基于EPON+EOC技术的宽带接入系统研究与设计毕业设计Word文件下载.docx

基于EPON+EOC技术的宽带接入系统研究与设计毕业设计Word文件下载.docx

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学院计算机与通信学院

摘要

面对传统语音业务的不断下降，提供宽带业务正迅速变成运营商的主要商业模式，随着用户不断增长的高带宽需求，光纤接入显然是必须的。

PON作为新一代光接入技术，在抗干扰性、带宽特性、接入距离、维护管理等方面具有巨大的优势。

本设计阐述了以太网无源光网络（EPON）的发展和技术原理以及把IP数据信号与有线电视信号复用在一起的EOC技术，并针对小区宽带接入着重探讨了EPON技术中的FTTB技术以及EOC中的HomePlugAV技术，并且对所要用到的设备进行选型以及带宽分配。

对每栋楼宇的布线方案做了较详细的说明，对本设计的实现给出了测试方法，以及对网络设备的管理系统做了说明。

关键词：

EPON；

EOC；

HomePlugAV；

MPCP；

网络管理

Abstract

Withthetraditionalvoicebusinesscontinuestodecline,providingbroadbandserviceisfastbecomingtheoperator'

sbusinessmodel.Withthegrowingdemandforhighbandwidth,fiberaccessisclearlynecessary.PONasthenext-generationopticalaccesstechnologyhasahugeadvantageintheanti-interference,bandwidthcharacteristics,accessdistance,maintenanceandmanagement.ThearticledescribesthedevelopmentoftheEthernetPassiveOpticalNetworkandthetechnologyandreusingIPdatasignalandCableTVsignal.FocusingonintrducingtheFTTBtechnologyoftheEPONtechnologyandHomePlugAVtechnologyoftheEOCtechnology.Selectingthedevicetypewhichtouseandbandwidthallocation.Doamoredetaileddescriptionofeachbuilding'

swiringscheme,giventhedesignofthetestmethod,andthenetworkdevicemanagementsystemaredescribed.

Keywords:

EPON；

Networkmanagement

第1章EPON技术及发展概述

1.1PON技术发展

光纤接入从技术上可分为两大类：

有源光网络（AON,ActiveOpticalNetwork）和无源光网络（PON,PassiveOpticalNetwork）。

无源光网络是一种纯介质网络，由于消除了局端与用户端之间的有源设备，它能避免外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少线路和外部设备的故障率，提高系统可靠性，同时可节省维护成本，是电信维护部门长期期待的技术。

目前PON技术主要有APON/BPON,GPON,EPON等几种其主要差异在于采用了不同的二层技术。

这些PON技术是当前应用的主流，由于都是通过时分复用的方式来提供业务，因此可通称为TDMPON；

目前，IP/Ethernet应用占到整个局域网通信的95%以上，为更好适应IP业务，第一英里以太网联盟（EFMA）在2001年提出了在二层用以太网取代ATM的EPON技术，IEEE802.3ah工作小组对其进行了标准化，EPON可以支持1.25Gbps对称速率。

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MAC控制协议来控制各光网络单元（ONU）与光线路终端（OLT）之间突发性数据通信；

在协议的第二层，EPON采用成熟的全双工以太技术，使用TDM/TDMA,由于ONU在自己的时隙内发送数据报，因此没有碰撞不需CSMA/CD,从而充分利用宽带。

1.2EPON系统结构

无源光网络（PON）技术是一种点到多点的光纤接入技术，它由局侧的光线路终端（OLT，OpticalLineTerminal）、用户侧的光网络单元（ONU，OpticalNetworkUnit）以及光分配网络（ODN，OpticalDistributionNetwork）组成。

与有源光接入技术相比，PON消除了局端与用户端之间的有源设备，从而使其维护简单、可靠性高、成本低，而且能节约光纤资源。

EPON是在PON的基础上，用以太网（Ethernet）协议取代ATM作为数据链路层协议，将以太网协议与PON技术相结合，构成的一个可以提供宽带、低成本和多业务支持的新一代光接入技术。

一个典型的EPON系统由OLT、ONU和ODN组成如图1.2

图1.2EPON系统网络结构图

1.OLT：

OLT为光接入网提供EPON系统与服务提供商的数据、视频和语音等业务的接口，并经ODN与ONU通信。

OLT既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台，它提供面向无源光纤网络的光纤接口。

根据以太网向城域和广域发展的趋势，OLT上将提供多个Gbit/s或10Gbit/s的以太接口。

如果需要支持传统的TDM话音，普通电话线（POTS）和其他类型的TDM通信（T1/E1）可以被复用连接到附接口，OLT除了提供网络集中和接入的功能外，还可以针对用户的Qos/SLA的不同要求进行宽带分配，网络安全和管理配置。

