PON技术原理分析与概述.doc

APON（基于ATM） BPON（基于ATM） GPON（基于ATM:异步传输模式和GEM：GPON Encapsulation Method） EPON/GEPON（基于以太网）GPON与EPON/GEPON的区别GPON中的ATM封装模式已经不常用了，GEM是GPON的常用模式。encapsulation英音：in,kpsjulein 封装 封装BPDU:网桥协议数据单元（Bridge Protocol Data Unit)。是一种生成树协议问候数据包，它以可配置的间隔发出，用来在网络的网桥间进行信息交换。作为当今主流的两种pon技术，我们来简单的比较一下gpon和epon两种技术两种技术的准从标准，gpon符合itut的标准而epon是ieee指定的标准速率上看gpon是非对成的下行2.488g上行1.244g，而epon上下行对成都是1.25g从分光比来看，gpon支持最大1：128的分光比，而epon支持1：64，但是实际上从协议上看我们的gpon最大可以支持到1：256的分光比承载业务上看gpon可以承载atm eth tdm等多种业务而epon仅仅可以支持eth带宽效率上gpon的92明显高于epon的72Qos gpon可以支持多种业务的的qos，而epon主要是ethqosDba格式来看，gpon的dba是标准格式，在itut的标准中着明确的规定，而epon是各个厂家自行定义，没有一个统一的标准，兼容性不好Ont的管理上，gpon有着专门的协议omci用来做终端管理，只要gpon的设备均遵从omci协议，那么不同厂家的终端和局端设备的互通性要容易的多，而epon都是厂家自己定义，这就给将来的on和olt的t互通带来很大难度OMCIONU Management and Control Interface是GPON标准中定义的一种配置传输通道，通过在OLT和ONT之间建立专有的ATM PVC或者GEM PORT传输OMCI消息，用于提供标准的获取ONU能力，并对其进行管理和控制的方法。ONT所有的配置都由OLT来控制，但在有告警或者属性改变的时 候，ONT会主动上报消息，ONT只能主动上报三种消息：Alarm、AVC和 Test Result。 ONT在向OLT注册时建立OMCI通道。OMCI是主从式管理协议，OLT是主设备，ONT是从设备，OLT通过OMCI通道控制OLT下面连接的多 个ONT设备。OLT和ONT的OMCI消息交互采用了停等机制，在OLT收到了正确的回复消息后，才会下发下一个消息配置，单个OMCI消息的超时时间 1s。BPDU网桥协议数据单元（Bridge Protocol Data Unit)。是一种生成树协议问候数据包，它以可配置的间隔发出，用来在网络的网桥间进行信息交换。 BPDU叫做桥协议数据单元（Bridge Protocol Data Unit）。到底是怎么回事，对一个可网管的交换机又有什么作用呢？ 这得从网桥说起。网桥有三种典型的方式：透明桥、源路由桥与源路由透明桥。网桥典型地连接两个用同样介质存取控制方法的网段，IEEE 802.1d规范（此规范是为所有的802介质存取方法开发的）定义了透明桥。源路由桥是由IBM公司为它的令牌环网络开发的；而源路由透明桥则是透明桥 和源路由桥的组合。桥两边的网段分属于不同的冲突域，但却属于同一个广播域。 在一个桥接的局域网里，为了增强可靠性，必然要建立一个冗余的路径，网段会用冗余的网桥连接。但是，在一个透明桥桥接的网络里，存在冗余的路径就能建立一个桥回路，桥回路对于一个局域网是致命的。 生成树协议是一种桥嵌套协议，在IEEE 802.1d规范里定义，可以用来消除桥回路。它的工作原理是这样的：生成树协议定义了一个数据包，叫做桥协议数据单元BPDU（Bridge Protocol Data Unit）。网桥用BPDU来相互通信，并用BPDU的相关机能来动态选择根桥和备份桥。但是因为从中心桥到任何网段只有一个路径存在，所以桥回路被消 除。 在一个生成树环境里，桥不会立即开始转发功能，它们必须首先选择一个桥为根桥，然后建立一个指定路径。在一个网络里边拥有最低桥ID的将变成一个根 桥，全部的生成树网络里面只有一个根桥。根桥的主要职责是定期发送配置信息，然后这种配置信息将会被所有的指定桥发送。这在生成树网络里面是一种机制，一 旦网络结构发生变化，网络状态将会重新配置。 当选定根桥之后，在转发数据包之前，它们必须决定每一个网段的指定桥，运用生成树的这种算法，根桥每隔2秒钟从它所有的端口发送BPDU包，BPDU 包被所有的桥从它们的根端口复制过来，根端口是接根桥的那些桥端口。BPDU包括的信息叫做端口的COST，网络管理员分配端口的COST到所有的桥端 口，当根桥发送BPDU的时候，根桥设置它的端口值为零。