（机械设计及理论专业论文）宽带无源光网络关键技术研究.pdf

武汉理工大学博士学位论文 摘要 当今社会是信息社会，处于电信网“最后公里”的接入网，由于其建设 的复杂性以及接入技术的众多选择性使其发展变得比较缓慢，基于a t m 的宽带 无源光网络( b p o n ) 是目前最具有吸引力的接入网技术解决方案之一。 本文在介绍宽带无源光网络结构、研究现状和发展趋势基础上，分析和研 究了实现b p o n 的几种关键技术，主要有o n u 的注册方法、测距过程、凇c 协议 及动态带宽分配( d b a ) 、0 n t 设计，对这些内容通过理论研究与实验仿真相结合 的手段，提出了一些有意义的思想、方法和结论，得到了关于本研究成果的实 验数据，并进行了结果验证。 首先，在第一章，介绍了电信网络的发展和接入网面临的问题，对现阶段 宽带接入技术及其研究现状进行了阐述和分析，并提出了本文研究工作的主要 内容。 第二章，对b p o n 系统结构体系做了介绍，阐述了b p 0 n 的关键技术，研究 现状及存在问题，本文工作重点。 第三章，对b p o n 系统测距方法和过程进行了探讨和分析，并对0 n u 设备在 0 l t 端注册方式进行了研究。根据传统二叉树算法，提出一种基于二进制指数随 机后退( b e b ) 算法的注册方法。与传统方法相比，o n u 采用随机后退的方式来 解决注册过程中的冲突机制，从而达到注册目的，是一种远端适应，而非局端 集中控制的方法。通过计算机仿真分析，b 阴算法实现简单，具有较高的注册效 率和较低的注册时延。 在此基础上，对测距过程进行了研究。传统测距过程实现烦琐且不易理解， 从提高测距效率和简化测距流程的角度出发，提出一种逐次测距流程，对0 n u 实现依次测距。 最后，利用网络仿真软件对b p o n 系统进行建模，对测距流程进行了仿真， 结果显示，测距流程完全正确，根据流程能够得到正确的均衡时延t d 值，并且 缩短了测距周期，简化了测距流程，测距流程具有良好的兼容性，同时为测距 过程的软件设计提供了一种可靠的预先验证方法。 第四章，对b p o n 的m a c 协议和带宽分配方法进行了研究。由于b p o n 上行 采用t 蹦a 方式共享带宽资源，为了防止碰撞和合理利用带宽资源，必须进行b p o n 上行接入控制和动态带宽分配( d b a ) 。在对b p o n 中m a c 协议分析的基础上，利 用排队论对b p o n 的接入过程进行了理论分析，得出了信元缓存队长分布和信元 逗留时问以及等待的时间的分布结果，为实际设计提供了理论依据。 武汉理工大学博士学位论文 然后，根据i t u - tg 。9 8 3 。4 中提出的两种动态带宽分配模式：状态上报s r 和非状态上报n s r ( 也叫空闲信元监控) ，分析了国内外学者在对s r 型d b a 的研 究方法和结果，但是对n s r 型的d b a 却没有资料显示对其进行的研究及成果， 因此，本文提出了一种基于n s r 的动态带宽分配方法，即预测式带宽分配方法。 基于n s r 的预测式动态带宽分配方法，以信道利用率为依据，对带宽进行再 分配，该协议支持综合业务的接入，具有透明性，同时按照时延将业务分为高 优先级的实时业务和低优先级的非实时业务，实时业务优先传输，对实时业务 的授权分配采用全局f i f o 并进行间隔方式，对不同队列的业务采用随机方式进 行分配体现公平性，充分降低了实时业务的时延抖动，对非实时业务进行预留 带宽保护，而且根据逐级递增或者递减的方式增加或者减少带宽，可以保证拥 有更多排队信元的o n u 得到更多的授权，可以降低信元丢失率。保证了不同业务 类型的q o s 。 通过对算法的计算机仿真，得到了信元平均时延c d 分布、时延变化c d v 分布、 队列长度分布以及它们与负载量大小等关系的曲线图，表明带宽分配算法对系 统性能和业务的q o s 要求具有重要影响，本算法实际可行，具有良好的性能。 第五章，研究了系统关键设备o n t 的设计方法。首先分析了0 n t 的总体结构、 上下行数据流的处理、o n t 的t c 层的功能和处理过程，然后选择了b l 公司b p o n 的t c 层处理芯片，完成了0 n t 的硬件设计。 结合硬件系统，研究了o n t 的关键技术t c 层的软件处理方法，并进行了软 件需求设计和概要设计。将软件划分为五大功能模块并设计出满足功能需求的 流程圈。