EPON技术培训PONT版本.ppt

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1、,EPON技术详解,EPON技术和产品培训,光纤接入网OAN简介无源光网络PON概念EPON技术原理EPON关键技术,光纤接入网Optical Access Network,光纤接入网络模型,光纤,Core高折射率玻璃芯 Carries the light signalsSilica and a dopantCladding低折射率硅玻璃包层 Keeps the light in the corePure SilicaCoating加强用树脂涂层 Protects the glassAcrylate(plastic),Source:Corning Incorporated,光纤基本构造,全反射

2、原理Optical fibers work on the principle of total internal reflectionLight waves(“modes”)are reflected and guided down the length of an optical fiber,CORE,CLADDING,Optical Fibre Cable,光纤导光机制,熔锥型,光波导型,光纤分路技术,两种常用的无源光分路器（ODN，Splitter）：,器件功能：将一路输入光信号进行光功率分割，分成多路输出（可以等分，也可以按照需要定制功率分配比）典型的分路器实现1：2到1：32的分光器

3、件特点：无源器件，不需要供电，环境适应能力较强,光纤分路衰减,每当光信号被分到两条通路,一半功率被分到一边，另一半功率被分到另一边。所以每个方向得到一半的功率，相当于信号被减少了 10log(0.5)=3 dB。经验上的衰减约为3.5 dB,所以对于1310 nm波段，每个双向的光分离约损耗大约相当于10 km 距离。,每公里光纤衰减约为0.25 dB(1550 nm)到 0.4 dB(1260-1360 nm),光纤接入技术分类,PTP 以太网N/2N 光纤2N 光收发器PTP Curb 以太网最少光纤2N2 光收发器区域供电PTMP 以太网最少光纤N1 光收发器无源光分路器CO侧最少的光纤

4、/空间下行流广播（Video）,N subscribers,N subscribers,N subscribers,以太网光纤接入的具体形式,EPON技术和产品培训,光纤接入网OAN简介无源光网络PON概念EPON技术原理EPON关键技术,无源光网络PON概念：Passive Optical Network,无源光纤网络（PON）技术是一种点到多点的光纤接入技术，它由局侧的OLT（光线路终端）、用户侧的ONU（光网络单元）以及ODN（光分配网络）组成。所谓“无源”，是指ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，因此其管理维护的成本较低。,无源光

5、网络和有源光网络的对比,LanSwitch,LanSwitch,LanSwitch,OLT,Splitter,Splitter,网络可靠性高,PON组网,交换机组网,PON属于无源光学网，网络中无有源电子器件，这意味着维护成本将显著降低。由于网络组件数量少，因此故障点也将相应减少，进而运营支出也会最大程度地降低。,PON的标准发展历程,PON中所使用的标准,PON的协议栈,不同PON间的比较,EPON技术和产品培训,光纤接入网OAN简介无源光网络PON概念EPON技术原理EPON关键技术,EPON的典型结构,OLTOptical Line Terminal，光线路终端ONUOptical Ne

6、twork Unit，光网络单元 POSPassive Optical Splitter，无源光分路器/耦合器ODNOptical Distribution Networks，光纤分布网,EPON的原理单纤波分复用,EPON系统采用波分复用WDM技术，实现单纤双向传输。为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，采用以下两种复用技术：下行数据流采用TDM统计时分复用技术；上行数据流采用TDMA时分多址接入技术。,1490nm,1310nm,EPON的原理单纤波分复用,EPON采用单纤波分复用技术下行1490nm 上行1310nm 1550nm可选用于视频,EPON的原理下行TDM传输,OLT

7、向多个ONU发送广播IEEE802.3帧(与Ethernet同),最长为 1518 BytesUnicast单播帧经过光分支器仍会以广播方式送至各ONU方向,但是ONU会将属于自己的包接收(Header中指明),其余丢弃数据包的接收是由802.3帧的前导码中的LLID（逻辑链路编号）来标识,下行方向的流量,会依据一定的时间长度作分隔(如图)各ONU的带宽大小配置由OLT控制利用长度1-byte,时间间隔 2-ms 的同步标记码(marker)作同步,EPON的原理上行TDMA传输,各ONU时隙必须同步，否则碰撞发生冲突每个ONU拥有自己的时隙,唯有属于自己的时隙方能传送封包分支器将来自不同ON