然后沿着这条路径，下一个桥增加它的配置端口COST为一个值，这个值是它接收和转发数据包到下 一个网段的值。这样每一个桥都增加它的端口的COST值为它所接收的BPDU的包的COST值，所有的桥都检测它们的端口的COST值，拥有最低端口的 COST值的桥就变为了指定的桥。拥有比较高端口COST值的桥置它的端口进入阻塞状态，变为了备份桥。在阻塞状态，一个桥停止了转发，但是它会继续接收 和处理BPDU数据包。TDM 与 TDMA区别TDM: Time Division Multiplex 时分多路复用TDMA: Time Division Multiple Address 时分多路访问相同点是两者都是将时间分为小的time slot。不同点在于，TDM把time slot用在multiplexing，TDMA把time slot用在multiple access。在802.16e中，可以这样认为：TDM使用由发送者已经预设好的频宽分配的方式；而TDMA则定义多个节点争取有限频宽的方式。用一个比较粗俗的例子做比喻：假若某男有N个女朋友;该桃花运男要与这些女友进行约会。如果某男自己排好了一个约会次序表，决定好了什么时候与哪个女友约会，则这种方式可以看作是TDM；如果某男没有一个明确的约会次序表，何时与某女约会完全取决于这N个女友之间的竞争，竞争胜利者可以获得与某男约会的机会，则对于这N个女友而言，这种方式可以看作是TDMA。“在WiMAX系统中,于PON类似，下行链路采用TDM数据流,在上行链路采用TDMA方式,即每个客户端只有在分配给自己的时隙内发送数据。”OLT: optical line terminal(光线路终端），用于连接光纤干线的终端设备。1、向ONU(光网络分配单元）以广播方式发送以太网数据； 2、发起并控制测距过程，并记录测距信息； 3、为ONU分配带宽；即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小ODN Optical Distribution Network光纤分配网络是基于PON设备的FTTH光缆网络。其作用是为OLT和ONU之间提供光传输通道。从功能上分，ODN从局端到用户端可分为馈线光缆子系统，配线光缆子系统，入户线光缆子系统和光纤终端子系统四个部分ONU (Optical Network Unit) 光节点。ONU分为有源光网络单元和无源光网络单元。 一般把装有包括光接收机、上行光发射机、多个桥接放大器网络监控的设备叫做光节点。1、选择接收OLT发送的广播数据； 2、响应OLT发出的测距及功率控制命令；并作相应的调整； 3、对用户的以太网数据进行缓存，并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送。在EPON网络结构中，物理链路为点到多点，在逻辑链路上OLT通过P2P仿真技术，为每个ONU都指定一个虚拟链路连接，每个链路都通过一个LLID来唯一标识，在ONU注册成功后，OLT会动态地为其分配一个LLID（上行：TDMA技术）。EPON上行数据通道采用时分多址技术，通过OLT控制ONU在不同的时隙发送上行数据，一个时隙内可能包含多个802.3以太网数据帧(在TDM时隙中传送IP数据包)。EPON下行采用广播方式，数据通过802.3帧前导码中的LLID来标识导出，ONU仅允许数据帧中的LLID与自己的LLID相同的数据帧通过。EPON系统在上行采用1310nm波长的TDMA方式，下行采用1490nm波长的TDM方式1、业务带宽分配对于广电网络，广播型的视频业务依然通过传统的HFC网络来提供，EPON网络所服务的业务主要包括：交互电视（视频点播）、互联网接入、VOIP，这三种业务的带宽需求分别为2Mbps 、1Mbps、128Kbps，每户总计需求在3Mbps左右，因此采用FTTB+EoC方式完全能够满足实际用户的需求。2、EPON覆盖范围的设定EPON的覆盖范围是指每一个PON口的覆盖用户数，也可以理解为1.25G的带宽所服务的用户数，在光纤线路资源不变的情况下，可以通过灵活的设计每个PON口的分光比来改变覆盖范围。由于每户的静态带宽需求在3M左右，对于一个1.25G的PON口，所能同时服务的用户数量为360户左右，假定用户开通双向业务的比例为30%，且只有50%的用户在同时使用三种业务，则每一个PON口所能覆盖的用户数约为2400户，在实际工程可以取2000户，即按每个PON口覆盖2000户进行设备配置和设计分光网络。 3、最后100米入户方式结合EoC铜缆基带方式，EPON方式可以很好的解决入户问题，同时还可以语音、视频点播、互联网接入、交互电视等多种增值业务。4、综合业务传输能力EPON技术改变了广电网络光缆资源对数据业务发展的限制，对于高收益的