日韩在线播放一区,91天天综合日韩丝袜免费观看,亚洲aV无码国产精品久久不卡,黄网在线免费播放

?

1、PON技術(shù)發(fā)展

光纖接入從技術(shù)上可分為兩大類：有源光網(wǎng)絡(luò)(AON，Active Optical Network)和無源光網(wǎng)絡(luò)(PON，Passive Optical Network)。1983年，ＢＴ實(shí)驗(yàn)室首先發(fā)明了ＰＯＮ技術(shù)；PON是一種純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，由于消除了局端與客戶端之間的有源設(shè)備，它能避免外部設(shè)備的電磁干擾和雷電影響，減少線路和外部設(shè)備的故障率，提高系統(tǒng)可靠性，同時(shí)可節(jié)省維護(hù)成本，是電信維護(hù)部門長期期待的技術(shù)。PON的業(yè)務(wù)透明性較好，原則上可適用于任何制式和速率的信號(hào)。目前基于PON的實(shí)用技術(shù)主要有APON/BPON、GPON、EPON/GEPON等幾種，其主要差異在于采用了不同的二層技術(shù)。

圖1 PON的兩個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)體系

APON是上世紀(jì)90年代中期就被ITU和全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)論壇（FSAN）標(biāo)準(zhǔn)化的PON技術(shù)，FSAN在2001年底又將APON更名為BPON，APON的最高速率為622Mbps，二層采用的是ATM封裝和傳送技術(shù)，因此存在帶寬不足、技術(shù)復(fù)雜、價(jià)格高、承載IP業(yè)務(wù)效率低等問題，未能取得市場上的成功。

為更好適應(yīng)IP業(yè)務(wù)，第一英里以太網(wǎng)聯(lián)盟（EFMA）在2001年初提出了在二層用以太網(wǎng)取代ATM的EPON技術(shù)，IEEE 802.3ah工作小組對(duì)其進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，EPON可以支持1.25Gbps對(duì)稱速率，隨著光器件的進(jìn)一步成熟，將來速率還能升級(jí)到10Gbps。由于其將以太網(wǎng)技術(shù)與PON技術(shù)完美結(jié)合，因此成為了非常適合IP業(yè)務(wù)的寬帶接入技術(shù)。對(duì)于Gbps速率的EPON系統(tǒng)也常被稱為GEPON。100M的EPON與1G的EPON的不同在速率上的差異，在其中所包含的原理和技術(shù)，是一致的，目前業(yè)界主要推廣的是GEPON，百兆位的EPON也有不多的一些應(yīng)用。在后面文檔中提到的EPON，如果沒有特別說明，都是指千兆位的GEPON。

EPON是幾種最佳的技術(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)上提供多種業(yè)務(wù)。目前，IP/Ethernet應(yīng)用占到整個(gè)局域網(wǎng)通信的95%以上，EPON由于使用上述經(jīng)濟(jì)而高效的結(jié)構(gòu)，從而成為連接接入網(wǎng)最終用戶的一種最有效的通信方法。10Gbps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)中最佳的最后一公里的解決方案。

在一個(gè)EPON中，不需任何復(fù)雜的協(xié)議，光信號(hào)就能準(zhǔn)確地傳送到最終用戶，來自最終用戶的數(shù)據(jù)也能被集中傳送到中心網(wǎng)絡(luò)。在物理層，EPON使用1000BASE的以太PHY，同時(shí)在PON的傳輸機(jī)制上，通過新增加的MAC控制命令來控制和優(yōu)化各光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)與光線路終端(OLT)之間突發(fā)性數(shù)據(jù)通信和實(shí)時(shí)的TDM通信，在協(xié)議的第二層，EPON采用成熟的全雙工以太技術(shù)，使用TDM，由于ONU在自己的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)，因此沒有碰撞，不需CDMA/CD，從而充分利用帶寬。另外，EPON通過在MAC層中實(shí)現(xiàn)802.1p來提供與APON/GPON類似的QoS。

在EFMA提出EPON概念的同時(shí)，FSAN又提出了GPON，FSAN與ITU對(duì)其進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，其技術(shù)特色是在二層采用ITU-T定義的GFP（通用成幀規(guī)程）對(duì)Ethernet、TDM、ATM等多種業(yè)務(wù)進(jìn)行封裝映射，能提供1.25Gbps和2.5Gbps下行速率，和155M、622M、1.25Gbps、2.5Gbps幾種上行速率，并具有較強(qiáng)的OAM功能。如果不考慮EPON可以看得到的不久將提升到10Gbps速率（10G以太網(wǎng)已經(jīng)成熟），當(dāng)前在高速率和支持多業(yè)務(wù)方面，GPON有優(yōu)勢，但技術(shù)的復(fù)雜和成本目前要高于EPON，產(chǎn)品的成熟性也遜于EPON。

