pon产品等级学习认证p2l00004-1.epon原理

1、EPON原理提纲EPON技术原理EPON技术特点EPON关键技术 2EPON技术原理EPON：Ethernet Passive Optical NetworkEPON基于IEEE802.3-2005标准，是以太网技术与无源光网络（PON）的结合，是运行于点对多点环境下的千兆以太网定义了专门的PMD子层（光接口），多点MAC控制协议（MPCP协议），专门的OAMMAC层与以太网相同对RS、PCS、PMA子层做了少量扩展 3下行TDM广播方式传输、802.3MAC帧由于采用广播方式，需要通过加密解决数据安全问题：采用三重搅动（Triple Churning）方式提高数据安全性 下行数据传输方式4上

2、行数据传输方式上行TDMA方式传输、802.3MAC帧5提纲EPON技术原理EPON技术特点EPON关键技术 6EPON技术特点传送能力1000BASE-PX10：以太网速率1Gb/s对称（线路速率1.25Gb/s，8B/10B编码），10km、至少1:16（功率预算上行5-23dB、下行5-21dB）1000BASE-PX20：以太网速率1Gb/s对称（线路速率1.25Gb/s，8B/10B编码），20km、至少1:16 （功率预算10-26 dB）目前主流设备可实现20km、1:32 工作波长（单纤双向）上行：12601360nm（常用1310nm）下行：14801500nm（常用1490

3、nm）下行CATV：15501560nm7 EPON总体发展情况2022/9/4EPON技术和设备已经成熟，达到了规模商用水平技术简单、易实现，经过企业标准的完善，已达到运营级要求商用芯片和设备均较多并已比较成熟芯片级和系统级互通已全面和大规模实现在中国电信现场试验中设备已稳定运行一年半以上成本在不断下降在日本、韩国已得到百万量级的规模商用8提纲EPON技术原理EPON技术特点EPON关键技术 9EPON的关键技术突发模式光收发器技术帧结构测距动态带宽分配（DBA）机制业务QoS处理运行维护管理（OAM）功能的实现10突发模式光收发器技术OLT光接收机的快速功率恢复要求OLT在每个接收时隙的开

4、始处迅速调整0-1判决门限ONU光发射机的突发发射和关断为抑制自发散射噪声，要求ONU的激光器能够快速的冷却和回暖OLT光接收机的突发同步技术上行接收数据相位的突变要求OLT的接收机工作在突发模式接收状态OLT的接收机和ONU的发射器工作在突发模式11MPCP控制帧GATE（OLT发出）允许接收到GATE帧的ONU立即或者在指定的时间段发送数据REPORT（ONU发出）向OLT报告ONU的状态，包括该ONU同步于哪一个时间戳、以及是否有数据需要发送。REGISTER_REQ （ONU发出）在注册规程处理过程中请求注册。REGISTER （OLT发出）在注册规程处理过程中通知ONU已经识别了注册

5、请求。REGISTER_ACK （ONU发出）在注册规程处理过程中表示注册确认。MPCP在OLT和ONU之间规定了一种控制机制来协调数据的发送和接收；MPCP功能是基于专门的协议数据报文完成的，即MPCPDU；目前定义了5中MPCPDU：12MAC帧结构前导码7Bytes帧定界符1BytesDA6BytesSA6Bytes长度/类型2Bytes数据461500Bytes填充不定FCS4Bytes前导码8BytesDA6BytesSA6Bytes长度/类型2Bytes数据461500Bytes填充不定FCS4Bytes传统以太网MAC帧EPON MAC帧SLD:SLD指示LLID和CRC位置13

6、EPON分层结构参考模型（a）分层结构参考模型(b)分层结构参考模型细化14测距OLTONUt0OLT本地时间=t0OLT本地时间=t2MPCPDU的时间戳域为t0设置ONU本地时间=t0ONU本地时间=t1MPCPDU的时间戳域为t1时间时间t1t0t0t1TdownstreamTupstreamTwaitTresponseRTT= Tdownstream +Tupstream= TresponseTwait=（t2-t0）-（t1-t0）= t2-t115测距OLT与各ONU间的环路时延不同：各 ONU距 OLT的光纤路径不同各ONU元器件的不一致性环境温度的变化和器件老化，环路延时也会发

7、生不断的变化测距是保证PON系统内ONU上行方向不发生时隙冲突的基础测距包括静态测距和动态测距：静态测距：用在新的ONU安装调试阶段、停机的ONU重新投入运行时，通过开窗测距技术获得往返时延，并对时延差异进行补偿动态测距：应用于系统运行过程中，通过检测往返时延的变化对温度、光电器件老化等因素的影响进行补偿测距要求测距精度高，一般要求在全 12bit内测距过程对运行中的其它ONU的影响最小，保证运行业务的QOS测距范围大，即能提供的均衡延时大16动态带宽分配（DBA）机制相对于静态带宽分配（SBA），DBA是指OLT基于用户的业务等级协议（SLA），结合ONU的本地队列状态的汇报（Report帧

8、中的Queue n Report）或者业务预测动态的给ONU发布上行业务授权优点：实现高效的上行带宽利用率和服务质量保证DBA是采用轮询ONU的方式，例如每1ms给该PON下所有ONU各分配一次grant（每个ONU的grant的大小可能是不同的）。Cycle time对上行业务时延有一定影响DBA的具体要求：业务透明低时延和低时延抖动公平带宽分配健壮性好实时性强1777EPON的OAM功能EPON系统定义了一种全新的运行管理和维护协议，以支持：Remote Failure Indication（远端故障指示）Remote Loopbak（远端环回）Link Monitoring（链路监视）不支持功能和单条链路不相关的管理功能，比如保护倒换和设备管理