系统具有钡0 距功能、提供下行业务的搅拌密钥功能、告警消息生成功 能、消息处理功能，并且提供至少一路语音信号v o i p 处理和至少一路f e 业务 处理，能够满足g 9 8 3 建议和o n t 实际系统应用需求所具有或者达到的目标和 性能。 通过本章的研究，对加速b p o n 系统研究及其缩短产品开发周期具有重要的 意义。 关键词：宽带无源光网络，测距，动态带宽分配d b a ，o i t ，o n t 设计 u 武汉理工大学博士学位论文 a b s t r a c t n o w a d a y s ，i ti si i i f o m a t i o nt e c l i i l o l o g y d e t y a o c e s sn e 恤，w h i c hi s “i n t h el 鹊tm i l e ”0 ft e l e a m m u n i c a 娃帆，d e v e l o ps l o w l yb e c 卸s ci 协o o m p l e x i t ya n d m 蹒s e do fa c c e s st e c i l n o l o 画e s b 】f o a d b 髓dp 昭s i v eo p t 妇lm 呐o r kb a d t h ca r m ( i j p o l ni so n eo ft h ei n o s ta t 仃a c t i v ea c c e 鼯n e t w o r ks o l u t i o nc i l r r e n t l y b 昭e do nt h ei n 删u c “o fs t m c t u r c ，f e s r c h i n 窑s t a t u sa n dd e v d o p i n g t d c n c yo fb p o n ，m ek e yt c c h n o l o 出si nb p o na 糟d i s c l l 豁e d 锄ds t u d i e d ， i n d u d i n gr e g i s t e t i i 培p r o c e 裙，r a n g i i l gp r o c e d l l 坤，m a cp t o c o i 觚dd y n 锄i c b a l l d w i d t ha l l o c a t i o n ，d c s i 鼬i n go fo n t b yc o m b i n a t i o no ft h et h r y 粕a l y s i s 弛d s o f t w a r es i m u l a t i o ne x p e r i m e n t a t i o n ，s o m es i 删6 c a t i v ei d c a s m c 也o d s蛐d t e c h i l o l o 西e sa r ep r o p o s e da n da l s os l e n d u s i sa 托l r o t t e n f u r t h e 加盹i r e ，t h e e x p e d m e n t a l d a t a 盯ed i s c u s s e d f i 戚。i nc h a p t e r1 ，t e l e o 啪n m u n i c a t i o nn 吐w o r kd e v e l o p m e n t 锄ds o m ep h b l 啪s f 弛dt oa c o 髑sn e t 、j v o r ka r ei l l t r o d u c e d ，t h ec l i r r e tb r o a d b 锄da c o st e c h n o l o 窟i e s 粕dr e s e a r c h i n gs t a t u s 盯ee x p a t i a t e do n m a i nr e s c s 盯c h i n gw o r ko ft h i sp a p c ra m p r c s c n t e d hc h a p t c r2 ，a f t e rt h ci n t r o d l l d i o fb p o ns y s t e mh 砌n 哪o r kt h ek e y t c c h n o l o g i e so fb p o n m s 衄r c h i n gs l a t u s 姐d m c i s t i n gp m b l c m s ，咖d y i n g f o c 惦o ft h i sp a p e ra r ep s c n t c d hc h a p t c r3 ，m g i n gp r o c c s so fb p o ni s 卸a l y s i z e d ，t h er e g i s t e r i n gm e l h o do f o n ud e v i c ea r er e s e a r c ：h e d a f t e rt l i ed i s c u 鹞i o no ft f a d i t i 衄a 1b i n a r yt 障ea l 窑o r i t h m ， o n er e 西s t e r i n ea l l r o d t l l mh 皓e do nt h eb i l l a r ye x p t i a lb 虻k o 圩( 髓mi s p m p e d c b m p a dw i t ht h eb i n a r yt r e e ，b e ba l 鼬d t h m 啪c l i n l i i l a t ct l i cc o l l i s i o n t op e d b n n 也em 西s t c i i n 譬p r o 晒b yb i c k i n go f fw i t l lr 瓶d o m ，i ti so n em e t h o do f r e m o t et c 功1 i n a l 咖血禹o tt h el o c a lt c 肌i n a lc o n t r o u i n g t l l l o u g ht h e 咖p u t 盯 s i n m l a t i 伽，t l i er e s u n ss h a wt i l a ti m ba 1 鼬r i t h mh 醛l o w 盯r c 西s t 洲叩t i i cd e i a v t 1 1 柚b i n a r vt r c e ，c a nb ei m p l e m e t c de a s i l ya n de 伍d t l y t h e n ，t h ei a n 出gp r o c e d l 】f ci sr e s e a r c h e d o nt h eb a s i sa fe n h 铷幽譬t h e r 卸百n ge f f i d c y 柚ds i i n p l i f y i n gt l i em 舀n gp r o c e “r e ，o nt h ec o n d i d o fc o l d p o n ，c 0 1 do n u ，ao n c - 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tq 9 8 3r e c o m m e d a t i o n 啪 m e c tw i u lt h ep m c i j ls y s t 啪f e q u i r c l n e n t so f0 n t 锄dt h cp e - 0 珊柚c e k e y 帅r d s ：b p o n 瑚g i | l 岛d b a ，o l t ，0 n td c s i 鲫j 1 i g 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：日期：趔：! ! ：哆 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权 保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部 或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 瑰醯慨q c hm 武汉理工大学博士学位论文 第1 章绪论 1 1 电信网的发展。叼 随着网络信息需求的爆炸式增长，用户对业务需求的多样化，通信信息技 术的不断更新和成本的持续下降，以及通信市场的日益开放，通信网以历史上 从未有过的速度发展。目前世界上各国都十分重视通信网的发展，形成一股强 大的全球信息化浪潮，预计未来有线无线接入都将完成从窄带向宽带的转交嗍， 而且用户业务的需求将发生深刻变化，预计在未来5 至1 0 年间，从业务需求和 市场应用的角度看，电信业最大和最深刻的变化将是从话音业务向数据业务的 战略性转变。