EPON的功能結構及關鍵技術分析

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1、EPON的功能結構及關鍵技術分析[陳紅陳俊安劉國輝]摘要以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡（EPON）技術是實現(xiàn)光纖到戶（FTTH）的關鍵技術之一。首先描述了EPON的參考模型，然后重點討論了EPON的功能結構以及各組成部分的功能，最后對EPON的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的關鍵技術進行了分析。關鍵詞：光纖到戶以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡功能結構陳紅（1955-），女，武漢電力職業(yè)技術學院高級講師，主要從事電子和數(shù)字通信技術的教學和研究工作。通陳俊安通信（1964-），男，武漢電力職業(yè)技術學院講師，主要從事電子和光纖通信技信熱術的教學和研究工作。熱點

2、劉國輝點（1965-），男，副教授，研究生導師，現(xiàn)在武漢郵電科學研究院從事研究生教學和科研工作，研究方向為光纖通信、光網(wǎng)絡。隨著光纖到戶（FTTH）產(chǎn)業(yè)化進程的不斷加快，實EPON是一種采用點到多點（P2MP）結構的單纖雙現(xiàn)FTTH的關鍵技術——以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡（EPON）技向光接入網(wǎng)絡，其典型拓撲結構為樹型。EPON系統(tǒng)的參術已成為業(yè)界討論的熱點技術之一。EPON技術將以太網(wǎng)考結構如圖1所示。的數(shù)據(jù)鏈路層技術和無源光網(wǎng)絡（PON）的物理層技術有機地結合在一起，利用PON的拓撲結構實現(xiàn)以太網(wǎng)的接入。該技術具有上述

3、兩種技術的優(yōu)點，即簡單易行、成本低廉和可維護性好等，正因為如此，EPON技術的市場前景將十分廣闊。本文將著重分析EPON的功能結構及物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的關鍵技術。圖1EPON參考結構1EPON的參考模型272006.06.廣東通信技術通信熱點EPON系統(tǒng)由光線路終端（OLT）、光網(wǎng)絡單元（ONU）和無源光分配網(wǎng)絡（ODN）組成，采用樹形拓撲結構，為單纖雙向系統(tǒng)。OLT放置在中心局端，分配和控制信道的連接，并有實時監(jiān)控、管理及維護功能。ONU放置在用戶側，OLT與ONU之間通過ODN連接。EPON使用波分復用（WD

4、M）技術，同時處理雙向信號傳輸，上、下行信號分別用不同的波長，但在同一根光纖圖2OLT的功能結構中傳送。EPON只在IEEE802.3的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀格式上作從功能實現(xiàn)的角度來看，OLT主要完成如下功能：必要的改動，如在以太幀中加入時戳（TimeStamp）、（1）OLT的物理層完成光／電與電/光轉(zhuǎn)換、串／并PON－ID等內(nèi)容。在下行方向（OLT到ONU），OLT發(fā)與并/串轉(zhuǎn)換、前向糾錯、8B／10B與10B／8B變換，并送的信號通過ODN到達各個ONU。下行采用純廣播的方式，注冊后，OLT為已注冊的ONU分配PO

5、N－ID，由各完成上行突發(fā)數(shù)據(jù)的接收和下行廣播數(shù)據(jù)的連續(xù)發(fā)送。個ONU監(jiān)測到達幀的PON－ID，以決定是否接收該幀，（2）媒體接入控制（MAC）和MAC控制層完成媒如果該幀所含的PON－ID和自己的PON－ID相同，則接體接入的功能。MAC控制層包括多點控制協(xié)議（MPCP）收該幀；反之則丟棄。在上行方向（ONU到OLT），一個的處理引擎，如自動注冊和測距、GATE處理和REPORT通ONU發(fā)送的信號只會到達OLT，而不會到達其他ONU。模塊等功能。信為了避免數(shù)據(jù)沖突并提高網(wǎng)絡利用效率，上行方向采用時（3）自動注冊

6、和測距模塊發(fā)起并控制測距過程，熱點分多址（TDMA）接入方式并對各ONU的數(shù)據(jù)發(fā)送進行記錄測距信息。自動啟動發(fā)現(xiàn)窗口，發(fā)現(xiàn)新的未注冊的仲裁。此外EPON還需通過已定義的接口與電信管理網(wǎng)相ONU，并對他們進行注冊。當關電或ONU掉線及斷纖連，進行配置管理、性能管理、故障管理、安全管理及計時，能自動地調(diào)整還未報告的ONU所對應的狀態(tài)。費管理，完成操作維護管理（OAM）功能。（4）GATE處理模塊負責組幀，產(chǎn)生ONU所需要的授權信息，控制ONU光信號的開啟。由軟CPU-NIOS按事2EPON的功能結構及功能先編制的動態(tài)

7、帶寬分配算法程序為各個ONU分配帶寬，由EPON的參考模型可知，EPON系統(tǒng)主要由OLT、即控制ONU發(fā)送數(shù)據(jù)的起始時間和發(fā)送窗口大小，并通ODN和ONU三個部分組成，因此，下面分別介紹它們的過特定的幀格式發(fā)送給各個ONU。功能結構和功能。（5）REPORT模塊負責解析遠端發(fā)來的報告幀，并送給NIOS處理器處理，作為OLT發(fā)送GATE授權的依據(jù)。2.1OLT的功能結構和功能（6）完成面向業(yè)務節(jié)點的以太網(wǎng)接口功能。OLT的作用是為EPON提供網(wǎng)絡側與本地交換機及2.2ONU的功能結構和功能本地內(nèi)容服務器之間的接口，

8、并經(jīng)一個或多個分配點與用戶側的ONU通信。OLT與ONU的關系為主從通信關系，ONU的作用是對相應用戶的不同業(yè)務進行復用和分OLT一方面將承載各種業(yè)務的信號在局端進行匯聚，按照解，以便在上行方向?qū)⒏鞣N不同的家庭終端的不同業(yè)務信EPON特定的信號格式向終端用戶傳輸，另一方面將來自號復接起來在同一傳輸媒體中傳輸；而在下行方向?qū)⒉煌K端用戶的信號按照業(yè)務類型分別送入各種專業(yè)網(wǎng)中