关于EPON接入网络的应用和维护论文.doc

重庆邮电大学高等函授本科毕业设计（论文）设计（论文）题目： EPON接入网络的应用和维护 入学年月 2010年3月 姓 名 尔玛依甲 学 号 专 业 通信工程 所属科站 四 川 指导教师 完成日期 2012 年 2 月 27 日 摘 要近年来，骨干网的能力进一步增强，与此同时接入网方面却没有大的改进。接入网的能力的增长远远落后于Internet流量的快速增长，因而接入网成为高效的LAN和骨干网发展的瓶颈，又被称为“最后一公里”。EPON由于集中了以太网设备价格低廉和光纤能够提供高带宽的优点，成为下一代接入网的最佳选择。 以太网无源光网络（Ethernet Passive Optical Network：EPON）是一种新型的光纤接入网技术，是当今世界上新兴的覆盖最后一公里的宽带光纤接入技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，采用PON的拓扑结果实现了以太网的接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点。中间采用光分路等无源设备，光纤接入各个用户点（ONU），更多地节省光缆资源，并具有带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、综合建网成本低等优点。因此无论是在技术优越性和运营效率方面来说，EPON都具有其不可替代的优势。EPON技术在日本、欧美等发达国家已经在大规模的应用，中国的电信运营商为了在新的竞争环境中处于不败之地，也正在大规模的推广使用EPON接入网技术。特别是在中国信息产业迅速发展的今天，相信EPON技术将会得到更加充分的推广和使用，将会在以后的宽带IP接入中发挥至关重要的作用，一定将越来越多的得到应用。论文首先介绍了基于Ethernet的无源光网络，总结了目前主流的FTTx技术，PON等标准现状，并简要描述了EPON的实现原理、关键技术和技术优势。从技术方面和业务方面总结了EPON技术的设备和业务形式。着重讲述和分析了EPON技术在用户接入网中的应用和实施，以及EPON在日常中的维护方式方法，如何对一些基本故障的排除和解决，为用户的使用解除后顾之忧。关键词：EPON，FTTx，接入网目 录第一章 绪论11.1 EPON来源11.2 EPON的技术进展与标准化情况2第二章 EPON基础知识62.1 EPON技术的起源62.2 EPON技术的特点62.3 EPON技术的原理82.4 EPON技术的应用10第三章 EPON设备介绍133.1 EPON的网络结构133.2 OLT设备143.3 ODN设备153.4 ONU设备16第四章 EPON业务开通184.1 EPON业务开通流程184.2 EPON业务开通配置基本要求214.2.1 宽带业务开通配置基本要求214.2.2 VoIP业务开通配置基本要求214.2.3 视频业务开通配置基本要求24第五章 EPON日常维护与故障处理265.1 故障处理流程和方法265.2 常见故障诊断与处理285.2.1 宽带业务常见故障诊断与处理285.2.2 语音业务常见故障诊断与处理305.2.3 IPTV业务常见故障诊断与处理315.3 EPON日常维护32结束语35参考文献36第一章 绪论1.1 EPON来源光纤接入技术是面向未来的光纤到路边(FTTC)和光纤到户(FTTH)的宽带网络接入技术，利用光纤作为传输媒质，具有传输容量大、质量好、可靠性高、抗干扰能力强、传输距离远等优点，是宽带接入的发展方向。光纤接入网从技术上可分为两大类：即有源光网络(Active Optical Network，AON)和无源光网络(Passive Optical Network，PON)。光纤越来越靠近用户是接入网的必然选择，FTTH是最终目标。光纤到户FTTH是光纤及终端设备同时进入家庭；实现语音、数据、图象业务的整合；以光纤到户无限带宽同时满足用户对语音、数据、图象的需求的三网合一终极解决方案。FTTH这个名词仅仅界定了“光纤到户”，具体采用什么样的拓扑结构、用什么方法实现多业务的接入都没有界定，因此目前有很多种技术都可以实现光纤到户F1TH。