EPON關鍵技術及其應用文獻檢索說課講解

1、精品文檔武漢工程大學郵電與信息工程學院文獻綜述EPON關鍵技術及其應用學生姓名董飛學 號0945520208專業(yè)班級光纖通信技術0902班批閱教師成績 2011年10月EPON關鍵技術及其應用1. 研究背景：無源光網(wǎng)絡（PON ）的概念由來已久，它具有節(jié)省光纖資源、對網(wǎng)絡協(xié)議透 明的的特點，在 光接入網(wǎng)中扮演著越來越重要的角色。同時，以太網(wǎng)（Ethernet） 技術經(jīng)過二十年的發(fā)展，以其簡便實用，價格低廉的特性，幾乎已經(jīng)完全統(tǒng)治了 局域網(wǎng)，并在事實上被證明是承載IP數(shù)據(jù)包的最佳載體。隨著IP業(yè)務在城域和干 線傳輸中所占的比例不斷攀升，以太網(wǎng)也在通過傳輸速率、可管理性等方面的改 進，逐漸向接入、

2、城域甚至骨干網(wǎng)上滲透。而以太網(wǎng)與PON的結合，便產生了以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡（EPON ）。它同時具備了以太網(wǎng)和PON的優(yōu)點，正成為光接入 網(wǎng)領域中的熱門技術。2. 研究現(xiàn)狀：2000 年 11 月，IEEE 成立了 802.3 EFM（Ethernet in the First Mile） 研究組, 業(yè)界有21個網(wǎng)絡設備制造商發(fā)起成立了 EFMA，實現(xiàn)Gb/s以太網(wǎng)點到多點的光傳 送方案，所以又稱 GEPON （ GigabitEthernet PON ）。EFM 標準 IEEE802.3ah ； EPON就是一種新興的寬帶接入技術，它通過一個單一的光纖接入系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù) 據(jù)、語音及視頻的綜合業(yè)務接

3、入，并具有良好的經(jīng)濟性。業(yè)內人士普遍認為，F(xiàn)TTH 是寬帶接入的最終解決方式，而 EPON也將成為一種主流寬帶接入技術。由于 EPON網(wǎng)絡結構的特點，寬帶入戶的特殊優(yōu)越性，以及與計算機網(wǎng)絡天然的有機 結合，使得全世界的專家都一致認為，無源光網(wǎng)絡是實現(xiàn) 三網(wǎng)合一”和解決信息高 速公路 最后一公里”的最佳傳輸媒介。局端（OLT）與用戶（ONU ）之間僅有光纖、光分路器等光無源器件， 無需租用機房、無需配備電源、無需有源設備維護人員，因此，可有效節(jié)省建設 和運營維護成本；EPON采用以太網(wǎng)的傳輸格式同時也是用戶局域網(wǎng)/駐地網(wǎng)的主流技術，二者具有天然的融合性，消除了復雜的傳輸協(xié)議轉換帶來的成本因 素；

4、采用單纖波分復用技術（下行149Onm，上行1310nm），僅需一根主干光纖和一個OLT，傳輸距離可達20公里。在ONU側通過光分路器分送給最多32個 用戶，因此可大大降低 OLT和主干光纖的成本壓力；上下行均為千兆速率，下行采用針對不同用戶加密廣播傳輸?shù)姆绞焦蚕韼?，上行利用時分復用（TDMA） 共享帶寬。高速寬帶，充分滿足接入網(wǎng)客戶的帶寬需求，并可方便靈活的根據(jù)用 戶需求的變化動態(tài)分配帶寬；點對多點的結構，只需增加ONU數(shù)量和少量用戶側光纖即可方便地對系統(tǒng)進行擴容升級，充分保護運營商的投資；EPON具有同時傳輸TDM、IP數(shù)據(jù)和視頻廣播的能力，其中 TDM和IP數(shù)據(jù)采用IEEE 802.3