1 0 0 年来直至今天，电信网的主要业务一直是电话业务。以前，语 音、数据、视频各种业务一般都是各行其道，分而治之。例如，公用电话交换 网( p u b l i cs w i t c h c dt e l e p h o n en c t 、o r k ，p s t n ) 用于语音通信，基于x 2 5 m 的公 用数据交换网( p a c k c ts 谢t c h c dd a t a 咐o r k ，p s d n ) 用于计算机数据通信， 有线电视网( c a b l et e l e v i s i o n ，c _ t v ) 用于传输视频信号即电视节日，为了能 够统一这种分散局面，u - t ( h t e m a t i 衄a lt c k c o m m u n i c a t i o nu n i t c l o m m u n i c a t i o ns t 趾d a r d i z a t i o ns e c t o r )i 1 2 1l 5 1 建议把瑚r m ( 缸c h 瑚o u s t r 柚s f e rm o d e ) 指定为宽带综合业务数字网( b m a d b 蛆di i l t c 盯a t e ds e f v i sd i 量i t a l n c m o r k ，b i s d n ) 的传输和交换模式。然而，近年来，数据业务呈现指数式增 长态势，视频业务也呈现高速增长的态势，在许多发达国家都已经提供了同时 提供语音、视频、数据三种类型业务的接入，网络技术的融合以及市场发展的 需要和宏观管制环境的变化将导致“三网融合”，因此三网合一( t d p l c - p l a y ) 是 一大发展趋势，当然这具有政策法规、性能、成本、技术等诸多敏感性。 电信网按照功能分为三部分：传输网、交换网和接入网。从整个电信网的 角度可以将全网划分为公用电信网和用户驻地网c p n ( c u s t o m e rp ”m i s e s n e 锕o r k ) 两大块，其中c p n 属用户所有，如图1 1 所示。其中，u n i 为用户网 络接口( u s e r n e t w o r kh l t e 嘲c e ) ，s n i 为业务节点接口( s e i c e n d d e i n t e r f a c e ) 。 u n is n i s n i u n i 图1 - 1 电信网的基本组成 武汉理工大学博士学位论文 目前，骨干传输网和核心网络都已经实现宽带化和数字化，惟独接入网因 其建设的复杂性以及接入技术的众多选择性使其发展交得扑朔迷离，而选择一 种合适的宽带技术对进入转型时期的我国接入网建设十分重要。但是有一点是 非常清楚的，那就是网络已经发展到以光纤代替铜缆进行数据信息的传输，能 够支持各种速率的业务i 9 j 。资料显示，由于传输业务的指数级增长导致光城域网 ( m e 仃0 p o l i t 锄- a r e an e t w o r k ，m a n ) 采用波分复用( w 押e l e n 群hd j v i s j o n m u l t i p l c x i n g ，w d m ) 方式进行数据传输【堋，而且这方面许多研究机构和企业 也在不断邀行新的研究，比如北电和西北大学以及s b c 通信正在研究采用 d w d m ( d 衄s ew d m ) 方式的1 0 g b i 柏光城域网【1 1 】。因此，未来的网络必将是 向以光纤为传输媒质的全光网络发展，这也代表了市场的需求。 1 。2 接入网简介h 羽。n 观 1 - 2 1 接入网结构 所谓“接入网”( 觚e s sn e m o r k ) 即为本地交换机与用户之间的连接部分， 通常包括用户线传输系统、复用设备，还可以包括数字交叉连接设备和用户 网络接口。因此，接入网可以被看作与业务和应用无关的传送网，主要完成交 叉连接、复用和传输功能。接入网的物理参考模型如图1 2 所示。 按照国际电信联盟( 删t ) 的g 9 0 2 建议【1 6 1 1 1 7 】的定义，接入网由业务节点 接口( s n i ) 和用户网络接口( u n i ) 之间的一系列传送实体( 例如：线路设施 和传输设施) 组成，为供给电信业务而提供所需传送承载能力的实施系统，可 经由管理接口( q 3 ) 配置和管理。 ( ，电信管理网( t m n ) 、 r 一下 一一 q 3 十十q 3 i 用产驻iu n il s n i l 鼍星麓卜- 瞿万巧r 由丽卜- j 叵暴圃 图1 2 接入网的物理结构 接入网可以提供的业务包括：本地交换业务( p s t n 业务、窄带i s d n 和宽 带i s d n 业务f 1 8 】、分组数据业务) 、租用线业务( 基于电路模式的租用线业务、 基于a r m 的租用线业务、基于分组模式的租用线业务) 、视频点播( v 0 d ) 和 武汉理工大学博士学位论文 音频业务、广播的视频和音频业务等等。 1 2 2 接入网的主要技术和应用 实现接入网的技术有多种，主要分为有线接入技术和无线接入技术两大类。 接入网的有线接入技术又可分为铜线接入技术、光纤接入技术和光纤同轴 混合接入( h v b r i d6 b c r 瓤i a l ，h f c ) 技术。 无线接入技术是一种正在迅遮崛起的新技术。无线接入技术主要有无线本 地环路接入、本地多点分配业务和卫星接入技术等。 1 3 宽带接入技术的研究现状和发展趋势”们瞳 宽带接入技术的发展从技术到应用都非常迅速，也越来越受到电信业界的 重视。 接入网的建设开始主要针对普通电话业务。随着信息技术和社会对高速数 据业务、多媒体业务的迫切需求，业务的综合性将愈来愈突出：b i s d n ( 如会 议电视、多媒体通信、c t v 等) 也将逐步深入家庭。光纤接入网被认为是提供 上述综合业务的最好方法，由于接入网中光纤化程度目前还很低，接入网内光 纤的发展将有一个广阔的市场。由于各种铜线接入网技术具有不同的优势和缺 点，因此，接入网技术在近、中期将继续以多样化的形式存在，实现相互补充 和配合。但铜线接入方式将成为制约用户增长的需求的“瓶颈”，而接入网的发 展趋势必然将由窄带向宽带过渡，逐步实现全业务宽带接入网，光纤接入仍然 是接入网发展的方向，并将最终实现光纤到户( 兀i h ，f i b e rt ot h eh o m c ) 。此 外，未来网络的发展方向将实现分组交换取代电路交换，接入网技术也必将向 分组化方向发展。 据资料显示，全世界的双绞线仍然占全部用户线的9 0 以上，由于经济方 面的原因，目前的金属接入网不会立即被取代，所以，铜线上的传输新技术和 应用得到了足够的重视。因此，如何利用这部分资源，成为近、中期接入网发 展的重要任务。 数字用户线技术( x d s l ，d i 酉t a ls u b s c 曲e r “n e ，x = a 、h 、s 、v ) 可以有 效地利用现有的电话铜线资源，保护已有的投资，将成为近、中期发展的一种 首选接入网技术。同时由于新业务的不断出现对网络带宽提出了新的需求，接 入网就成为网络发展的一个瓶颈【2 1 1 。 武汉理工大学博士学位论文 因此，光接入网成为未来接入网的最理想手段和主要发展趋势，光纤接入 网与铜线接入网相比具有两大优点：接入线路的传输距离大大延长，使接入 网的覆盖范围扩大，减少了网络的节点数量，简化了电信网的结构；可以为 用户提供各种高质量的宽带业务，从根本上解决了接入网的“瓶颈效应”问题。 目前无源光网络由于其采用无源光器件，实现光信号的透明传输，线路维护容 易，不存在雷电及电磁干扰，可靠性高，用户可以共享部分光设施等诸多优点 而成为下一代光接入网络的首选方案，主要包括传送删高速分组数据业务的 无源光网络( a p o n ，2 0 0 1 年以后改称为b p o n ) 、传输以太网包的无源光网络 ( e p o n ) 以及传输用户原有信号的无源光网络( g p o n ) 。它们代表了宽带接入 技术的发展方向，将成为较远鹈发展的接入网技术。 目前世界上已经有电信运营商提出发展舳的计划和技术方案采用 b p o n ，但是各国实际情况不同会使选择的p o n 类型也不一样f 2 2 】。b p o n 从最 初的a p o n 到更名为b p o n ，后来又在b p o n 的基础上由欧洲资金赞助的a c r s ( 先进通信技术和服务) 工程中的p i a n r ( 光本地接入网) 项目组提出了一种性 戆更优的p o n q u p e r p o n 【捌。【2 8 1 ，能支持更大的分光比和更远的传输距离， 并对上行帧和m a c 协议内容有所改变，在性能上有一定的提高，并且也有人员 在对其进行研究。e p o n 是第一英里以太网联盟( e t l l e m e ti l lt h e tm i l e a l l i 卸c c ，e 野d a ) 2 0 0 0 年底提出的，并在2 0 0 4 年7 月通过了e p o n 的m e 跚2 3 a l l 标准( 2 9 h 3 2 l ，主要优点在于【3 3 1 ，它能够传输以太网包携带球数据业务，不用进 行衄m 信元和以太网包之问的转换，带宽高，但是业务的q o s 不如b p o n 。