缆。同时,OTDR收到回波信号后,可以根据回波时间测算出故障点与接头的距离,从而确定故障点的位置。
该系统的优点如下:采用干路、支路分别测试,从而增加低成本OTDR模块用于干路测试,延长高精度OTDR模块使用寿命;提供在线检测和备用光纤这两种检测方式,在在线检测的同时,可同时对其他非PON线路备用纤芯进行测试;采用尾纤型终端反射器,通过安装不同长度的尾纤,完美解决系统对于终端线路不同长度的需求,而且工程施工方便,直接进行替换,可做到秒级的系统中断;该系统可独立于网管实现对设备的本地控制,进行基本的测试与光缆性能监测,增强了本地管理功能。该系统的建设,能够提高EPON光缆网运维的自动化水平,网络故障的发现变被动为主动,提高排障速度,极大地降低ODN光网络维护成本,提高维护质量和用户感知度。
2 EPON光缆在线监测实验
为了验证本文提出的EPON光缆在线监测系统的性能,本节详细说明EPON光缆在线监测实验。通过将RTU设备和网管接入到EPON的实际应用系统,构建如图3 所示的EPON在线监测系统测试环境。远端终端单元(Remote Terminal Unit,RTU)主机相当于OTDR,用于产生8 路OTDR信号源,RTU从机用于产生OTDR的1 650 波长信号和EPON的PON口合波,合波信号输出到线路的光分路器,光分路器再接ONU。RTU主机和从机都有光开关,用于多路信号的轮流测试。
本节通过进行OLT到分光器的距离测试实验,说明本系统在故障监测定位方面的性能。从图4 的测试结果可以看出,采用OTDR仪表检测的通信机房ODF至光纤拆迁小区分光器的距离为468 m,利用本系统检测的通信机房OLT至光纤拆迁小区分光器的距离为474.93 m,除通信机房OLT至通信机房ODF的尾纤5 m,本系统的位置测试误差为1.93 m,测试误差在允许范围±20 m内,从而验证了本系统的功能能够满足光缆在线监测的要求。
3 结语
根据现有PON网络的现状,本文设计了一种“高精度OTDR+光开关+合波器+光终端反射器”EPON光缆在线监测系统。该系统将大大提高光缆维护的效率,提高故障定位的精度和准确性,具有巨大的市场潜在价值。该系统的可延展性前景广阔,如:扩展线路及设备保护模块,无论线路故障或设备故障均可进行自动切换,节省设备投资。维护终端功能扩展,网管可实时同步数据。该系统能指导维护人员迅速准确到达故障点。而且由于采用了高精度OTDR、光纤传感等新技术,还可实现对光缆的温度、应力、震动等性能进行监测。
参考文献
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EPON 篇11
随着智能电网建设的大力推广，国家电网明确了 “以坚强网架为基础，以信息平台为支撑，实现电力流、信息流、业务流高度融合统一”的建设思路。但是，作为电力输送的最后一个环节——配电，长期以来主要依赖于人工现场操作、现场干预、现场读取表计等方式实现。虽然有部分地区采用GPRS等手段对遥测、遥信数据进行了收集，但采用该种方式需要借助其他运营商网络，在使用上受到一定的限制，导致带来一定的信息安全风险。
伴随着光纤和终端设备技术的不断发展，设备成本大幅降低。在这一背景下，配网自动化EPON应用快速推进，加上具有电力特色的“手拉手”冗余型EPON网络的组建，使得提供高可靠性的数据传输通道成为可能。
EPON、RRPP技术是什么
EPON（以太无源光网络）是目前较新的一种光纤接入网技术。它采用点到多点、无源传输、波分复用、冲突避免等技术，可以实现单条光缆两个方向上1Gbps的传输速率（目前主流设备），具有节约光纤资源、设备成本较低、协议透明且通用性强、部署简单等诸多优点。
RRPP（快速环网保护协议）是一种应用于以太网环的链路层协议，它在以太网环正常时能够防止数据环路引起的广播风暴产生；而当以太网环上一条链路（例如光缆）断开时，它能迅速启用备份链路以保证环网的最大连通性。利用该协议可实现毫秒级切换，传输侧不会感知到切换发生并且RRPP可对各站点上下行带宽进行QOS控制，保证数据传输的公平性和连通性。
