EPON关键技术及其应用文献检索_精品文档Word格式文档下载.doc

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1.研究背景：

无源光网络（PON）的概念由来已久，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，以太网也在通过传输速率、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）。

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。

2.研究现状：

　　2000年11月，IEEE成立了802.3EFM（EthernetintheFirstMile）研究组，业界有21个网络设备制造商发起成立了EFMA，实现Gb/s以太网点到多点的光传送方案，所以又称GEPON（GigabitEthernetPON）。

EFM标准IEEE802.3ah；

　　EPON就是一种新兴的宽带接入技术，它通过一个单一的光纤接入系统，实现数据、语音及视频的综合业务接入，并具有良好的经济性。

业内人士普遍认为，FTTH是宽带接入的最终解决方式，而EPON也将成为一种主流宽带接入技术。

由于EPON网络结构的特点，宽带入户的特殊优越性，以及与计算机网络天然的有机结合，使得全世界的专家都一致认为，无源光网络是实现“三网合一”和解决信息高速公路“最后一公里”的最佳传输媒介。

　　局端（OLT）与用户（ONU）之间仅有光纤、光分路器等光无源器件，无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员，因此，可有效节省建设和运营维护成本；

　　EPON采用以太网的传输格式同时也是用户局域网/驻地网的主流技术，二者具有天然的融合性，消除了复杂的传输协议转换带来的成本因素；

　　采用单纤波分复用技术（下行1490nm，上行1310nm），仅需一根主干光纤和一个OLT，传输距离可达20公里。

在ONU侧通过光分路器分送给最多32个用户，因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力；

　　上下行均为千兆速率，下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽，上行利用时分复用（TDMA）共享带宽。

高速宽带，充分满足接入网客户的带宽需求，并可方便灵活的根据用户需求的变化动态分配带宽；

　　点对多点的结构，只需增加ONU数量和少量用户侧光纤即可方便地对系统进行扩容升级，充分保护运营商的投资；

　　EPON具有同时传输TDM、IP数据和视频广播的能力，其中TDM和IP数据采用IEEE802.3以太网的格式进行传输，辅以电信级的网管系统，足以保证传输质量。

通过扩展第三个波长（通常为1550nm）即可实现视频业务广播传输。

　　EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽，并且随着以太技术的发展可以升级到10Gb/s.在北京举办的2009中国FTTH高峰发展论坛上，中兴通讯发布了全球首台“对称”10GEPON设备样机。

2.1技术特点：

EPON技术由IEEE802.3EFM工作组进行标准化。

2004年6月，IEEE802.3EFM工作组发布了EPON标准——IEEE802.3ah（2005年并入IEEE802.3-2005标准）。

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，IEEE802.3-2005规定采用单纤波分复用技术（下行1490nm，上行1310nm）实现单纤双向传输，同时定义了1000BASE-PX-10U/D和1000BASE-PX-20U/D两种PON光接口，分别支持10km和20km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线路编码和标准的上下行对称1Gbit/s数据速率（线路速率为1.25Gbit/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。

图1示意了EPON协议参考模型及多点MAC控制协议的位置。

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，IEEE802.3-2005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QoS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。

2.2技术的应用

公众客户综合接入

　　对于公众用户来说，可以采用FTTH和FTTB/C/Cab等应用模式。

大客户、商业客户综合接入

对于商业用户，可以根据业务需求和用户规模的不同，采取不同的实施模式，如FTTO、FTTB或FTTC。

“全球眼”等高带宽接入

“全球眼”等对带宽（特别是上行带宽）要求比较高的应用可以采用EPON作为接入手段，具体组网方式如图5所示。

PON替代了原来模拟组网方案中的二/三层交换机，同时还节省大量的光纤收发器，并且不需要视频光端机设备。

　2.3、10GEPON运维方案水到渠成

　　EPON和10GEPON在标准定义方面一脉相承。

IEEE802.3av在波长规划、控制协议和管理机制等方面都进行了完善的考虑，10GEPON几乎完全继承了现有的EPON标准，仅仅是对EPON的MPCP协议（IEEE802.3）进行扩展，增加了10Gbps能力的通告与协商机制，保证了10GEPON可以充分利用现有EPON的运维方案和管理机制。

　　标准充分考虑了10GEPON网络与现有EPON网络的兼容和平滑演进。

因此在EPON运维方案日渐成熟，广泛应用的基础上，10GEPON的运维方案可谓水到渠成。

　　一是EPON、10GEPON有相似的业务模型。

　　在设备类型、应用场景、VLAN模型、业务标示映射方面，10GEPON与EPON相似，因而10GEPON的业务模型更容易学习，更容易接受。

针对ONU设备类型，电信市场定义了不同的ONU设备类型，如SFU、HGU、SBU、MDU、MTU等，应用于不同的业务场景。

10GEPON沿用原EPON的ONU设备类型，对各类型的接口定义稍作修改，而用户模型和业务模型沿用EPON的模型。

　　二是EPON、10GEPON有相似的业务参数。

　　10EPON和EPON的配置、性能、告警参数来源于同一规范，业务模型比较简单，10GEPON仅增补相关参数。

EPON有较完善的故障诊断手段，10GEPON可以完全沿用EPON的故障诊断参数方法，只需要通过简单配置，修改精度和范围。

在带宽规划参数方面，EPON规范中定义了3种带宽类型：

固定带宽、保证带宽、尽力而为带宽。

10GEPON带宽类型与EPON一致，只有少量参数待修改，如DBA可配置带宽、精度、步长。

此外，10GEPON只需要修改少量的参数即可沿用EPON的配置、性能、告警。

　　三是10GEPON与EPON有一致的认证方式、一致的认证流程、一致的开通流程。

　　如图1所示，在管理模式上，EPONONU具有多种管理模式，包括扩展OAM、扩展OAM+SNMP、扩展OAM+TR069三种方式。

10GEPON管理模式沿用EPON的扩展OAM定义，增加10GEPON相关的扩展OAM定义。

　　在北向接口上，10GEPON的北向接口与EPON完全兼容，10GEPON完全重用EPON接口参数。

10GEPON接口无需重新开发，业务支撑系统无需修改，整个运维流程不变。

　　运维护航，10GEPON乘风破浪会有时　　作为EPON下一代技术，10GEPON技术及产业链呈现出蓬勃发展的态势。

参考文献：

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