EPON技术.ppt

EPON发展史EPON的结构EPON的工作原理EPON的可靠性EPON的优点EPON的实际产品 一 EPON发展史 光纤接入技术 EPON 光纤接入分为有源 P2PEthernet 和无源 PON 两种模式 PON是未来光纤接入技术的主流模式 适合大客户专线接入 适合FTTH O的应用 我们来看看 什么是PON PassiveOpticalNetwork无源光网络 OLT ONU OpticalLineTerminal光线路终端 OpticalNetworkUnit光网络单元 PSTN Internet ONU ONU PON由光线路终端OLT OpticalLineTerminal 光网络单元ONU OpticalNetworkUnit 和无源分光器POS PassiveOpticalSplitter 组成 PassiveOpticalSplitter无源分光器 ONUOpticalNetworkUnit光网络单元ONTOpticalNetworkTerminal光网络终端ODNOpticalDistributionNetwork光分配网络OLTOpticalLineTerminal光线路终端WDMWavelengthDivisionMultiplexModule波分复用模块接口 通信业界多年来一直认为 PON PassiveOpticalNetwork无源光网络 是接入网发展的方向 它在解決宽带接入问题上 无论设备和运行 护维 管理方面 它的成本相对便宜 提供的带宽足以应付未来的各种宽带业务需求 所以为大多数人接受 PON自从在20世纪80年代被采用至今 已历经了几个发展阶段 电信运营商和设备制造商开发了多种协议和技术以便使PON解决方案能更好的满足接入网市场需求 APON ATMPON 1995年提出 1996年由13家大型网络运营商同它们的主要设备供应商组成了FSAN FullServiceAccessNetwork 联盟 155Mb s的PON系统技术规范 ATM传输协议 ITU TG 983系列标准 BPON BroadbandPON 2001年 APON标准后来得到了加强 可支持622Mb s的传输速率 同时加上了动态带宽分配 保护等功能 能提供以太网接入 视频发送 高速租用线路等业务 宽带的PON APON BPON的局限 当电信公司开始部署更多的以太网和交换式以太网以传输高速数据和交互式数字视频业务时 为满足电信公司不断增长的带宽需求 APON BPON在升级时存在困难 例如 APON BPON一般只能升级到下行 从中心局到用户驻地 622Mbps和上行155Mbps 并且在除去ATM开销后 可用带宽只有448Mbps 同时APON BPON还存在着一系列的问题 APON BPON二层采用的是ATM封装和传送技术因此存在带宽有限 带宽损失大 数据包开销大 协议转换麻烦 承载IP业务效率低 技术复杂 设备昂贵 多厂家互操作性差等 随着以太网技术的异军突起 APON BPON技术一直没有得到大规模应用 未能在市场上取得成功 GPON GigabitPON FSAN联盟进行1Gb s以上速率的PON标准研究 希望提出一种方案 除了能运行在更高的速率外 还要在多业务 可扩缩性等方面较之其它的PON效率更高 这一研究使得GigabitPON GPON 出现 2003年1月 ITU T批准确立了GPON标准 目前 GPON的商用进展较缓慢 不同厂家设备的兼容性解决还有漫长的路要走 EPON EthernetPON EPON将以太网技术与无源光网络 PON 技术结合起来 其目标是用最简单的方式实现一个点到多点拓扑结构的千兆以太网光纤接入网络 EPON属于IEEE以太网标准范畴 对于向全IP网络过渡是一个很好的选择 EPON降低了初始成本和运行成本 可以大量采用以太网技术成熟的芯片 实现简单 相对成本低 维护简单 容易扩展和易于升级 EPON发展现状 EPON是两种最佳的技术和网络结构的结合的产物 EPON采用点到多点结构 PON 无源光纤传输方式 在以太网之上提供多种业务 目前 IP Ethernet应用占到整个局域网通信的95 以上 EPON由于使用了经济和高效的结构 是连接接入网最终用户的一种最有效的通信方法 