从拓扑结构上看，FTTH可以分为点到点(以下简称P2P)和点到多点(以下简称P2MP)两种。最常见的P2P的光纤接入技术就是我们所熟悉的使用光纤收发器的以太网接入，这种方式采用成对的光收发模块；P2MP的光纤接入技术有一个专用的名词叫做PON(无源光网络)，根据封装协议的不同，主要有BPON(APONATMPON)、EPON(Ethernet PON)、GPON(Gigabit PON)等，所有的PON技术有相同的网络拓扑结构，即树型结构。无源光网络(PON)自从在20世纪80年代被采用至今已经历经几个发展阶段，电信运营商和设备制造商开发了多种协议和技术以使PON解决方案能更好的满足接入网市场要求。起初PON标准是基于ATM的，并由1TU/FSAN定义了相应G，983建议，即APON。然而，由于数据业务的爆炸式增长，ATM技术暴露出效率不高、协议复杂等弱点，且成本过高，因此并未得到大规模的应用。在这种背景下，两个颇为引人注目的新的PON标准孕育而生，其中一个是由ITU/FSAN负责制定用来替换APON标准的Gigabit PON(GPON)标准，另一个是由IEEE802.3ah工作组负责制定的Ethernet PON(EPON)标准。2000年12月，IEEE成立了802.3EFM(EFMEthernet in the First Mile，第一英里以太网即以太网接入网)工作组，开始了EPON的技术标准化工作。以太网(Ethernet)技术经过20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，逐渐向接入网、城域网甚至骨干网上渗透。而以太网与PON的结合，便产生了EPON。EPON（以太网无源光网络）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。是成熟度最高、发展最快的技术之一。 图1-1简单展示了EPON系统组网的基本形式。图 1-1 EPON系统组网基本形式1.2 EPON的技术进展与标准化情况EPON国际标准IEEE802.3ah自2004年颁布以后，随着宽带接入市场的发展得到了大规模商用，根据RHK公司统计数据，从2007年第l季度开始。EPON 在各种FTTX接入技术所占的市场份额中，快速增长并一直处于绝对领先的地位，特别是在2008年，国内运营商选择EPON作为光进铜退的解决方案，进一步确立了EPON在光纤接入市场的统治地位。随着视频等新业务的不断发展，用户对带宽的需求也在不断增加，EPON技术要继续满足用户的需求也在不断发展，本文对EPON技术的最新发展情况进行了介绍和分析，说明了EPON技术在今后FTTX发展的趋势和主导地位。目前，EPON的产业联盟已经吸引了众多厂商的积极参与，从核心芯片、光模块到系统，EPON的产业链已经日趋成熟。中国技术人员积极制订适合中国发展需求的EPON系列相关行业标准。目前，已经发布的标准有：YD/T 1475-2006接入网技术要求基于以太网方式的无源光网络(EPON)，2006年6月发布；YD/T 1531-2006接入网设备测试方法基于以太网方式的无源光网络，2006年12月发布。IEEE标准组织在2006年3月成立了10Gb/s EPON物理层讨论小组，2006年9月正式命名为IEEE802.3av工作组，研究比EPON更高的带宽需求的标准。10G EPON标准在制订和讨论过程中受到了众多厂商的关注和支持，标准进展非常顺利，目前IEEE802.3av标准已经完成了标准的全部制定工作，并完成了标准草案D3.2版本的讨论和投票，主要技术内容都已经确定。标准工作完全按照计划进行，并于2009年9月正式发布。随着10G EPON标准主要技术内容的确定，虽然目前标准还未正式发布，EPON的MAC芯片厂商，包括Teknovu8、PMC-Sierra等都已经开发并逐步推出符合10G EPON标准的OLT和ONU芯片：光模块厂家已经可以提供10GEPON的光模块，设备制造厂商也开始设计10G EPON设备，中国电信在2009年5月份组织10GEPON芯片级互通测试。可见10GEPON的产业链已经准备就绪，随着10GEPON标准的正式颁布，10G EPON设备在2009年底将会迅速推向市场，在2010年取得规模商用。 