关键技术及其应用文献检索

1、武汉工程大学邮电与信息工程学院文献综述EPON关键技术及其应用学生姓名 董飞学 号 0945520208专业班级 光纤通信技术0902班批阅教师成绩 2011年10月EPON关键技术及其应用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

2、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802.3 EFM(Ethernet in the First Mile)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（GigabitEthernet PON）。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

3、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

4、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IEEE 802.3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

5、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”10G EPON设备样机。2.1技术特点：EPON技术由IEEE 802.3 EFM工作组进行标准化。2004年6月，IEEE 802.3EFM工作组发布了EPON标 准IEEE 802.3ah(2005年并入IEEE 802.3-2005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

6、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，IEEE 802.3-2005规定采用单纤波分复用技术(下行1490 nm，上行1310 nm)实现单纤双向传输，同时定义了1000 BASE-PX-10 U/D和1000BASE-PX-20 U/D两种PON光接口，分别支持10 km和20 km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1 Gbit/s数据速率(线路速率为1.25 Gb

7、it/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，

8、用于管理、测试和诊断已激活OAM功能的链路。此外，IEEE 802.3-2005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

9、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、10G EPON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

10、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10G EPON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

11、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，10GEPO

12、N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。10G EPON管理模式沿用EPON的扩展OAM定义，增加10G EPON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：1胡保民，刘德明，黄德修EPON：下一代宽带光接入网J光通信研究，2002,(4)2岑贤道，安常青网络管理协议及应用M清华大学出版社，1998.2323 张晋豫,刘犁. 基于效用EPON分布式动态带宽分配实现机制J. 软件学报. 20084 熊贤芳,吉福生. 浅析各种PON技术实现FTTxJ. 硅谷. 2008(04)5 符丽姹. 下一代光接入网关键技术J. 科技创新导报. 2008(02)6 韦乐