EPON系统技术详解——OLT-ONU的应用介绍

• 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

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）。

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

• 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。

• 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。

• 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。

• 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。

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。

• EPON下行传输方式——广播方式
  

• EPON上行传输方式——TDMA方式

• 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：

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：