10G EPON和EPON相比，除了带宽增加外。还有以下一些技术特点。如标准类型的增加，与EPON相比，类型中增加了不对称的情况，同时还增加了高功率模式(分路比大于1：32，传输距离大于20km)，令标准的适应范围更广，可以满足更多的应用需求。另外在功率预算、波长分配和编码方式上也有很大的改变。编码方式的改变令EPON在和GPON的技术对比中。不再有传输效率上的差距，以前支持GPON技术的人们总是认为EPON在传输TDM业务时，20的开销浪费了带宽资源，有效传输效率低。10G EPON通过编码方式的改变解决了这个问题，令EPON技术更有优势。10G EPON技术有一项出众的特别之处在于它可以与现有的EPON技术实现无缝兼容，与之共存。10G EPON标准制定过程中，花费时间最长，讨论最多的就是如何保证与现有EPON的兼容和共存。因为EPON设备已经得到大规模的部署和应用，如果需要完全替换现有EPON设备，就会严重影响10GEPON的推广和使用。10G EPON标准很好地解决了这一问题。图1-2中显示了在传输过程中，10G EPON的OLT能够和两种ONU(对称和不对称)通信。同时也能够和原有EPON的ONU通信。图1-2 10G EPON系统传输IEEE的EPON标准定义的传输速率是1Gb，这使EPON在与GPON技术对比中，传输速率上有一定的差距。针对这个问题，中国通信标准化协会传送网与接入网技术工作委员会接入网工作组通过自主创新，制订出2G EPON标准：接入网技术要求2Gb/s以太网无源光网络(2G EPON)。标准分两部分：第一部分，兼容模式：第二部分，共存模式。由于10G EPON标准已经同2G EPON发布时间相近，2G EPON的生命周期应该是在10G EPON设备成熟、价格降低到可接受程度之前，同时需要保证在成本上与现有EPON基本相同，因此共存模式在实际产品实现上，难以得到芯片和光模块厂商的支持，应用前景较小。因此这里就不在详细介绍2G EPON标准的详情。用户对带宽需求的持续增长是长期发展趋势，随着3G网络开始部署，移动宽带接入技术对固定宽带接入必然会形成一定的竞争和威胁，固定宽带接入要想在竞争中占据优势，必须向高带宽、低成本的方向发展：光纤接人无疑成为固定宽带接人的发展方向，其中EPON以成本较低、实用性强的特点占据的目前的市场的主流地位。可以预见EPON技术和产品将不断发展，在今后几年中成为光纤接入的最好选择，占据市场的绝对优势。 第二章 EPON基础知识本章将按照EPON技术的特点，深入浅出的介绍EPON技术的相关基础知识。简要论述EPON技术的实现原理和通信原理，最后介绍EPON技术在现阶段试验领域和商业环境中的应用。2.1 EPON技术的起源PON系统在90年代初就出现了，1996年ITU T完成了对G.982的标准化，主要对2Mbit/s以下接入速率的窄带PON系统进行定义。与此同时，以ATM为基础的FON(APON)发展迅速，1998年1TU-T正式通过了G.983.l建议，对APON系统进行了详尽的规范，1999年ITU-T又推出了G.983.2建议，即APON的光网络终端(ONT)管理和控制接口规范。ITU(the International Telecommunication Union)和FSAN(Full Service Access Network)联盟采纳了ATM标准，把它作为在PON第二层的帧封装标准，能为商业用户、家庭用户提供包括IP数据、视频、音频等综合业务，形成了APON的标准(文档号ITU-T Rec G.983)。2001年APON更名为BPON。APON的最高速率为622Mbps，二层采用的是ATM封装和传送技术，因此存在带宽不足、技术复杂、价格高、承载IP业务效率低等问题，未能取得市场上的成功。为更好的适应TP业务，第一英里以太网联盟(EFMA)在2001年初提出了在二层用以太网取代ATM的EPON技术，2004年IEEE 802.3 EFM工作组发布了EPON标准IEEE 802.3ah，2005年并入IEEE 802.3 ah-2005标准。EPON可以支持1.25Gbps对称速率，速率还能升级到10Gb/s。