EPON系统技术详解——OLT-ONU的应用介绍

2024-04-26 18:42:08

一、PON用来解决什么问题

  • 随着视频点播、网络游戏和IPTV等高带宽业务的出现,用户对增加接入带宽的需求十分迫切,现有的以ADSL为主的宽带接入方式越来越难以满足用户对高带宽、双向传输能力以及安全性等方面的要求。

  • 由于光纤的传输距离远、抗干扰能力强、容量大,在骨干网中早已得到广泛应用,近年来随着光器件成本的降低,光纤逐渐成为接入网传输介质的首选。

  • 无源光网络(PON,Passive Optical Network)在光纤接入方式中相对成本低,能平滑升级,越来越受到电信运营商的青睐,被认为是解决“最后一公里”问题的理想方案。


二、PON的组成结构

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PON由三部分组成:包括光线路终端(OLT)、光网络单元(ONU)和无源分光器(POS)。


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PON是一种非对称,点到多点(P2MP)结构,OLT和ONU所扮演的角色不同,OLT相当于Master的角色,ONU相当于Slave的角色。


三、PON的优点:

  • 节约

P2P——N条光纤;2N光收发器

P2PCurb——1条光纤;2N+2光收发器;需要本地电源;大量节约光纤

P2MP(PON)——1条光纤;N+1光收发器;大量节约光纤;大量节约光收发器

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  • 可靠

信号在PON传输过程中不经过有源电子器件,大大减少了潜在的故障点;

使用无源设备简化了网络层次结构,扁平化的网络结构更易于维护和管理。

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  • 长距离

PON传输距离10~20km,完全克服了以太网和xDSL接入方式在距离上的局限性,大大增强了运营商的端局部署的灵活性。

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  • 高带宽

PON与xDSL相比带宽更高,完全满足未来HDTV在线播放业务需要。

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  • 灵活

PON组网模型不受限制,可以灵活组建树型、星型拓扑结构的网络;

PON尤其适用于用户接入信息点很分散的场合,实现一根主干光纤可以满足所有用户接入信息点的接入。

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四、PON的主要标准

  • GPON——GigabitPON,ITUG.984协议标准,对APON的升级和扩展,采用通用帧格式提供多种业务的支持。最高速率为2.5Gbps。GPON在高速率和支持多业务方面有优势,但技术复杂、成本较高,产品的成熟度不高。

  • EPON——Ethernetover PON,IEEE802.3ah协议标准,即在PON网络上传输以太网格式的报文,可以支持1.25Gbps对称速率。EPON基于以太网技术,协议简单而高效。成本方面相比APON,GPON具有明显的优势。 



五、EPON的关键技术

  • 信道复用技术

EPON系统采用WDM技术,实现单纤双向传输;

信道速率上下行各1.25Gbps。

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  • EPON下行传输方式——广播方式

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  • EPON上行传输方式——TDMA方式

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  • 多点控制协议——MPCP

与以太网P2P结构不同,PON是P2MP的结构。ONU对于上行信道资源存在竞争,需要一种仲裁机制来避免上行数据冲突并且合理地分配信道资源。802.3ah协议规定了相应的控制协议——多点控制协议(MPCP,Multi-pointMAC Control Protocol);

lMPCP主要定义了多点MAC控制子层(Multi-pointMAC Control sublayer)来扩展并代替了802.3协议所定义的MAC控制子层(MACControl sublayer)。MPCP协议的控制帧的优先级要高于MACClient数据帧的优先级。


  • 测距与时延补偿

EPON上行传输采用TDMA方式,由OLT来决定ONU发送数据的时间,由于每个ONU距离OLT远近不同会产生时延差异,如果没有有效的时延补偿机制仍然会造成上行数据传输冲突。

EPON测距和时延补偿是上行信道复用的关键技术Ø在DiscoveryProcessing过程中,OLT对新注册的ONU测距,计算出每个ONU的RTT(RoundTrip Time)值;

OLT使用RTT来调整每个ONU的授权时间;

OLT也可以在收到MPCPPDU的时候启动测距。


RTT的计算:

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GATE帧中含有“时间戳”字段,ONU用这个“时间戳”刷新本地时间寄存器。OLT可以通过收到的REPORT帧计算出RTT来进行实验补偿。


  • 动态带宽分配(DBA)

固定时隙和动态时隙比较:

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