10G以太主干和城域环的出现也将使EPON成为未来全光网中最佳的最后一英里的解决方案 在EPON产品方面 国际上领先地位的有Alloptic Salira等新兴公司 也有一些老牌公司如NokiaBroadband QuantumBridge等 国内 已有十几家公司研发和生产EPON产品 比较领先的有Salira 中国 烽火通信公司 中兴通信公司 H3C公司 UT斯达康公司 傲信科技公司 华为技术公司 北京格林威尔公司 武汉无源光网络公司等 这些EPON产品支持上下行对称1G带宽 支持ONU的自动加入 支持TDM业务 提供动态 静态带宽分配 弹性保护倒换等功能 二 EPON的结构 1 EPON的网络结构EPON系统是一个典型的光接入网 它由ITU T定义 如下图示 一个典型的EthernetoverPON系统由OLT ONU POS组成 OLT OpticalLineTerminal 放在中心机房 ONU OpticalNetworkUnit 放在用户设备端附近或与其合为一体 POS PassiveOpticalSplitter 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中使用单芯光纤 在一根芯上转送上下行两个波 上行波长 1310nm 下行波长 1490nm 另外还可以在这芯光纤的下行叠加1550nm的波长 来传递模拟电视信号 主干光纤上同时传输1490 1550 1310nm三个波长 节省一芯主干光纤 但是增加了两个高隔离度的WDM器件 同时 使CATV光节点缩小到一栋楼 按ONU安放的位置 可以将EPON分为三种接入方式 FTTH FTTO ONU安置在用户家中或办公室中 即光纤入户 此时ONU称为ONT FTTB ONU安置在楼棟或楼棟单元 即光纤到楼 FTTC ONU安置在街边 即光纤到街边 除了FTTH FTTO是光纤入户外 其它方式从ONU到用户可采用双绞线或铜轴电缆接入用户 2 EPON的构成一套典型的EPON系统主要包括有源网络设备和无源光分配网两大部分 有源设备包括 光线路终端OLT 光网络单元 光网络终端ONU ONT 无源光分配网 由局端到用户端的光纤和无源光分配器 P0S 组成 称为无源光网络 光分配网PON ODN OLT功能 OLT位于根节点 通过PON ODN与各个ONU相连 在下行方向 即向ONU方向 OLT提供面向无源光纤网络的光纤接口 PON接口 在上行方向 即向城域骨干网方向 OLT将提GE GigabitEthernet 接口 将来 OLT也会支持10Gbit s以太网的高速接口 根据需要 也可以配置其它接口 为了支持其他流行的协议 OLT还可支持ATM FR以及OC3 12 48 192等速率的SDH SONET的接口标准 OLT通过支持E1接口来实现传统的TDM话音的接入 在EPON的统一网管方面 OLT是主要的控制中心 实现网络管理的主要功能 PON ODN 由光纤 无源光纤分配器组成 它是一个连接OLT和ONU的无源设备 ONU 放在用户驻地侧 接入用户终端设备 3 EPON的光纤网络结构OLT和ONU之间的无源光网络可以灵活组建成树形 环形 总线形 以及混合型 A 树型拓扑 B 总线型拓扑 C 环型全保护的拓扑结构 D 主干路带保护的树型拓扑 E 主 支路带保护的树型拓扑 4 EPON传输距离OLT到ONU ONT的最远距离由两个因素影响无源光网络的传输距离 第一 它由光线路终端 OLT 的发射光功率 ONU的光接收灵敏度和ODN的损耗决定 第二 是光网络单元ONU同时发射的风险 因为光网络终端共享光纤馈线和光线路终端的端口 所以 所有的设备都必须有一套复杂的算法以避免一个以上的ONU同时发射 如果发生了同时发射的情况 就会导致业务流发生碰撞 影响大多数业务无法继续 该算法要计算和调节各ONU与OLT之间的距离差 因为距离将产生时延 当时延增加时 ONU到OLT的传输窗口就会变窄 这直接影响ONU可用的带宽的大小 因此要限制ONU和OLT之间的最大距离以保证ONU能有可接受的带宽性能 PON标准将这个最大距离定为20km 而多数厂商的产品为10km 对PON来说 