EPON产品得到了很大程度的商用，由于其将以太网技术与PON技术完美结合，因此成为了非常适合IP业务的宽带接入技术。EPON利用PON(无源光网络)的拓扑结构实现以太网的接入，它基于高速以太网平台和TDM时分MAC(Media Access Control)媒体访问控制方式，能够提供多种综合业务的宽带接入，是成熟度最高、发展最快的技术之一。2.2 EPON技术的特点以太网无源光网络(Ethernet Passive Optical Network：EPON)是当今世界上新兴的覆盖最后一公里的宽带光纤接入技术中间采用光分路等无源设备，单纤接入各个用户点(ONU)，更多地节省光缆资源，并具有带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、综合建网成本低等优点。一个典型的EPON系统由OLT、ONU、POS组成。OLT(Optical Line Terminal)放在中心机房(CO，Central Office)，ONU(Optical Network Unit)放在网络接口单元(NIU：Network Interface Unit)附近或与其合为一体。POS(Passive Optical Splitter)是无源光纤分支器，是一个连接OLT和ONU的无源设备，它的功能是分发下行数据并集中上行数据。EPON的关键技术包括：1、动态带宽分配动态带宽分配算法就是实时地(ms/us量级)改变EPON的各ONU上行带宽的机制。EPON中如果用带宽静态分配，对数据通信这样的变速率业务很不适合，如按峰值速率静态分配带宽，则整个系统带宽很快就被耗尽，带宽利用率很低，而动态带宽分配使系统带宽利用率大幅度提高。通过DBA，就可以根据ONU突发业务的要求，通过在ONU之间动态调节带宽来提高PON上行带宽效率。由于能更有效地利用带宽，可以实现在一个已有的PON上增加更多用户，用户可以用到的带宽峰值甚至可以超过传统的固定分配方式的带宽。2、上行信道复用技术时分多址复用(TDMA)方式是目前主要的实现方式，可以采用固定时隙的时分多址复用、统计时分多址复用、随机接入等方式。固定时隙时分多址复用方式不足之处有：当其中有的时隙未用时，还是占用一样的带宽；对高突发率业务适应力不强；ONU需要同步等；随机接入方式没有确定的接入时间；而统计时分多址复用可以克服前两者的不足，所以一般都选择采用统计时分多址复用。上行信号传输在ONU被分配到的时隙里发送以太网帧，统计复用通过提供的数据量的大小来改变时隙大小的方法来实现。3、OLT的测距和延时补偿技术和ONU即插即用技术由于EPON的上行信道采用TDMA方式，多点接入导致各ONU的数据帧延时是不同的，因此必须引入测距和时延补偿技术以防止数据时域碰撞。此外，由于上行信道采用TDMA方式，而光纤传输时延可达0.1ms(105个比特的宽度)，为避免OLT接收侧的数据碰撞，必须利用测距和时延补偿技术实现全网时隙同步，使数据包按DBA算法的确定时隙到达，并支持ONU的即插即用。4、突发信号的收发由于OLT接收到的信号为各个ONU的突发信号，OLT必须能在很短的时间内实现相位的同步，进而接收数据。要求在ONU和OLT中使用支持突发信号的光器件，现有的大部分光器件还不能满足这一要求，少数突发模式的光器件也只能工作在155M的速率上，而且价格昂贵。为了实现突发模式，在收发端都要采用特别的技术。光突发发送电路要求能够非常快速的开启和关闭，迅速建立信号，因而传统的电光转换模块采用的加反馈自动功率控制将不再适用，需要使用响应很快的激光器。而在接收端，由于来自各个用户的信号光功率是不同的且是变化的，所以突发接收电路必须在每次收到新的信号时调整接收电平(门限)。突发模式前置放大器的阀值调整电路可以在几个比特内迅速建立起闭值，接收电路根据这个门限正确恢复数据。5、安全性和传输质量由于EPON的服务对象是家庭用户和小企业，业务种类多，需求差别大，计费方式多样，而利用上层协议并不能解决EPON中的数据链路层的业务区分和时延控制。因此，支持业务等级区分是EPON必备的功能，EPON需要在以太网的能力下，保证实时语音、IP语音、视频等多业务的传送，并且实现与SDH和ATM同样的服务质量，易于管理。