光纖接入從90年代初就走上了舞臺(tái)，總的說來是一種“說得多，做得少”的技術(shù)。PON系統(tǒng)無疑是其中佼佼者，EPON與GPON，兩種技術(shù)各有千秋，無論是EPON技術(shù)還是GPON技術(shù)，其應(yīng)用在很大程度上決定于光纖接入成本的快速降低和業(yè)務(wù)需求，而價(jià)格則是最核心因素，ADSL的發(fā)展就充分證明了這一點(diǎn)。

實(shí)現(xiàn)全光纖的FTTH是寬帶接入的發(fā)展方向，但是實(shí)現(xiàn)全部的光纖接入，需要一個(gè)過程。設(shè)備、光纖、工程成本和應(yīng)用的業(yè)務(wù)需求，都是其廣泛推廣與使用的關(guān)鍵因素。第一步從FTTB開始，充分利用PON的技術(shù)，和現(xiàn)有的以太網(wǎng)的優(yōu)勢（成本底、使用廣），然后逐步過渡到FTTH是一條比較合理的選擇。

2. EPON的基本原理

與其它PON技術(shù)一樣，EPON技術(shù)采用點(diǎn)到多點(diǎn)的用戶網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用光纖實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音和視頻的全業(yè)務(wù)接入的目的。

圖2 EPON原理

EPON的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。 一個(gè)典型的Ethernet over PON系統(tǒng)由OLT、ONU、POS組成。OLT（Optical Line Terminal）放在中心機(jī)房，ONU（Optical Network Unit）放在用戶設(shè)備端附近或與其合為一體。POS（Passive Optical Splitter）是無源光纖分支器，是一個(gè)連接OLT和ONU的無源設(shè)備，它的功能是分發(fā)下行數(shù)據(jù)，并集中上行數(shù)據(jù)。EPON中使用單芯光纖，在一根芯上轉(zhuǎn)送上下行兩個(gè)波（上行波長：1310nm，下行波長：1490nm，另外還可以在這個(gè)芯上下行疊加1550nm的波長，來傳遞模擬電視信號(hào)）。

OLT既是一個(gè)交換機(jī)或路由器，又是一個(gè)多業(yè)務(wù)提供平臺(tái)，它提供面向無源光纖網(wǎng)絡(luò)的光纖接口（PON接口）。根據(jù)以太網(wǎng)向城域和廣域發(fā)展的趨勢，OLT上將提供多個(gè)1 Gbps和10Gbps的以太接口，可以支持WDM傳輸。OLT還支持ATM、FR以及OC3／12／48／192等速率的SONET的連接。如果需要支持傳統(tǒng)的TDM話音，普通電話線（POTS）和其他類型的TDM通信（T1／E1）可以被復(fù)用連接到出接口，OLT除了提供網(wǎng)絡(luò)集中和接入的功能外，還可以針對(duì)用戶的QoS／SLA的不同要求進(jìn)行帶寬分配，網(wǎng)絡(luò)安全和管理配置。OLT根據(jù)需要可以配置多塊OLC（Optical Line Card），OLC與多個(gè)ONU通過POS（無源分光器）連接，POS是一個(gè)簡單設(shè)備，它不需要電源，可以置于相對(duì)寬松的環(huán)境中，一般一個(gè)POS的分光比為8、16、32、64，并可以多級(jí)連接，一個(gè)OLT PON端口下最多可以連接的ONU數(shù)量與設(shè)備密切相關(guān)，一般是固定的。在EPON中系統(tǒng)，OLT到ONU間的距離最大可達(dá)20km。

在下行方向，IP數(shù)據(jù)、語音、視頻等多種業(yè)務(wù)由位于中心局的OLT，采用廣播方式，通過ODN中的1：N無源分光器分配到PON上的所有ONU單元。在上行方向，來自各個(gè)ONU的多種業(yè)務(wù)信息互不干擾地通過ODN中的1：N無源分光器耦合到同一根光纖，最終送到位于局端OLT接收端。

根據(jù)ONU在所處位置的不同，EPON的應(yīng)用模式又可分為FTTC（光纖到路邊）、FTTB（光纖到大樓）、光纖到辦公室(FTTO)和光纖到家(FTTH)等多種類型。