其 它采用的技术基本与b p o n 的q 9 8 3 建议中许多内容类似。 g p o n 是f s a n ( f u 珏s e n r i c ea c c e 醛n 咖o r k ) 在2 0 0 2 年9 月提出的“对 全部协议开放地进行完全彻底的重新考虑”的p o n ，其协议草案为g 9 8 4 系列 【3 4 l 【3 5 j ，主要技术优势在于【3 6 】1 【4 1 】，采用g f p ( g e n 商cf r 踟i n gp r o t o c 0 1 ) 通用帧 协议，能将任何类型任何速率的业务进行原有格式封装后由p o n 传输。高比特 率，高带宽，带宽利用率高，继承g 9 8 3 协议成果具有丰富的业务管理能力。 1 4 本文研究工作的主要内容 b p o n 采用m j tg 9 8 3 系列建议，可分为物理媒质层、传输会聚层和通道 层。传输会聚层可划分为p o n 传输层和适配子层。p o n 传输层位于物理媒质层 和适配子层之间，是b p o n 技术实现的关键。根据b p o n 的研究现状和目前存在 武汉理工大学博士学位论文 的问题，本文在以下各个方面重点进行了研究。 1 测距( r a n g i n g ) 过程 上行的各个m 在到达o d n 合光点时必须要同步，否则各0 n u 的信息就会 产生冲突，使各个o n u 达到同步的过程称为测距。如何设计测距过程和使测距 精度达到要求，是b p o n 研究的重点之一。 测距之o u 必须知道各个0 n u 的s n ，s n 搜索过程即o n u 的注册是一个研究 点。 2 媒质接入控制( m a c ) 协议与动态带宽分配 由于b p o n 系统在上行方向共享传输媒质，所以必须进行上行接入控制，以 控制各个o n u 不发生冲突和提高信道利用率。p o n 系统为共享带宽网络，要求网 络有一个功能强大的媒质接入控制( m a c ) 协议，用以完成信元时隙分配、带宽的 动态分配、接入请求殷权等功能。因此，本文将进行动态带宽分配( d b a ) 和 上行接入的过程的研究，并利用计算机仿真方法对d b a 算法进行验证。 3 光网络终端t c 层设计关键技术的研究 b p o n 的p o n 传输特定1 层功能是b p o n 系统实现的关键和核心技术。 本部分主要研究0 n t 的传输会聚层的软件实现方法，目的是为了研究0 n t 的 g 9 8 3 协议实现过程，提供该关键技术的设计参考依据。论文结合软件和硬件主 要进行软件流程设计，并且在基于硬件的基础上分别进行了软件概要设计和详 细设计，设计过程中考虑满足高速数据和实时任务处理的要求，为b p o n 中o n t 设备的设计提出了一种解决方案。 4 其他关键技术的研究 其他关键技术比如电路仿真技术、越m 技术( 交换、适配，a 刑层处理) 以及b p o n 的组网、发展方向仍然需要进行研究。 武汉理工大学博士学位论文 第2 章b p o n 系统介绍 无源光网络( p o n ) 无论从技术方面还是经济性方面都是解决“最后一公里” 瓶颈问题最有吸引力的方法之一。随着人们对宽带业务需求的急剧增加f 4 2 1 ，以 及口业务的爆炸式增长，在此需求压力的驱动下，p o n 技术得到了很大的发 展，因此，为了满足用户的需要和“三网合一”，建立一种能够同时支持话音、 数据、图像等多种业务的接入网络体系结构是非常有意义的。b p o n 就是这样 的一种低成本的方案。对实现f t r p ( 光纤到户) 具有重要的现实意义。 f s a n 从1 9 9 8 年开始已提出了r r u - t g 9 8 3 系列标准，因它是用 了m 作传 输协议，所以名为a p o n ，其最高速率为6 2 2 m b i 体。1 9 9 8 年1 0 月，u - t 通 过了q 9 8 3 1 建议，即“基于无源光网络的宽带光接入网”，主要规定了标称线路 速率、光网络要求、网络分层结构、物理媒质层要求、会聚层要求、测距方法 和传输性能要求等。2 0 0 1 年底，f s a n 更新网页把a p o n 改名为b p o n ，即“宽 带p o n ”。 