5、以太網(wǎng)的格式進行傳輸，輔以電信級的網(wǎng)管系統(tǒng)，足以保證傳輸質量。通過 擴展第三個波長（通常為1550nm）即可實現(xiàn)視頻業(yè)務廣播傳輸。EPON目前可以提供上下行對稱的1.25Gb/s的帶寬，并且隨著以太技術的發(fā)展可以升級到 10Gb/s.在北京舉辦的2009中國FTTH高峰發(fā)展論壇上，中興通訊發(fā)布了全球首臺對稱”0G EPON設備樣機。2.1技術特點：EPON技術由IEEE 802.3 EFM 工作組進行標準化。2004年6月，IEEE 802.3EFM 工作組發(fā)布了 EPON標 準IEEE 802.3ah（2005年并入IEEE 802.3-2005標準）。在該標準中將以太網(wǎng)和 PON技術相結合

6、，在無源光網(wǎng)絡體系 架構的基礎上，定義了一種新的、應用于 EPON系統(tǒng)的物理層（主要是光接口）規(guī) 范和擴展的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，以實現(xiàn)在點到多點的PON中以太網(wǎng)幀的TDM 接入。此外，EPON還定義了一種運行、維護和管理（OAM）機制，以實現(xiàn)必要的 運行管理和維護功能。在物理層，IEEE 802.3-2005規(guī)定采用單纖波分復用技術（下行1490 nm，上行1310 nm）實現(xiàn)單纖雙向傳輸，同時定義了 1000 BASE-PX-10 U/D 和 1000BASE-PX-20 U/D 兩種 PON 光接口，分別支持 10 km 和20 km的最大距離傳輸。在物理編碼子層，EPON系統(tǒng)繼承了吉比

7、特以太網(wǎng)的原有標準，采用8B/10B線路編碼和標準的上下行對稱1 Gbit/s數(shù)據(jù)速率（線路速率為 1.25 Gbit/s）。在數(shù)據(jù)鏈路層，多點 MAC控制協(xié)議（MPCP）的功能是在一個點到多點的EPON系統(tǒng)中實現(xiàn)點到點的仿真，支持點到多點網(wǎng)絡中多個MAC客戶層實體，并支持對額外MAC的控制功能。圖1示意了 EPON協(xié)議參考模型及多點 MAC控制協(xié)議的位置。MPCP主要處理ONU的發(fā)現(xiàn)和注冊，多個 ONU之間上 行傳輸資源的分配、動態(tài)帶寬分配，統(tǒng)計復用的ONU本地擁塞狀態(tài)的匯報等。利用其下行廣播的傳輸方式，EPON定義了廣播LLID（LLID=OxFF）作為單拷 貝廣播（SCB）信道，用于高效

8、傳輸下行視頻廣播/組播業(yè)務。EPON還提供了一種 可選的OAM功能，提供一種諸如遠端故障指示和遠端環(huán)回控制等管理鏈路的運行 機制，用于管理、測試和診斷已激活 OAM功能的鏈路。此外，IEEE 802.3-2005 還定義了特定的機構擴展機制，以實現(xiàn)對OAM功能的擴展，并用于其他鏈路層或 高層應用的遠程管理和控制。相對于BPON和GPON，EPON協(xié)議簡單，對光收發(fā)模塊技術指標要求低，因此系統(tǒng)成本較低。另外，它繼承了以太網(wǎng)的可擴 展性強、對IP數(shù)據(jù)業(yè)務適配效率高等優(yōu)點，同時支持高速 In ternet接入、語音、 IPTV、TDM專線甚至CATV等多種業(yè)務綜合接入，并具有很好的 QoS保證和組

