無源光網(wǎng)絡(luò)

1、無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)自從在20世紀(jì)80年代被采用至今為止已經(jīng)歷經(jīng)幾個(gè)發(fā)展階段，電信運(yùn)營商和設(shè)備制造商開發(fā)了多種協(xié)議和技術(shù)，使PON解決方案能更好地滿足接入網(wǎng)市場(chǎng)要求。PON標(biāo)準(zhǔn)最初基于ATM，并由ITUFSAN定義了相應(yīng)G.983建議，即APON。目前則有兩個(gè)頗為引人注目的新的PON標(biāo)準(zhǔn)正在制定中，其中一個(gè)是由ITUFSAN負(fù)責(zé)制定用來替換APON標(biāo)準(zhǔn)的GigabitPON(GPON)標(biāo)準(zhǔn)，另一個(gè)是由IEEE802.3ah工作組負(fù)責(zé)制定

2、的EtherPON(EPON)標(biāo)準(zhǔn)。APON是由FSANITU定義，以ATM協(xié)議為載體，下行以155.52Mbps或622.08Mbps的速率發(fā)送連續(xù)的ATM信元，同時(shí)將物理層OAM信元插入數(shù)據(jù)流中；上行以突發(fā)的ATM信元方式發(fā)送數(shù)據(jù)流，并在每個(gè)53字節(jié)長的ATM信元頭增加3字節(jié)的物理層開銷，用以支持突發(fā)發(fā)送和接收。APON提供非常豐富和完備的OAM，包括比特誤碼率的監(jiān)視、告警和檢測(cè)，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和自動(dòng)測(cè)距，并采用攪動(dòng)策略作為實(shí)現(xiàn)下行數(shù)據(jù)加

3、密的安全機(jī)制。在2000年12月，IEEE802.3成立了第一英里以太網(wǎng)－EFM特別工作組，致力于研究如何支持三種接入網(wǎng)拓?fù)湟约跋鄳?yīng)的物理層：銅線上以太網(wǎng)(EoVDSL)，在750米的距離上傳送速率為10Mbps；點(diǎn)到點(diǎn)光纖上的以太網(wǎng)，在最長10km上傳送速率可以達(dá)到1000Mbps；點(diǎn)到多點(diǎn)基于光纖的以太網(wǎng)，在最長10km上傳送速率可以達(dá)到1000Mbps。此外，該工作組還將定義以太網(wǎng)的運(yùn)行、管理、維護(hù)(OAM)，使其具有遠(yuǎn)端故障顯示

4、、遠(yuǎn)端環(huán)回和鏈路監(jiān)測(cè)等功能。EPONEPON的發(fā)展現(xiàn)狀的發(fā)展現(xiàn)狀EPON是幾個(gè)最佳的技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的結(jié)合。EPON采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，無源光纖傳輸方式，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。目前，IP以太網(wǎng)應(yīng)用占到整個(gè)局域網(wǎng)通信的95%以上，EPON由于使用上述的經(jīng)濟(jì)和高效結(jié)構(gòu)，是連接接入網(wǎng)最終用戶的一種最有效的通信方法。10G以太主干和城域環(huán)的出現(xiàn)也將使EPON成為未來全光網(wǎng)中最佳的最后一英里的解決方案。目前接入網(wǎng)現(xiàn)有的解決方案和用戶的需求之間還存

5、在著巨大差異。在用戶側(cè)的本地網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)普遍擁有了支持10M和100M速率的能力，在城域網(wǎng)側(cè)已經(jīng)可以支持千兆和萬兆的速率，但在用戶側(cè)和城域網(wǎng)之間數(shù)據(jù)的傳送卻大部分低于1M甚至只有幾十K的速率。接入網(wǎng)仍是大容量局域網(wǎng)和骨干網(wǎng)之間的瓶頸，為了突出接入網(wǎng)的優(yōu)先地位與重要性，IEEE802.3工作組在2000年11月成立了EFM研究小組，于2001年7月開始制定IEEE802.3ahEFM標(biāo)準(zhǔn)，2003年9月將完成EFM的標(biāo)準(zhǔn)制訂。和不同ONU的擁

6、塞報(bào)告，以便優(yōu)化PON系統(tǒng)內(nèi)部的帶寬分配。EPON系統(tǒng)通過MPCPDU來實(shí)現(xiàn)OLT與ONU之間的帶寬請(qǐng)求、帶寬授權(quán)和測(cè)距等。MPCP涉及的內(nèi)容包括ONU發(fā)送時(shí)隙的分配，ONU的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和加入，向高層報(bào)告擁塞情況以便動(dòng)態(tài)分配帶寬。多點(diǎn)控制協(xié)議(MPCP)多點(diǎn)控制協(xié)議位于MAC控制子層。MAC控制子層向MAC子層的操作提供實(shí)時(shí)的控制和處理。圖2為EPON網(wǎng)絡(luò)的層次模型結(jié)構(gòu)。EPONEPON中的關(guān)鍵技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)1.1.系統(tǒng)同步系統(tǒng)同步系統(tǒng)

7、同步是指由于EPON上行采用多點(diǎn)到一點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，每個(gè)ONU發(fā)送時(shí)隙必須與OLT的系統(tǒng)分配的時(shí)隙保持一致，以防止各個(gè)ONU上行數(shù)據(jù)發(fā)生碰撞。ONU側(cè)的時(shí)鐘應(yīng)與OLT側(cè)的時(shí)鐘同步。EPON時(shí)鐘同步采用時(shí)間標(biāo)簽方式。在OLT側(cè)有一個(gè)全局的計(jì)數(shù)器，在下行方向OLT根據(jù)本地的計(jì)數(shù)器插入時(shí)鐘標(biāo)簽，ONU根據(jù)收到的時(shí)鐘標(biāo)簽修正本地計(jì)數(shù)器，完成系統(tǒng)同步；在上行方向ONU根據(jù)本地的計(jì)數(shù)器插入時(shí)鐘標(biāo)簽，OLT根據(jù)收到的時(shí)鐘標(biāo)簽完成測(cè)距。2.2.ONUON

8、U的自動(dòng)識(shí)別的自動(dòng)識(shí)別ONU自動(dòng)加入目的是通過系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行，不需人工干預(yù)就能完成對(duì)新ONU的發(fā)現(xiàn)和注冊(cè)，使新ONU能夠自動(dòng)加入到EPON系統(tǒng)而不影響其它ONU運(yùn)行。EFM對(duì)解決注冊(cè)沖突提出了兩種方案。a.隨機(jī)延遲時(shí)間：發(fā)生注冊(cè)沖突時(shí)，發(fā)生沖突的ONU仍然每次都響應(yīng)注冊(cè)授權(quán)，但是在響應(yīng)開窗時(shí)隨機(jī)延遲一定時(shí)間(但必須保證ONU隨機(jī)延遲后的應(yīng)答仍然可以落在開窗內(nèi))。采用隨機(jī)延遲時(shí)間的方法可以縮短ONU加入系統(tǒng)的時(shí)間，但是需要增大注冊(cè)開窗的長