EPON技术较其它一些接入网技术的特别之处可以简单总结如下：1、与现有以太网的兼容性以太网技术，是迄今为止最成功和成熟的局域网技术。EPON只是对现有IEEE802.3协议作一定的补充，基本上是与其兼容的。考虑到以太网的市场优势，EPON与以太网的兼容性是其最大的优势之一。2、高带宽根据目前的讨论，EPON的下行信道为百兆/千兆的广播方式，而上行信道为用户共享的百兆，千兆信道。这比目前的接入方式，如Modem、ISDN、ADSL甚至ATM PON(下行622/155Mbps，上行共享155Mbps)都要高得多。3、低成本首先，由于采用PON的结构，EPON网络中减少了大量的光纤和光器件以及维护的成本。其次，以太网本身的价格优势，如廉价的器件和安装维护使EPON具有ATM PON所无法比拟的低成本。2.3 EPON技术的原理EPON采用的是点到多点的拓扑结构，取代点到点结构，大大节省了光纤的用量和管理成本，上行采用时分多址接入(TDMA)方式以实现双向的数据传输，下行则采用广播方式。EPON技术将以太网技术和PON技术相结合，其目标是以简单的方式实现点到多点的高速以太网光纤接入。EPON在保留传统以太网体系结构的基础上定义了新的应用于EPON系统的物理层(主要是光接口)规范、MAC多点控制协议(MPCP)以及运营维护和管理(OAM)机制，以实现在点到多点无源光网络中的以太网帧的时分多址接入。EPON由光纤线路终端、光分配网络(ODN)和光网络单元组成，采用的是树形拓扑结构，EPON系统参考基本配置结构如图2-1所示。图2-1 EPON系统参考配置一套典型的EPON系统由OLT、ONU/ONT、POS/ODN组成。1、OLT(Optical Line Terminal)OLT放在中心机房(CO，Central Office)，它可以是一个L2交换机或者L3路由器。在下行方向，它提供面向无源光纤网络的光纤接口；在上行方向，OLT提供了GE(Gigabit Ethernet)接口、10Baes-T、100Base-T、10GBase-X等接口标准，OLT通过支持E1接口来实现传统的TDM话音的接入。2、ONU(Optical Network Unit光网络单元)/ONT(Optical Network Termination光网络终端)ONU/ONT(区别为ONT直接接入用户网络，ONU与用户之问还有其它的网络连接)放在用户驻地侧CPE(Custom Premier Equipment)，EPON中的ONU主要采用以太网协议，实现ONU对用户数据的透明传送。OLT到ONU之间可实现高速的数据转发。3、POS(Passive Optical Splitter光分离器)/ODN(Optical Distribution Node光分配节点)POS/ODN是无源光纤分支器，是一个连接OLT和ONU的无源设备。它的功能是分发下行数据和集中上行数据。无源分光器的部署相当灵活。由于是无源操作，几乎可以适应于所有环境。一般一个POS的分线率为8、16、32或64，并可以进行多级连接。2.4 EPON技术的应用利用EPON技术是实现FTTx的有效网络解决方案，根据目前各运营商对于信息化的需求来看，大致可分为小区、工业区、商业街区和边远地区几种接入方式。1、在小区接入中的应用在小区接入中，ONU可设置在用户端（FTTH）或楼道（FTTB），光分路器可设置在楼道或小区机房。对于FTTH模式，由于用户数不确定，为了提高设备的利用率、降低成本及方便维护，光分路器的设置应相对集中，采用一级分光，可选择在小区机房或者小区内的光交接箱。采用这种方式建设，无论用户数多或少，设备的利用率都是最大化的，但是用户数较多时对接入光缆的需求量相对较大，网络结构如图2-2所示。图2-2 小区FTTH网络结构小区FTTH将在实现“三网合一”的时期体现出巨大的优势，但考虑到相关政策的限制，并不是所有运营商都能实现，因此目前在利用EPON进行小区接入时采用FTTB+LAN的模式将是最佳方案。2、在工业区接入中的应用工业区一般均为企业用户，建议将ONU设置在企业的接入机房，结合其内部交换机完成各类业务的接入。这种模式类似于小区接入中的FTTB模式，建议在工业区所属区域设置合适的接入汇聚节点，将OLT放置在接入汇聚节点；在工业区范围内，可采用树型结构，沿着主干道选择合适的点（机房或光交接箱）放置一级光分路器，再根据企业的分布情况布设二级分路器和ONU，以最大限度地节省光缆。