EPON网络接入层部署方式
星型部署模式：EPON在运营商中，主要部署的方式采用“星型部署，单点连接”。采用该种部署方式，成本低，架构简单。但是会存在单点故障的情况，OLT、ODN设备若发生故障会导致该区片的ONU全部无法正常连接网络。
手拉手部署模式：电力企业对网络有连接高可靠性的要求，而电力光缆敷设与电缆敷设有同路径的特点。在电力EPON接入层部署中，会采用独具特色的“手拉手”环形连接。在两侧变电站中各布置OLT设备，并沿配网电缆路径，同路径敷设两路普通光缆至对侧变电站。采用“手拉手”部署模式后，可以实现OLT、主干光缆、EPON端口、分光器、分支光缆全网的荣誉保护，任何一个光端口、分光器、任何一条链路出现故障都不影响ONU的正常数据传输，且在手拉手保护方式下，切换时间小于50ms。在终端信息层采用的ONU可以提供FE、RS232等接口与RTU、FTU、TTU、DTU等遥测、遥信数据采集设备互联。
基于RRPP的EPON网络汇聚层部署
目前在网络汇聚层，即OLT设备部署方面，存在着多种部署模式。
例如最常规的：SDH通道+中心机房汇聚设备部署方式，采用该种方式部署，网络架构简单，配置容易，且对运维人员的要求比较低。但是该种部署方式需要变电站点的SDH传输设备配备以太网盘，且当SDH环中的站点都需要安装OLT设备时，会对SDH传输环自身带宽带来不小的压力。并且SDH以太网盘需要具有传输TRUNK帧的功能，才能实现管理和业务隔离运行的方式。
这种方式部署，若中心机房汇聚设备发生单点故障，会导致所连接的EPON站点全部离线。在数通技术发展的同时，虽然SDH通道+中心机房汇聚设备单点故障的风险可利用不通的冗余部署的方式解决，例如在中心汇聚设备采用IRF弹性堆叠、VRRP虚拟网关、Smart-Link多重连接等方式来保障汇聚层面的冗余运行，但是依然无法摆脱SDH本身带宽的限制。
而RRPP技术的优点在于：可接入结点数量的多、切换速度快（毫秒级）、环路部署成本低（适合电力光缆电缆同路径铺设的特点）、带宽利用率高等。在部署RRPP网络时，为了网络架构更为清晰、便于运维，可将RRPP环中主节点放置于主机房，其他子节点放置在各变电站。并且多个环可直接在主机房内相切，拓扑更简单。
如图2采用RRPP环与EPON结合部署模式后，接入层依然采用“手拉手”环的形式。只是在汇聚层面，不再采用SDH传输、核心部署汇聚交换机的形式，而是采用RRPP环传输，将多个VLAN数据放置于RRPP环中传输，在主机房通过ACCESS口，将采集数据、管理数据等分开，并分别送达不同的业务交换机。
在该种部署模式下，如果RRPP环环网带宽为1Gbps，则3个变电站的OLT可共享这1Gbps的带宽，为爆发数据流提供更高的带宽支持。且环1与环2之间的带宽占用互不影响。在日常使用过程中，为了保证数据传输的可靠性，在OLT上行端口，一般会配置QOS以控制数据出入的速率，以保证大量数据同时传输时的数据传输可靠性。
采用RRPP与EPON手拉手相结合的部署方式，可在接入层和汇聚层这两个层面保证网架的冗余性和设备的备份部署。在设备投入及光缆资源投入不高的情况下，为配网自动化业务提供高可靠性的传输通道。
EPON关键技术及组网探讨 篇12
由于无源光网络的快速发展及视频应用的大量增加, 使得城域接入网开始出现瓶颈。为适应用户的高带宽需求, E P O N (Ethernet passive optical network) 网络是个很有潜力的解决方式, 因为EPON有着高带宽和低廉的网络硬件体系架构。
E P O N是几种最佳的技术和网络结构的结合。E P O N采用点到多点结构, 无源光纤传输方式, 在以太网上提供多种业务。目前, IP/Ethernet应用占到整个局域网通信的9 5%以上, EPON由于使用上述经济而高效的结构, 从而成为连接接入网最终用户的一种最有效的通信方法。EPON技术采用点到多点的用户网络拓扑结构, 利用光纤实现数据、语音和视频的全业务接入的目的。E P O N可以支持1.25Gbps对称速率, 随着光器件的进一步成熟, 目前速率已经升级到10Gbps。