在选择光分路器的位置时必须考虑OLT和ONU之间的最大距离限制 光分路器到OLT的距离决定了ONU到分路器的距离 二者之和不能超过20km 例如 分路器距离OLT19km 因而其服务半径只有1km 光分路器距离OLT10km 因而其服务半径为10km 在两个服务区域内都有32个ONU 这就导致需要进行复杂的权衡 并且需要评估下列情况 如果在ONU的服务半径内少于32个用户 每用户分摊的OLT成本就很高 如果在ONU的服务半径内多于32个用户 仅仅为了支持第33个用户 就需要增加OLT端口 结果导致每用户分摊的OLT成本陡增 如果在现有的ONU服务区域以外有新用户 就要增加一个OLT端口 结果导致每用户分摊的OLT成本非常高 如果在OLT的20km服务半径以外有新客户 就需要在一个新地点安装一个完整的OLT设备 结果导致每用户分摊的OLT成本非常高 因此 在规划设计EPON网络的时候 一定要预先将网络覆盖的用户合理地按1 32 64进行分配 使其不出现上述情况 与传输距离有关的光功率预算 必须使光功率能补偿PON中所有器件的损耗 但其总功率必须限制在普通单模光纤的SBS阈值以下 目前新型光纤的SBS阈值有所提高 因此可以适用于需要传输更大光功率的场合 三 EPON的工作原理 1 EPON系统的信号传输 单纤双向传输机制 EPON系统采用WDM技术 实现单纤双向传输 提供上 下行对称速率1 25Gbit s的带宽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 下行数据流采用广播技术 上行数据流采用TDMA技术 1490nm 1310nm EPON是由OLT 光线路终端 ONU 光网络单元 以及ODN 光分配网络 由无源分光器和光纤组成 等单元构成的点到多点系统 其系统拓扑多为星型或树型分支结构 OLT位于EPON系统的局端一侧 负责EPON系统外部资源与终端用户的连接 汇聚外部业务 协调远端ONU 外部资源包括语音 数据及视频业务 除了这些基本功能外 高等级的OLT还具备数据路由 交换和语音网关等功能 ONU负责用户的接入 业务的覆盖 当OLT启动后 它会周期性地在本端口上广播允许接入的时隙等信息 ONU上电后 根据OLT广播的允许接入信息 主动发起注册请求 OLT通过对ONU的认证 允许ONU接入 并给请求注册的ONU分配一个OLT端口惟一的一个逻辑链路标识 LLID EPON工作原理 下行 在ONU注册成动后分配一个唯一的LLID 在每一个分组开始之前添加一个LLID 替代以太网前导符的最后两个字节 OLT接收数据时比较LLID注册列表 ONU接收数据时 仅接收符合自己的LLID的帧或者广播帧 广播方式 数据从OLT到多个ONU以广播式下行 时分复用技术TDM 根据IEEE802 3ah协议 每一个数据帧的帧头包含前面注册时分配的 特定ONU的逻辑链路标识 LLID 该标识表明本数据帧是给ONU ONU1 ONU2 ONU3 ONUn 中的惟一一个 另外 部分数据帧可以是给所有的ONU 广播式 或者特殊的一组ONU 组播 在上图的组网结构下 在分光器处 流量分成独立的三组信号 每一组载有到所有ONU的信号 当数据信号到达ONU时 ONU根据LLID 在物理层上做判断 接收给它自己的数据帧 摒弃那些给其它ONU的数据帧 如图中 ONU1收到包1 2 3 但是它仅仅发送包1给终端用户1 摒弃包2和包3 在EPON中 因为所有用户终端共享OLT和光纤 所以每个用户终端的可用带宽也是共享的 可共享的总带宽取决于分光器的分支比 例如 EPON的分支比为1 32时 每个ONU的平均可用带宽是32Mb s 1250 32 EPON能以较低的分支比来提高每用户的带宽 但这会增加每用户的成本 例如 EPON的分支比从1 32降到1 16 可使每用户的带宽增至64Mb s 但是每用户均摊的OLT的成本也翻番了 当业务带宽需求与成本相比居于主要考虑时 降低分支比来提高每用户带宽就成为必需的技术措施 EPON工作原理 上行 OLT接收数据前比较LLID注册列表 每个ONU在由局方设备统一分配的时隙中发送数据帧 分配的时隙补偿了各个ONU距离的差距 避免了各个ONU之间的碰撞 TDMA方式 对于上行 采用时分多址接入技术 