2 1b p o n 的结构 基于加m 的宽带无源光网络是由r r u - t 制定的一系列标准建议所规范的， 分别从不同方面对b p o n 进行了规定和说明，下面对b p o n 中各个部分结构分 别说明。 2 1 1 网络拓扑结构 i u 口t 制定的建议g 9 8 3 1 i 矧、g 9 8 3 2 m 、g 9 8 3 3 1 4 5 】都对b p o n 的网络结构 和性能要求等方面进行了规范，b p o n 网络拓扑结构多采用星型或树型，分支 比为1 ：3 2 。图2 1 是b p o n 的网络结构【“。 图中u n i 为用户节点接口，s n i 为业务节点接口，o l t 为光线路终端，0 n u 为光网络单元，o n t 为光网络终端，0 d n 为光配线网。从o 往o n u 传送下行 信号时采用t d m ( t i m ed i v i s i 蚰m u l t i p l e x ，时分复用) 技术；0 n u 传送到o l t 的上行信号采用t d m a ( t i m ed i v i s i o nm u l t i p l e a c c c s s ，时分多址接入) 技术。 b p o n 所采用的双向传输方式主要有两种：一种是单向双纤的空分复用方式s d m ( s p a c ed i v i s i o nm u l t i p l c x i n g ) ，工作波长限定在1 3 1 m 区；另一种是单纤双向 的租波分复用方式w d m ，上下行波长分别工作在1 3 1 0 n m 区和1 5 5 0 珊区。在 武汉理工大学博士学位论文 1 3 1 0 n l i l 1 5 5 0 n m 的w d m 器件和1 3 1 0 i i m 波长段的激光器价格逐渐下降的情况下， 采用w d m 是经济可行的方案，并且删- t 已经在这方面有了详细的规范和标准 阳。传输速率采用上下行非对称1 5 5 5 2 m b p s ，6 2 2 0 8 m b p s 或者对称1 5 5 5 2 m b p “1 5 5 5 2 m b p s ，后来在2 0 0 1 年删- t 又增加了对称的6 2 2 0 8m b p s ，6 2 2 鸺m b p s 结构【船】。 雅姗。二 o l t u l l l j 。 b d c 5 sn e t w o 盘 l 培t _ r 讲k o n u0 口世叫惭o 血u m l 0 盯0 p 吐叫啪咄t e n n j 畦b n 0 u o 硼咖u 叶n 蚴删蛐 n tn e | w 口r k l 妇删n 删锄 图2 1b p o n 系统网络结构 2 1 2 分层结构 b p o n 的分层结构是基于r r u t 建议g 9 8 2 ，协议参考模型分为物理媒质层、 传输会聚( t c ) 层和通道层。表2 1 为b p o n 的分层结构说明，通道层对应于 朋眦层中的v p ( 虚通道) 。 物理媒质层为系统提供了最低层的物理链路，t c 层分为p o n 传输子层和 适配子层，p o n 传输子层主要规定了上下行接口、传送特定t c 功能、o a m ( 操 作管理与维护) 功能、p u ) a m ( p h y s i c a li 丑y e r0 p e r a t i o n ，a ( i m i n i s 仃砒i o n 珏d m a i n t c n a n c e ) 信道消息格式和内容、测距等内容，主要完成比特字节同步、突 发同步、帧定位、测距、授权处理、下行p “) a m 消息处理、上行p u ) a m 消 息产生、告警产生、搅拌处理、b i p 8 ( b i ti n t e r l e a v e dp a r i t y ) 检测、微时隙分配、 武汉理工大学博士学位论文 带宽申请、定时器处理等功能，是b p o n 系统设计的关键。删适配子层( 特 定t c 层) 功能包括信元定界、速率去耦、h e c ( h e a d e re f r o rc o n t r 0 1 ) 、d s s ( d i s t r i b u t e ds 鲫p l es c r a m b l e r ) 同步解扰、f s s ( f r 锄es y n d 】r o n o u s s c 瑚n b l i n g ) 扰码等，通道层则负责觚m 业务的处理，详见参考文献f 4 9 】。 表2 1 b p o n 的分层结构 通道层 参考i 7 3 2 传输媒质层 t c 适配参考i 7 3 2