2 EPON技术的基本原理及传输特点
2.1 EPON基本原理
EPON的系统结构如图1所示。一个典型的Ethernet over PON系统由OLT、ONU、POS组成。OLT (OpticalLine Terminal) 放在中心机房, ONU (Optical Network Unit) 放在用户设备端附近或与其合为一体。POS (PassiveOptical Splitter) 是无源光纤分支器, 是一个连接OLT和ONU的无源设备, 它的功能是分发下行数据, 并集中上行数据。EPON中使用单芯光纤, 在一根芯上转送上下行两个波 (上行波长:1 3 1 0 n m, 下行波长:1490nm, 另外还可以在这个芯上下行叠加1550nm的波长, 来传递电视信号) 。
在一个E P O N中, 不需任何复杂的协议, 光信号就能准确地传送到最终用户, 来自最终用户的数据也能被集中传送到中心网络。在物理层, EPON使用1000BASE的以太PHY, 同时在PON的传输机制上, 通过新增加的M A C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, 在协议的第二层, E P O N采用成熟的全双工以太技术, 使用T D M, 由于O N U在自己的时隙内发送数据报, 因此没有碰撞, 不需C D M A/C D, 从而充分利用带宽。
2.2 数据下行传输方式
数据从O L T到多个O N U以广播式下行 (时分复用技术TDM) , 根据IEEE802.3ah协议, 每一个数据帧的帧头包含前面注册时分配的、特定ONU的逻辑链路标识 (L L I D) , 该标识表明本数据帧是给O N U (O N U 1、O N U 2、O N U 3......O N U n) 中的唯一一个。另外, 部分数据帧可以是给所有的O N U (广播式) 或者特殊的一组ONU (组播) , 在图2的组网结构下, 在分光器处, 流量分成独立的三组信号, 每一组载到所有ONU的信号。当数据信号到达O N U时, O N U根据L L I D, 在物理层上做判断, 接收给它自己的数据帧, 摒弃那些给其它ONU的数据帧。ONU1收到包1、2、3, 但是它仅仅发送包1给终端用户1, 摒弃包2和包3。
2.3 数据上行传输方式
对于上行, 采用时分多址接入技术 (TDMA) 分时隙给ONU传输上行流量。当ONU在注册时成功后, OLT会根据系统的配置, 给ONU分配特定的带宽, 在采用动态带宽调整时, OLT会根据指定的带宽分配策略和各个ONU的状态报告, 动态的给每一个ONU分配带宽。带宽对于PON层面来说, 就是多少可以传输数据的基本时隙, 每一个基本时隙单位时间长度为16ns。在一个OLT端口 (PON端口) 下面, 所有的ONU与OLTPON端口之间时钟是严格同步的, 每一个ONU只能够在OLT给他分配的时刻上面开始, 用分配给它的时隙长度传输数据。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的上行包不会互相干扰。
3 EPON数据链路层的关键技术
数据链路层的关键技术主要包括:上行信道的多址控制协议 (MPCP) 、ONU的即插即用问题、OLT的测距和时延补偿协议以及协议兼容性问题。由于下行信道采用广播方式, 带宽分配和时延控制可以由高层协议完成, 因而上行信道的MPCP便成为EPON的MAC层技术的核心。目前的802.3ah标准确定在EPON的MAC层中增加M P C P子层。M P C P子层的基石主要有3点:一是上行信道采用定长时隙的T D M A方式, 但时隙的分配由O L T实施;二是对于ONU发出的以太网帧不作分割, 而是组合, 即:每个时隙可以包含若干个802.3帧, 组合方式由ONU依据Qo S决定;三是上行信道必须有动态带宽分配 (DBA) 功能支持即插即用、服务等级协议 (S L A) 和Q o S。
3.1 DBA技术