TDMA 分时隙给ONU传输上行流量 当ONU注册成功后 OLT会根据系统的配置 给ONU分配特定的带宽 在采用动态带宽调整时 OLT会根据指定的带宽分配策略和各个ONU的状态报告 动态地给每一个ONU分配带宽 带宽对于PON层面来说 就是多少可以传输数据的基本时隙 每一个基本时隙单位时间长度为16ns 在一个OLT端口 PON端口 下面 所有的ONU与OLT的PON端口之间的时钟是严格同步的 每一个ONU只能够在OLT给它分配的时刻开始 用分配给它的时隙长度传输数据 通过时隙分配和时延补偿 确保多个ONU的数据信号耦合到一根光纤时 各个ONU的上行包不会互相干扰 为了实现时隙的管理 采用了多点控制协议 MPCP 采用Report和GATE两个MAC控制消息来实现 OLT发送 门 GATE 消息 给ONU用来分配时隙 而ONU采用 报告 Report 消息 向OLT获取时隙或者请求时隙 通过接入控制机制将各个ONU有序接入 对于安全性的考虑 上行方向 ONU不能直接接收到其它ONU上行的信号 所以ONU之间的通信都必须通过OLT 在OLT可以设置允许和禁止ONU之间的通信 在缺省状态下是禁止的 所以安全方面不存在问题 对于下行方向 由于EPON网络下行是采用广播方式传输数据 为了保障信息的安全 从以下几个方面进行保障 所有ONU接入的时候 系统可以对ONU进行认证 认证信息可以是ONU的惟一标识 如MAC地址或者是预先写入ONU的一个序列号 只有通过认证的ONU 系统才允许其接入 对于给特定ONU的数据帧 其它的ONU在物理层上 也会收到数据 在收到数据帧后 首先会比较LLID 处于数据帧的头部 是不是自己的 如果不是 就直接丢弃 数据不会上二层 这是在芯片层实现的功能 对于ONU的上层用户 如果想窃听到其它ONU的信息 除非自己去修改芯片来实现 加密 对于每一对ONU与OLT之间 可以启用128位的AES 高级加密标准 加密 各个ONU的密钥是不同的 VLAN隔离 通过VLAN方式 将不同的用户群或者不同的业务限制在不同的VLAN 保障相互之间的信息隔离 2 系统工作之关键技术 MPCPLLID与仿真子层自动注册 系统工作过程 ONU的操作ONU通过下行控制帧的时间戳同步于OLT ONU等待发现帧 gate ONU进行发现处理 包括 测距 指定物理ID和带宽 ONU等待授权 ONU只能在授权时间发送数据 OLT的操作产生时间戳消息 用于系统参考时间通过MPCP帧指配带宽进行测距操作控制ONU注册 多点控制协议MPCP EPON系统通过一条共享光纤将多个OUN连接起来 其拓扑结构为不对称的基于无源光分路器的树形分支结构 MPCP就是使这种拓扑结构适用于以太网的一种控制机制 EPON作为EFM讨论标准的一部分 是建立在MPCP Muti PointControlProtocol多点控制协议 基础上的系统 MPCP协议是MACcontrol子层的一项功能 MPCP使用消息 状态机 定时器来控制访问P2MP 点到多点 的拓扑结构 在P2MP拓扑中的每个ONU都包含一个MPCP的实体 用以和OLT中的MPCP的一个实体相互通信 MPCP在OLT和ONU之间规定了一种控制机制 MPCP来协调数据的有效发送和接收 系统运行过程中上行方向在一个时刻只允许一个ONU发送位于OLT的高层负责处理发送的定时 不同ONU的拥塞报告 从而优化PON系统内部的带宽分配MPCP有两种GATE操作模式 初始化模式和普通模式 初始化模式用来检测新连接的ONU 测量环路延时和ONU的MAC地址普通模式给所有已经初始化的ONU分配传输带宽 为此 EPON实现了一个P2P仿真子层 P2P仿真子层是EPON MPCP协议中的关键组件 该子层通过在每个数据报的前面加上一个逻辑链路标识LLID LogicalLinkIdentification 该LLID将替换前导码中的两个字节 它可使P2MP网络拓扑对于高层来说表现为多个点对点链路的集合 PON将拓扑结构中的根结点认为是主设备 即OLT 将位于边缘部分的多个节点认为是从设备 即ONUs MPCP在点对多点的主从设备之间规定了一种控制机制以协调数据有效的发送和接收 LLID与仿真子层 仿真子层的目的 