在FTTC結(jié)構(gòu)中，ONU放置在路邊或電線桿的分線盒邊，從ONU到各個(gè)用戶之間采用雙絞線銅纜；傳送寬帶圖像業(yè)務(wù)，則采用同軸電纜。FTTC的主要特點(diǎn)之一是到用戶家里面部分仍可采用現(xiàn)有的銅纜設(shè)施，可以推遲入戶的光纖投資。從目前來看，FTTC在提供2 Mbps以下窄帶業(yè)務(wù)時(shí)是OAN（稱光纖接入網(wǎng)）中最現(xiàn)實(shí)、最經(jīng)濟(jì)的方案，但如需提供窄帶與寬帶的綜合業(yè)務(wù),則這一結(jié)構(gòu)不甚理想。

在FTTB結(jié)構(gòu)中，ONU被直接放到樓內(nèi)，光纖到大樓后可以采用ADSL、Cable、LAN，即FTTB+ADSL、FTTB+Cable和FTTB+LAN等方式接入用戶家中。FTTB與FTTC相比，光纖化程度進(jìn)一步提高，因而更適用于高密度以及需提供窄帶和寬帶綜合業(yè)務(wù)的用戶區(qū)。 FTTO和FTTH結(jié)構(gòu)均在路邊設(shè)置無源分光器，并將ONU移至用戶的辦公室或家中，是真正全透明的光纖網(wǎng)絡(luò)，它們不受任何傳輸制式、帶寬、波長和傳輸技術(shù)的約束，是光纖接入網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的理想模式和長遠(yuǎn)目標(biāo)。

3. EPON的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

EPON的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在：

u?????? 相對(duì)成本低，維護(hù)簡單，容易擴(kuò)展，易于升級(jí)。EPON結(jié)構(gòu)在傳輸途中不需電源，沒有電子部件，因此容易鋪設(shè)，基本不用維護(hù)，長期運(yùn)營成本和管理成本的節(jié)省很大；EPON系統(tǒng)對(duì)局端資源占用很少，模塊化程度高，系統(tǒng)初期投入低，擴(kuò)展容易，投資回報(bào)率高；EPON系統(tǒng)是面向未來的技術(shù)，大多數(shù)EPON系統(tǒng)都是一個(gè)多業(yè)務(wù)平臺(tái)，對(duì)于向全IP網(wǎng)絡(luò)過渡是一個(gè)很好的選擇。

u?????? 提供非常高的帶寬。EPON目前可以提供上下行對(duì)稱的1.25Gbps的帶寬，并且隨著以太技術(shù)的發(fā)展可以升級(jí)到10Gbps。

u?????? 服務(wù)范圍大，EPON作為一種點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，可以利用局端單個(gè)光模塊及光纖資源，服務(wù)大量終端用戶。

u?????? 帶寬分配靈活，服務(wù)有保證。對(duì)帶寬的分配和保證都有一套完整的體系。EPON可以通過DBA(動(dòng)態(tài)帶寬算法)、DiffServ、PQ/WFQ、WRED等來實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)用戶進(jìn)行帶寬分配，并保證每個(gè)用戶的QoS。

4. EPON的傳輸原理

EPON與APON最大的區(qū)別是EPON根據(jù)IEEE802.3協(xié)議，包長可變至1518字節(jié)傳送數(shù)據(jù)，而APON根據(jù)ATM協(xié)議，按照固定長度53個(gè)字節(jié)包來傳送數(shù)據(jù)，其中48個(gè)字節(jié)負(fù)荷，5個(gè)字節(jié)開銷。這種差別意味著APON運(yùn)載IP協(xié)議的數(shù)據(jù)效率低且困難。用APON傳送IP業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)包被分成每48個(gè)字節(jié)一組，然后在每一組前附加上5個(gè)字節(jié)開銷。這個(gè)過程耗時(shí)且復(fù)雜，也給OLT和ONU增加了額外的成本。此外，每一48個(gè)字節(jié)段就要浪費(fèi)5個(gè)字節(jié)，造成沉重的開銷，即所謂的ATM包的稅頭。相反，以太網(wǎng)傳送IP流量，相對(duì)于ATM開銷急劇下降。

EPON從OLT到多個(gè)ONU下行傳輸數(shù)據(jù)和從多個(gè)ONU到OLT上行數(shù)據(jù)傳輸是十分不同的。所采取的不同的上行/下行技術(shù)分別如圖3所示：

圖3? EPON上行/下行技術(shù)

當(dāng)OLT啟動(dòng)后，它會(huì)周期性的在本端口上廣播允許接入的時(shí)隙等信息。ONU上電后，根據(jù)OLT廣播的允許接入信息，主動(dòng)發(fā)起注冊(cè)請(qǐng)求，OLT通過對(duì)ONU的認(rèn)證（本過程可選），允許ONU接入，并給請(qǐng)求注冊(cè)的ONU分配一個(gè)本OLT端口唯一的一個(gè)邏輯鏈路標(biāo)識(shí)（LLID）。