OLT根据需要可以配置多块OLC（OpticalLineCard）,OLC与多个ONU通过POS连接。

2.ONU：

ONU位于ODN和用户设备间，提供用户与ODN之间的光接口和与用户侧的电接口。

ONU的网络侧具有光接口，用户侧有电接口，ONU具有光电转换功能能实现对各种电信号的处理与维护管理，提供客户的数据、视频、语音网络与PON之间的接口。

3.ODN：

位于OLT和ONU之间的由无源光分路器/耦合器（POS，PassiveOpticalSplitter）和光纤组成的无源光分配网，其主要功能是完成OLT与ONU之间的信息的传输和分发作用，建立ONU与OLT之间的端到端的信息传送通道。

它是一个简单的设备，不需要电源，对于环境的要求非常宽松，可以适应各种应用环境，一般一个POS的分线率为8，16,32,64，并可以多级连接，其主要功能是完成光功率的分配。

ODN通常呈星-树型结构,是一个连接OLT和ONU的无源设备。

它的功能是分发上下行数据并集中上下行数据。

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：

1310nm，下行波长：

1490nm，另外还可以在这个芯上叠加1550nm的波长，一般用这个波长来传递电视广播信号）。

在EPON中，OLT到ONU的最大距离是20km。

在下行方向，IP数据，语音，视频等多种业务由位于中心局的OLT，采用广播方式，通过ODN中的1：

N无源光分路器分配到PON上的ONU单元。

在上行方向，来自各个ONU的多种业务互不干扰的通过ODN中的1：

N无源光分路器耦合到同一根光纤，最终送到位于局端OLT接收端。

1.3EPON的应用模式

根据ONU在所处位置的不同，EPON的应用模式又可分为FTTC（光纤到路边）、FTTB（光纤到大楼）、FTTO（光纤到办公室）、FTTH（光纤到家）等多种类型。

在FTTC结构中，ONU设置在路边或电线杆的分线盒边，从ONU到各个用户之间采用双绞线铜缆；

传送快带图像业务，则采用同轴电缆。

FTTC的主要特点之一是到用户家里面部分仍可采用现有的铜缆设施，可以推迟入户的光纤投资。

FTTB（FiberToTheBuilding）：

意即光纤到楼，是一种基于优化高速光纤局域网技术的宽带接入方式，采用光纤到楼、网线到户的方式实现用户的宽带接入，我们称为FTTB+LAN的宽带接入网（简称FTTB），这是一种最合理、最实用、最经济有效的宽带接入方法。

FTTB宽带接入是采用单模光纤高速网络实现千兆到社区、局域网百兆到楼宇，十兆到用户。

由于FTTB完全仿佛是互联网里面的一个局域网，所以使用FTTB不需要拨号，并且FTTB专线接入互联网，用户只要开机即可接入INTERNET。

FTTB接入ISP当然也不会像普通拨号上网那样遇忙，FTTB上网只有快或慢的区别，不会产生接入遇忙的情况，并且因为通过FTTB上网并没有经过电话交换网接入INTERNET，只占用宽带网络资源，用FTTB浏览互联网时，不产生电话费。

FTTB，对硬件要求和普通局域网的要求一样：

计算机和10M以太网卡，所以对用户来说硬件投资非常少。

FTTB高速专线上网用户不但可享用Internet所有业务，通过互联网查询信息、寻求帮助、邮件通信、电子商务、股票证券操作，而且还可享用ISP另外提供的诸多宽带增值业务，远程教育，远程医疗，交互视频（VOD、NVOD），交互游戏，广播视频等，并且FTTB和HFC相比可以充分保证每个用户的带宽，因为每个用户最终的10M带宽是独享的。

FTTB作为一种高速的上网方式优点是显而易见的，但是缺点我们也应该看到，ISP必须投入大量资金铺设高速网络到每个用户家中，因此极大的限制了FTTB的推广和应用，要真正让多数网民承受得起还需要作很多工作。

在FTTB结构中，ONU被直接放到楼内，光纤到大楼后可以采用ADSL、Cable、LAN，即FTTB+ADSL、FTTB+Cable和FTTB+LAN等方式接入用户家中。

FTTB与FTTC相比，光纤化程度进一步提高，因而更适用于高密度以及提供窄带和宽带综合业务的用户区。

FTTO和FTTH结构均在路边设置无源光分路器，并将ONU移至用户的办公室或家中，是真正全透明的光纤网络，它们不受任何传输制式、带宽、波长和传输技术的约束，是光纤接入网络发展的理想模式和长远目标。

1.4EPON传输原理

EPON从OLT到多个ONU下行传输数据和从多个ONU到OLT上行数据传输是不同的。

所采取的不同的上行/下行技术。

当OLT启动后，它会周期性的在本端口上广播允许接入的时隙等信息。

ONU上电后，根据OLT广播的允许接入信息，发起注册请求，OLT通过对ONU的认证，允许ONU接入，并给请求注册的ONU分配一个OLT端口唯一的一个逻辑链路标识（LLID）。

数据从OLT到多个ONU以广播方式下行，根据IEEE802.3ah协议，每一个数据帧的帧头包含前面前面注册时分配的、特定ONU的逻辑链路标识（LLID），该标识表明本数据是给ONU（ONU1,ONU2，ONU3.......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），在光分路器处，流量分成独立的三组信号，每一组载有所有指定的ONU的信号。

当数据信号到达ONU时，O