9、播業(yè)務支持能力，是目前建設高質量接入網(wǎng)的重要備選技術之一。2.2技術的應用公眾客戶綜合接入對于公眾用戶來說，可以米用 FTTH和FTTB/C/Cab等應用模式。大客戶、商業(yè)客戶綜合接入對于商業(yè)用戶，可以根據(jù)業(yè)務需求和用戶規(guī)模的不同，采取不同的實施模式, 如 FTTO、FTTB 或 FTTC。全球眼”等高帶寬接入全球眼”等對帶寬（特別是上行帶寬）要求比較高的應用可以采用 EPON作為 接入手段，具體組網(wǎng)方式如圖5所示。PON替代了原來模擬組網(wǎng)方案中的二/三層 交換機，同時還節(jié)省大量的光纖收發(fā)器，并且不需要視頻光端機設備。2.3、10G EPONS維方案水到渠成EPON和10GEPON在標準定義方

10、面一脈相承。IEEE802.3av在波長規(guī)劃、控制協(xié)議和管理機制等方面都進行了完善的考慮，10GEPON幾乎完全繼承了現(xiàn)有的 EPON標準，僅僅是對EPON的MPCP協(xié)議(IEEE802.3 )進行擴展，增加了 10Gbps能力的通告與協(xié)商 機制，保證了 10G EPON可以充分利用現(xiàn)有 EPON的運維方案和管理機制。標準充分考慮了 10GEPON網(wǎng)絡與現(xiàn)有EPON網(wǎng)絡的兼容和平滑演進。 因此在EPON運維方案日漸成熟， 廣泛應用的基礎上，10GEPON的運維方案可謂水到渠成。一是EPON、10GEPON有相似的業(yè)務模型。在設備類型、應用場景、VLAN模型、業(yè)務標示映射方面，10GEPON與E

11、PON相似，因而10GEPON的業(yè)務模型更容易學習，更容易接受。針對ONU設備類型，電信市場定義了不同的 ONU設備類型，如 SFU、HGU、SBU、MDU、MTU等，應用于不同 的業(yè)務場景。10GEPON沿用原EPON的ONU設備類型，對各類型的接口定義稍作修改， 而用戶模型和業(yè)務模型沿用 EPON的模型。 二是EPON、10GEPON有相似的業(yè)務參數(shù)。 10EPON和EPON的配置、性能、告警參數(shù)來源于同一規(guī)范，業(yè)務模型比較簡單，10GEPON僅增補相關參數(shù)。EPON有較完善的故障診斷手段，10GEPON可以完全沿用 EPON的故障診斷參數(shù)方法，只需要通過簡單配置，修改精度和范圍。在帶寬規(guī)

12、劃參數(shù)方面，EPON規(guī)范中定義了 3種帶寬類型：固定帶寬、保證帶寬、盡力而為帶寬。10GEPON帶寬類型與EPON一致，只有少量參數(shù)待修改，如DBA可配置帶寬、精度、步長。此外，10GEPON只需要修改少量的參數(shù)即可沿用 EPON的配置、性能、告警。三是10GEPON與EPON有一致的認證方式、一致的認證流程、一致的開通流程。如圖1所示，在管理模式上， EPONONU具有多種管理模式，包括擴展 OAM、擴展OAM+ SNMP、擴展OAM+TR069三種方式。10G EPON管理模式沿用 EPON的擴展OAM定義，增加10G EPON相關的擴展OAM定義。 在 北向接口上，10GEPON 的北向

13、接口與 EPON完全兼容，10GEPON 完全重用 EPON接口參 數(shù)。10GEPON接口無需重新開發(fā)，業(yè)務支撐系統(tǒng)無需修改，整個運維流程不變。運維護航，10GEPON 乘風破浪會有時作為EPON下一代技術，10GEPON技術及產業(yè)鏈呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。參考文獻:1 胡保民，劉德明，黃德修.EPON :下一代寬帶光接入網(wǎng)J 光通信研究，2002,(4)2 岑賢道，安常青.網(wǎng)絡管理協(xié)議及應用M 清華大學出版社，1998.2323 張晉豫，劉犁.基于效用EPON分布式動態(tài)帶寬分配實現(xiàn)機制J.軟件學報.20084 熊賢芳，吉福生.淺析各種PON技術實現(xiàn)FTTxJ.硅谷.2008(04)符麗姹.下一代光接入網(wǎng)關鍵技術