考虑到分路器的多级设置，每个分路器将覆盖一定范围内的企业用户，因此建议多设置光交接箱。若无法设置较多的光交接箱，则建议增大光缆芯数，便于未来大量企业的接入。此外，如果需要采用EPON的环路保护，则需要将从汇聚点引出的骨干光纤以成环方式建设。3、在商务街区接入中的应用商务街区的特点是沿街分布众多的商务楼，楼内分布着多家公司，因此一般将ONU设置到公司，即FTTO（光纤到办公室），ONU通过交换机或路由器与公司内部网相连。FTTO模式类似于小区接入中的FTTH模式，建议将光分路器设置在每栋大楼内，ODN采用树型或链型组网。建设初期，建议将OLT放置在附近的接入汇聚机房内，光缆可沿大楼的分布情况建设，在每栋大楼的地下室或者在大楼相对集中的地带设置光交接箱，用来放置光分路器。考虑到这种模式在用户数较多时对ODN骨干光纤的需求量较大且采用环型组网方式，建议EPON的ODN骨干光纤使用较大芯数光缆。如果条件允许，建议在大楼相对集中、业务需求较大的区域内寻找合适的点作为未来的接入汇聚节点，将OLT的位置往用户侧靠近，并结合光交接箱的设置，采用星型模式接入附近的业务点以减少光纤的使用量，为将来大规模接入打好基础。4、在边远地区接入中的应用对于距离已有传输接入点较远、用户相对集中的边远地区，采用EPON技术将能够很好地发挥其技术优势。将OLT设置在汇聚节点，在用户集中的区域设置光分路器，ONU设置在用户接入点，利用ONU丰富的接口就可以利用极少量的光缆解决众多用户的各类业务需求。这种模式适用于各运营商的信息化村通接入，将OLT设置在接入汇聚节点，光分路器放置在需要重点接入的区域，就可以在只占用2芯接入层光缆的情况下解决多个乡镇、村庄的语音和信息化接入。不过，考虑到EPON的接入距离一般在20 km以内，如果需要大范围地使用EPON接入，则需要将OLT的位置往用户侧靠近，因此需要设置多个接入汇聚节点。根据上述对EPON接入模式的分析，从技术角度来说EPON是可以应用在各类信息化综合接入中的，但是在实际应用中还需考虑成本、投入产出比等因素，EPON的应用仍存在一定的局限性：1、受政策制约及运营商之间竞争的影响，小区信息化接入的开展存在较多的变数；2、设备需要一次性投入，在建设初期如果用户数较少时相对成本较高，投资回报年限较长，在建设成本方面与目前普遍采用的PDH、MSTP、点到点接入等方式相比存在一定的劣势；3、EPON的接入范围一般为20 km，如果OLT设置在现有的传输汇聚节点，则对于一些偏远地区仍存在无法接入问题。第三章 EPON设备介绍本章主要是从EPON技术在现阶段商业运营环境中所使用的设备使用情况，根据EPON的技术特点，电信运营商如何选择电信设备，以及常用的EPON设备的特点和作用。目前市场EPON设备很多，国内著名的电信设备制造商华为和中兴等所生产的EPON设备技术已经很成熟，并占据了很大的市场份额。3.1 EPON的网络结构EPON(以太网无源光纤网络)是一种采用点到多点的(P2MP)结构的单纤双向光接入网络，EPON网络内部主要由OLT、ODN、ONU三个部分构成，其典型拓扑结构为树型，如图3-1所示。图3-1 EPON的网络结构OLT既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台它提供面向无源光纤网络的光纤接口。根据以太网向城域和广域发展的趋势，OLT上行将提供多个Gbit/s和10Gbit/s的以太接口，支持WDM传输。OLT还支持ATM、FR以及OC3/12/48/192等速率的SONET的连接。如果需要支持传统的TDM话音，普通电话线(POTS)和其他类型的TDM通信(T1/E1)可以被复用连接到上连端口，OLT除了提供网络集中和接入的功能外，还可以针对用户的QoS/SLA的不同要求进行带宽分配，网络安全和管理配置。OLT根据需要可以配最多块OLT(Optical Line Card)，OLT与多个ONU通过PON连接，PON是一个简单设备，它不需要电源，可以置于全天候的环境中，一般一个PON的分线率为8、16或32，并可以多级连接。