8、U的信号耦合至单一光纤,上行数据流会划分成不同ONU的时隙，上行流每隔2ms周期性的传送1-N个ONU时隙(对应ONU-1N)ONU定期发送64字节的REPORT信息向OLT报告状态，若ONU空闲，OLT可以把该ONU的时隙动态分配给其他ONU使用。,EPON技术和产品培训,光纤接入网OAN简介无源光网络PON概念EPON技术原理EPON关键技术,EPON关键技术,MPCP多点控制协议（Multi-Point Control Protocol）,EPON使用MPCP控制点到多点（P2MP）的光纤网络；MPCP主要功能：完成带宽分配、带宽轮询、自动发现过程和测距，在MAC控制层完成；引入了新的6

9、4字节MAC控制信息，GATE和REPORT用于分配和请求带宽，REGISTER信息用来控制自动发现过程；MPCP提供了用于网络资源优化的手段：测距技术进行补偿；ONT报告带宽需求以用于DBA；协商光参数优化性能；,MPCP多点控制协议（Multi-Point Control Protocol）,功能：ONU的自动发现和注册ONU的动态测距ONU的带宽分配OAM处理,MPCP协议帧,GATE：在自动发现过程和正常数据操作过程中发送授权时间片给 ONU，以便ONU根据所分配的时间片进行数据发送。REPORT:从ONU发往OLT用于报告ONU的状态以及请求。REGISTER_REQ：ONU发给OL

10、T在自动发现过程用于ONU注册请求。REGISTER：OLT发给ONU用于对REGISTER_REQ消息的响应。REGISTER_ACK：ONU发给OLT指示整个注册过程的结束。,MPCP协议帧格式,MPCP协议帧格式和802.3 MAC帧相同，协议类型为0 x8808，Opcode域指示不同的MPCP帧类型。,LLID逻辑链路标识（Logical Link Identifiers）,LLID占据原802.3以太网帧前导码（preamble）部分两个字节的空间。LLID总共16位，最高位为模式位，剩下15位指明对应的MAC地址的LLID；该标识表明数据帧是指定给ONU（ONU1、ONU2、.O

11、NUn）中的唯一一个；通过MAC地址和LLID的映射，完成了在P2MP拓朴上的点对点仿真。,LLID在802.3帧中的具体位置,ONU和OLT操作,OLT执行自动发现的过程，包括测距、LLID的分配、带宽分配时钟同步的发起ONU注册控制QoS控制DBA控制安全控制ONU时钟同步响应注册发起接收响应OLT的各类指令,ONU的自动发现过程(Discovery),OLT周期性的发送GATE帧，其中包含了ONU可以利用的Discovery时隙窗口，使得离线ONU可以发送消息让OLT知道其存在；离线ONU在接收到Discovery GATE帧后，发送REGISTER_REQ帧给OLT，其中包含了ONU的

12、MAC地址和其他参数；OLT接收到一个有效的REGISTER_REQ消息后，注册该ONU，分配一个新的逻辑端口标识符(LLID)并与对应的MAC地址绑定；OLT发送REGISTER消息给新近发现的ONU，消息中包含分配给该ONU的LLID。这时OLT已经有足够的信息来调度ONU以访问PON网络，同时发送标准GATE帧以允许ONU发送REGISTER_ACK消息，在OLT接收到REGISTER_ACK消息后，该ONU的整个发现过程就完成了。,Discovery流程 Registration&Ranging,同步和测距技术,EPON中各ONU接入采用TDMA方式，需要全网同步。由于不同的ONU与OLT的距离各有不同，因此为了避免冲突，对此作一定的补偿，通过计算不同ONU到OLT之间的往返时间(RTT)来完成这一功能。,EPON技术培训,谢谢！,