摘要以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）是一種點到多點(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，利用光纖實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音和視頻的全業(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)用場景，并且通過實際案例的形式，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)計更為經(jīng)濟高效的光接入網(wǎng)絡(luò)。
　　關(guān)鍵詞：以太網(wǎng)無源光網(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，為了促進信息網(wǎng)絡(luò)的融合與發(fā)展，有效提升我國信息基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)水平和現(xiàn)代社會的信息化程度，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)用戶又相對集中的小面積密集用戶地區(qū)，因此是重點發(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)簡介
　　EPON：基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)，EPON全稱為EthernetPassiveOpticalNetwork，即基于以太網(wǎng)的無源光網(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)，
　　采用一對多的PON網(wǎng)絡(luò)拓樸。
　　1.1EPON傳輸原理：單纖雙向傳輸機制
　　EPON系統(tǒng)采用WDM技術(shù)，實現(xiàn)單纖雙向傳輸，為了分離同一根光纖上多個用戶的來去方向的信號，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1490nm；上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術(shù)，上行中心波長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房（CO）;
　　ONU（OpticalNetworkUnit）光網(wǎng)絡(luò)終端通常放置在用戶側(cè);
　　POS（PassiveOpticalSplitter）無源光分路器是連接OLT和ONU的無源設(shè)備
　　在一個EPON系統(tǒng)中，OLT既是一個交換機或路由器，又是一個多業(yè)務(wù)提供平臺（MSPP），它提供面向無源光纖網(wǎng)絡(luò)的光纖接口。它是整個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)起并控制測距過程，并記錄測距信息；
　　（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)濟的以太網(wǎng)協(xié)議，在ONU中可以實現(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)出的測距及功率控制命令，并作相應(yīng)的調(diào)整；
　　(3)對用戶的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)進行緩存，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）稱為無源光纖分路器，是一個連接OLT和ONU的無源設(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)工作過程
　　OLT工作過程，操作產(chǎn)生時間戳消息，用于系統(tǒng)參考時間，通過MPCP幀指配帶寬，進行測距操作，控制ONU注冊
　　ONU的操作，ONU通過下行控制幀的時間戳同步于OLT，ONU等待發(fā)現(xiàn)幀（gate），ONU進行發(fā)現(xiàn)處理，包括：測距，指定物理ID和帶寬，ONU等待授權(quán)，ONU只能在授權(quán)時間發(fā)送數(shù)據(jù)
　　1.5EPON協(xié)原理－MPCP協(xié)議（多點控制協(xié)議）
　　MPCP在OLT和ONU之間規(guī)定了一種控制機制——MPCP來協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的有效發(fā)送和接收：
　　1、系統(tǒng)運行過程中上行方向在一個時刻只允許一個ONU發(fā)送;
　　2、位于OLT的高層負(fù)責(zé)處理發(fā)送的定時、不同ONU的擁塞報告，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。
　　 初始化模式用來檢測新連接的ONU，測量環(huán)路延時和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間段發(fā)送數(shù)據(jù)
　　 REPORT（ONU發(fā)出）
　　 向OLT報告ONU的狀態(tài)，包括該ONU同步于哪一個時間戳、以及是否有數(shù)據(jù)需要發(fā)送。
　　 REGISTER_REQ（ONU發(fā)出）
　　 在注冊規(guī)程處理過程中請求注冊。
　　 REGISTER（OLT發(fā)出）
　　 在注冊規(guī)程處理過程中通知ONU已經(jīng)識別了注冊請求。
　　 REGISTER_ACK（ONU發(fā)出）
　　 在注冊規(guī)程處理過程中表示注冊確認(rèn)。
　　1.6EPON注冊過程
　　EPON注冊過程指OLT對系統(tǒng)中的ONU進行注冊，主要用于系統(tǒng)中增加ONU時或者ONU重新啟動時。
　　1、Discovery過程中ONU的執(zhí)行動作：
　　 在上電啟動或復(fù)位時，ONU進入Discovery狀態(tài)。等待來自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與自己相同或為缺省值是，就對此消息做出應(yīng)答。
　　2、 在discovery過程中OLT的執(zhí)行動作：
　　 OLT必須周期性的發(fā)送Discovery檢測幀。
　　 所有的“discoveryGate”幀都是以廣播方式發(fā)送的。
　　1.7EPON原理－測距
　　補償因ONU距離不同而產(chǎn)生的時延差異：RTT（RoundTripTime）
　　 在注冊過程中，ONU對新加入的ONU啟動測距過程

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