在EPON中，OLT到ONU问的距离最大可达20km，如果使用光纤放大器(有源中继器)，距离还可以扩展。EPON中的ONU采用了技术成熟雨又经济的以太网络协议。在中带宽和高带宽的ONU中实现了成本低廉的以太网第二层第三层交换功能。这种类型的ONU可以通过层叠来为多个最终用户提供很高的共享带宽。因为都使用以太协议，在通信的过程中，就不再需要协议转换，实现ONU对用户数据的透明传送。3.2 OLT设备OLT作为整个网络/节点的核心和主导部分，完成ONU注册和管理、全网的同步和管理以及协议的转换、与上联网络之间的通信等功能，其外观如图3-2所示。图3-2 OLT外观图OLT作为EPON的核心，主要实现以下功能：1、向ONU以广播方式发送以太网数据；2、发起并控制测距过程，记录测距的信息；3、发起并控制ONU功率；4、为ONU分配带宽；5、支持EPON的统一网管，OLT是主要的控制中心，实现网络管理的五大功能。在EPON中，从OLT到多个ONU下行传输数据的过程采用数据广播方式发送，如图3-3所示。数据以变长信息包的形式从OLT下行广播到多个ONU。依据IEEE 802.3协议，信息包最长为1518字节。每个信息包带有一个EPON包头，惟一标识该信息包是发给ONU-1、ONU-2还是ONU-3。也可标识为广播信息包发给所有ONU或发给特定的ONU组(多点传送信息包)。当数据到达ONU时，ONU通过地址匹配，接受并识别发给它的信息包，丢弃发给其他ONU的信息包。例如，ONU-1接收信息包1、信息包2和信息包3，但只将信息包1传输给最终用户1。图3-3 EPON下行信息流分布EPON上行数据传输采用时分复用技术，每个ONU上行数据分配一个专用时隙，使得在数据汇合到公共光纤的时候，从ONU来的信息包不会互相干扰，如图3-4所示。例如，ONU-1信息包在第一个时间间隙传输，ONU-2信息包在第二个非重叠的时间间隙传输，而ONU-3信息包在第三个非重叠的时间间隙传输。图3-4 EPON上行信息流分布3.3 ODN设备ODN在网络中的定义为从OLT-ONU的线路部分，包括光缆、配线部分以及分光器（Splitter）全部为无源器件，是整个网络信号传输的载体。其中光缆部分选用G.652、G.657系列的全部型号光纤，分光器可以从1:21:32可选（1:64的分光器由于目前技术原因成本太高而没有得到正式商用）。ODN设备外观如图3-5所示。图3-5 ODN 设备外观3.4 ONU设备ONU作为用户端设备在整个网络中属于从属部分，完成与OLT之间的正常通信并为终端用户提供不同的应用端口，ONU外观如图3-6所示。图3-6 ONU设备外观ONU/ONT(区别为ONT直接接入用户网络，ONU与用户之问还有其它的网络连接)放在用户驻地侧CPE(Custom Premier Equipment)，EPON中的ONU主要采用以太网协议，实现ONU对用户数据的透明传送。OLT到ONU之间可实现高速的数据转发。在部分ONU中实现了成本低廉的以太网几层交换甚至是三层路由的功能，这种类型的ONU可以通过堆叠来为多个最终用户提供很高的共享带宽。ONU的主要功能如下：1、选择接受OLT发送的广播数据；2、响应OLT发出的测距及功率控制命令，并做出相应的调整；3、提供多业务接口，对用户的以太网数据进行缓存，并在OLT配备的发送窗日中向上行方向发送。第四章 EPON业务开通4.1 EPON业务开通流程在EPON接入模式下，可以实现宽带上网、企业互联、语音、IPTV、全球眼、视讯等多种业务的接入，根据接入终端类型不同，可以划分为2类，即家庭网关接入和企业网关接入（采用IP VPN或者专线的方式接入）。其中，家庭网关接入包括：PC终端：宽带上网、语音（SIP软终端）、全球眼等；机顶盒：IPTV；SIP硬终端：语音业务。企业网关接入包括：宽带上网业务、语音（SIP软终端）、全球眼；语音业务：SIP硬终端；视讯业务：视频会议。目前提供EPON的设备商众多，本论文将选取中国电信在三网融合下的EPON业务开通(宽带、语音、视频)进行应用说明。在EPON业务开通之前，通常需要做如下准备工作：l 工程规划、设计与施工l 资源规划l EPON全局参数配置l 业务测试l 资源管理宽带业务是目前EPON最主要的业务形式，EPON网络采用一点至多点的拓扑结构，取代点到点结构，大大节省了光纤的用量、管理成本。