圖4? 上下行傳輸原理

數(shù)據(jù)從OLT到多個(gè)ONU以廣播式下行（時(shí)分復(fù)用技術(shù)TDM），根據(jù)IEEE802.3ah協(xié)議，每一個(gè)數(shù)據(jù)幀的幀頭包含前面注冊(cè)時(shí)分配的、特定ONU的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)（LLID），該標(biāo)識(shí)表明本數(shù)據(jù)幀是給ONU（ONU1、ONU2、ONU3......ONUn）中的唯一一個(gè)。另外，部分?jǐn)?shù)據(jù)幀可以是給所有的ONU（廣播式）或者特殊的一組ONU（組播），在圖3的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)下，在分光器處，流量分成獨(dú)立的三組信號(hào)，每一組載到所有ONU的信號(hào)。當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)到達(dá)ONU時(shí)，ONU根據(jù)LLID，在物理層上做判斷，接收給它自己的數(shù)據(jù)幀，摒棄那些給其它ONU的數(shù)據(jù)幀。舉例，圖3中，ONU1收到包1、2、3，但是它僅僅發(fā)送包1給終端用戶1，摒棄包2和包3。

對(duì)于上行，采用時(shí)分多址接入技術(shù)（TDMA）分時(shí)隙給ONU傳輸上行流量。當(dāng)ONU在注冊(cè)時(shí)成功后，OLT會(huì)根據(jù)系統(tǒng)的配置，給ONU分配特定的帶寬，（在采用動(dòng)態(tài)帶寬調(diào)整時(shí)，OLT會(huì)根據(jù)指定的帶寬分配策略和各個(gè)ONU的狀態(tài)報(bào)告，動(dòng)態(tài)的給每一個(gè)ONU分配帶寬，動(dòng)態(tài)帶寬調(diào)整的進(jìn)一步說明見后面章節(jié)）。帶寬對(duì)于PON層面來說，就是多少可以傳輸數(shù)據(jù)的基本時(shí)隙，每一個(gè)基本時(shí)隙單位時(shí)間長度為16ns。在一個(gè)OLT端口（PON端口）下面，所有的ONU與OLT PON端口之間時(shí)鐘是嚴(yán)格同步的，每一個(gè)ONU只能夠在OLT給他分配的時(shí)刻上面開始，用分配給它的時(shí)隙長度傳輸數(shù)據(jù)。通過時(shí)隙分配和時(shí)延補(bǔ)償，確保多個(gè)ONU的數(shù)據(jù)信號(hào)耦合到一根光纖時(shí)，各個(gè)ONU的上行包不會(huì)互相干擾。

對(duì)于安全性的考慮。上行方向，ONU不能直接接收到其它ONU上行的信號(hào)，所以ONU之間的通信，都必須通過OLT，在OLT可以設(shè)置允許和禁止ONU之間的通信，在缺省狀態(tài)下是禁止的，所以安全方面不存在問題。對(duì)于下行方向，由于EPON網(wǎng)絡(luò)，下行是采用廣播方式傳輸數(shù)據(jù)，為了保障信息的安全，從幾個(gè)方面進(jìn)行保障：

????????? 所有的ONU接入的時(shí)候，系統(tǒng)可以對(duì)ONU進(jìn)行認(rèn)證，認(rèn)證信息，可以是ONU的一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)（如MAC地址或者是預(yù)先寫入ONU的一個(gè)序列號(hào)），只有通過認(rèn)證的ONU，系統(tǒng)才允許其接入。

????????? 對(duì)于給特定ONU的數(shù)據(jù)幀，其它的ONU在物理層上，也會(huì)收到數(shù)據(jù)，在收到數(shù)據(jù)幀后，首先會(huì)比較LLID（處于數(shù)據(jù)幀的頭部）是不是自己的，如果不是，就直接丟棄，數(shù)據(jù)不會(huì)上二層，這是在芯片層實(shí)現(xiàn)的功能，對(duì)于ONU的上層用戶，如果想竊聽到其它ONU的信息，除非自己去修改芯片的實(shí)現(xiàn)。

????????? 加密，對(duì)于每一對(duì)ONU與OLT之間，可以啟用128位的AES加密。各個(gè)ONU的密鑰是不同的。

????????? VLAN隔離：通過VLAN方式，將不同的用戶群、或者不同的業(yè)務(wù)限制在不同的VLAN，保障相互之間的信息隔離。