目前M A C层争论的焦点在于D B A的算法及802.3ah标准中是否需要确定统一的DBA算法, 由于直接关系到上行信道的利用率和数据时延, D B A技术是M A C层技术的关键。带宽分配分为静态和动态两种, 静态带宽由打开的窗口尺寸决定, 动态带宽则根据ONU的需要, 由OLT分配。TDMA方式的最大缺点在于其带宽利用率较低, 采用DBA可以提高上行带宽的利用率, 在带宽相同的情况下可以承载更多的终端用户, 从而降低用户成本。另外, DBA所具有的灵活性为进行服务水平协商 (SLA) 提供了很好的实现途径。
3.2 系统同步技术
因为E P O N中的各O N U接入系统是采用时分方式, 所以O L T和O N U在开始通信之前必须达到同步, 才会保证信息正确传输。要使整个系统达到同步, 必须有一个共同的参考时钟, 在EPON中以OLT时钟为参考时钟, 各个O N U时钟和O L T时钟同步。OLT周期性的广播发送同步信息给各个O N U, 使其调整自己的时钟。E P O N同步的要求是在某一O N U的时刻T (ONU时钟) 发送的信息比特, OLT必须在时刻T (OLT时钟) 接收他。在EPON中由于各个ONU到OLT的距离不同, 所以传输时延各不相同, 要达到系统同步, ONU的时钟必须比O L T的时钟有一个时间提前量, 这个时间提前量就是上行传输时延, 也就是如果O L T在时刻0发送一个比特, ONU必须在他的时刻RTT (往返传输时延) 接收。RTT等于下行传输时延加上上行传输时延, 这个R T T必须知道并传递给O N U。获得R T T的过程即为测距 (ranging) 。
3.3 测距 (ranging) 技术
由于E P O N的上行信道采用T D M A方式, 多点接入导致各ONU的数据帧延时不同, 因此必须引入测距和时延补偿技术以防止数据时域碰撞, 并支持ONU的即插即用。准确测量各个ONU到OLT的距离, 并精确调整O N U的发送时延, 可以减小ONU发送窗口间的间隔, 从而提高上行信道的利用率并减小时延。另外, 测距过程应充分考虑整个EPON的配置情况, 例如, 若系统在工作时加入新的ONU, 此时的测距就不应对其它O N U有太大的影响。E P O N的测距由O L T通过时间标记 (Timestamp) 在监测ONU的即插即用的同时发起和完成。
3.4 RTT时延补偿技术
在OLT侧进行延时补偿, 发送给ONU的授权反映出由于RTT补偿的到达时间。例如, 如果OLT在T时刻接收数据, OLT发送包括时隙开始的G A T E=T-R T T。在时戳和开始时间之间所定义的最小延时, 实际上就是允许处理时间。在时戳和开始时间之间所定义的最大延时, 保持网络同步。
4 EPON应用场景组网
利用EPON技术是实现光纤到驻地 (FT TP) 的有效网络解决方案, 根据目前各运营商网络改造及用户对于信息化的需求来看, 大致FTTC+DSL、FTTB+LANDSL、F TTH等几种接入方式, 通常在实际应用中可根据设备放置情况、用户业务需求、布线难易、投资情况等相关情况灵活选择不同的组网方式。
5 结语
在局域网、城域网到广域网全部是以太网结构IP网络中, 采用与IP统一以太网帧结构的EPON接入技术, 各网之间可以实现无缝连接, 不需要任何格式转换, 大大提高运行效率, 方便管理, 并且可以提供端到端的连接和提供与用户签订服务协议的保证服务质量Qo S。EPON技术简单, 标准化程度和Qo S支持的折衷将有力地推动ONU厂家的互通互用, 而且EPON属于无源光网络, 大大降低了维护成本, 是现阶段综合业务接入网的一种选择, 具有十分光明的应用前景。但是, E P O N作为新一代的接入网如果要进一步发展, 必须要克服传统以太网的缺陷, 即在以支持IP业务为主、提高接入带宽的Qo S保证和多业务接入等方面, 必须有网络层以上的端到端服务来保障。
参考文献
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