无源网络设备代替了传统的交换设备，减少了设备和运维成本。VoIP语音业务是信息最初的产物，电话是整个电信业务的基础，经过多年的技术积累和业务发展，电话业务已经得到了大面积的应用。特别是在NGN系统(Next Generation Network，下一代网络)应用下，是语音业务实现了跨越式发展。EPON IPTV（交互式网络电视）视频业务是一项全新的宽带业务，IPTV是一种集合宽带有线电视网、互联网、多媒体、通讯等多种技术于一体，面向家庭用户提供的包括数字电视在内的多种交互式服务。与传统的数字机顶盒相比，IP机顶盒实现了视频、语音、数据三者的融合，即三网融合业务。特别是随着网络带宽的进一步提升，10G EPON的实施，相信IPTV将会得到更加广阔的市场空间。EPON各种业务的基本架构如图4-1所示。图4-1 EPON宽带业务基本架构EPON各种业务的开通方式类似，都遵循一定的原则和流程，即业务受理->资源配置->线路安装->预约->装机验收->资料入库->定期回访，如图4-2所示。图4-2 宽带业务开通流程1、业务受理当用户需要开通宽带上网业务，应向当地电信部门提出申请，电信部门根据用户提出的需求，形成业务需求工单，需求工单应包括申请用户用户名，有效身份证件，业务需求位置，申请上网用户数量以及要开通的带宽，优惠套餐选择以及付费方式，用户有效联系方式以及用户对开通时间的要求等。待用户确认误会以后，形成正式业务工单，电信部门将在规定宽带开通时间范围内为用户开通EPON宽带业务。2、配置资源待用户需求确认后，将业务需求工单交予业务资源配置中心，配置中心将对用户的需求资源进行核实，看是否需要建设应急措施。然后进行软交换配置，将用户的宽带号码绑定到电信网络中。然后进行BARS配置，根据业务需要工单，完成BARS的认证的配置，包括接入认证，带宽限制等，BARS配置的执行单位包括数据维护中心部门。最后还需要进行EPON设备配置，EPON维护中心根据用户业务需求工单，完成ONU(Optical Network Unit光网络单元)的配置，主要是激活ONU及相关接口和限制用户下载速率等。3、线路安装这里的线路安装主要是指外线的安装，当完成网络资源配置后，相关部门将按照用户的网络区域，通知该区域电信网络线路维护中心，维护中心根据业务需求工单，完成外线的安装、跳纤、跳线等，包括光缆和铜线。4、预约当相关部门按照用户需求工单完成软环境资源配置和外线部署安装后，客服部门或按照部门将根据用户留下的联系方式，联系用户预约宽带到家的安装时间。5、装机验收根据同用户的预约时间，安装人员将上门为用户完成安装，线路引入室内，安装调试，检查ONU是否激活等，连接宽带，并测试是否可以进行宽带上网。待验证业务的可用性，用户确认后，交付使用。6、资料入库当宽带业务开通完成后，需要将用户的业务需求工单，安装清单等资料一并入库，结束业务需求工单。7、定期回访根据业务需要，电信部门会对客户进行定期和不定期回访，收取用户反馈和意见。4.2 EPON业务开通配置基本要求4.2.1 宽带业务开通配置基本要求1、OLT 配置l ONU注册：设置MAC地址认证或者逻辑标识认证。l 宽带业务VLAN配置：将OLT端口和ONU端口放入该业务VLAN，如需配置灵活的QINQ功能，则为每个PON口下的CVLAN配置相应的SVLAN。l ONU上行带宽的配置：设置DBA模板。l ONU下行带宽的配置：根据实际情况配置。l QoS配置：配置上网业务流的优先级（优先级排序为宽带<视频<VoIP）。l 下行加密配置。2、ONU配置l ONU注册：如果OLT设置为逻辑标识认证方式，还需要设置ONU的逻辑标识编号l 宽带业务VLAN设置：MDU（LAN）：这种模式下ONU的FE端口配置CVLAN，端口模式为标记模式或转换模式；MDU（DSL）：这种模式下DSL端口将PVC映射到用户的CVLAN；SFU：这种模式下ONU的FE端口配置为VLAN透传模式或标记模式；PON上行家庭网关：这种模式下ONU的FE端口配置为VLAN透传模式或标记模式。l QoS设置：针对MDU，配置上网业务流的优先级（优先级排序为宽带<视频<VoIP）。l 用户