使下层的P2MP网络的处理方式看起来类似于多个P2P链路的集合 LLID的定义改变了以太网固有的特性 是传输质量获得可以控制的基础 实现的方法 在每一个分组开始之前添加一个LLID 替代前导符的最后两个字节 实现机制 在ONU注册成动后分配一个唯一的LLID OLT接收数据时比较LLID注册列表 ONU接收数据时 仅接收符合自己的LLID的或者广播包 系统同步 系统同步是指由于EPON上行为多点到一点的拓扑结构 每个ONU发送时隙必须与OLT的系统分配的时隙保持一致 以防止各个ONU上行数据发生碰撞 ONU侧的时钟应与OLT侧的时钟同步 EPON时钟同步采用时间标签方式 在OLT侧有一个全局的计数器 下行方向OLT根据本地的计数器插入时钟标签 ONU根据收到的时钟标签修正本地时钟 使本地时钟与OLT时钟同步 完成系统同步 上行方向ONU根据本地时钟插入时钟标签 OLT根据收到的时钟标签完成注册和测距 与ONU自动加入相关的几种MAC控制帧 1 注册开窗授权 注册开窗是带宽授权帧的一种 由OLT发送给未注册的ONU 其中包含目的MAC地址 源MAC地址 时间标签 未注册ONU的LLID 系统默认为全零 开窗的起始时间以及开窗的大小等信息 带宽授权帧中的discovery位置1即为注册开窗授权 注册开窗授权每1s以广播的形式发送一次 所有未注册的ONU都能接收到 2 注册请求帧 注册请求帧是未注册的ONU收到OLT发来的注册开窗授权后发送的MAC控制帧 其中包含目的MAC地址 源MAC地址 未注册ONU的LLID 时间标签 OLTCPUMAC地址 OLTPONID等信息 自动注册 3 注册帧 注册帧是OLT在收到未注册的ONU发来的注册请求帧后发送给该ONU的MAC控制帧 其中包含目的MAC地址 源MAC地址 时间标签 Flags字节和分配给该ONU的LLID等信息 4 注册确认帧 注册确认帧是未注册的ONU在收到OLT发送给它的注册帧后发送给OLT的 其中包含目的MAC地址 源MAC地址 时间标签 Flags字节和该ONU的LLID等信息 通过以上的MAC控制帧 OLT和ONU之间就能相互通信 进而完成ONU的自动加入 下图对ONU自动加入的过程予以详细描述 1 OLT每隔1s向系统各个ONU广播发送目的地址为广播LLID 全零 的注册授权 并根据系统内距离最远的ONU确定开窗大小 例如 10km为150 s 20km为250 s 30km为350 s 注册授权的发送是否被激活由网管决定 当网管允许新ONU加入时 向OLT发出使能信息 OLT收到网管发出的使能信息后 就可以周期性地发送注册授权 该周期内的剩余带宽将由在线的ONU平均分配 OLT发送注册开窗后 等待ONU的应答 一旦发现有ONU应答则自动运行ONU加入的各个步骤 如果没有应答 那么1s后重新发送注册授权 当OLT收到网管的停止加入的信息后 就停止发送注册授权 2 新的ONU收到注册授权后 在开窗分配的时间内向OLT发送注册请求帧 并等待接收OLT发送的注册帧 如果ONU在发送注册请求帧后100ms 系统可配置 内还没有收到OLT发出的注册帧 则认为注册冲突 自动延迟一定时间 1 8s 系统可配置 后 等待OLT新的注册授权开窗 3 OLT接收到ONU发出的注册请求帧后 由系统软件为该ONU分配ONUID 然后以广播LLID向该ONU发送注册帧 目的MAC地址指向该ONU 需要考虑的是当有多个ONU正好同时需要加入系统时 自动加入流程如何处理 此时可能有多个ONU收到OLT发出的注册授权 并都在开窗给定的时间内向OLT发送注册请求帧 当OLT在同一个注册开窗内收到多个ONU的没有混叠的注册请求帧时 OLT不作任何处理 只有OLT在同一个注册开窗内只收到唯一一个注册请求帧时 OLT才对此注册请求帧进行处理 4 在发送了注册帧后 OLT为注册确认帧发送注册确认帧授权 带宽授权 并等待该ONU发出的注册确认帧 该授权在OLT认为ONU注册失败前始终有效 如果OLT在发出注册确认帧授权后50ms内没有收到该ONU发出的注册确认帧 那么OLT认为该ONU注册失败 向该ONU发送要求其重新注册的信息 5 新ONU收到注册帧后 用新分配的ONUID覆盖原来的ONUID 同时等待OLT的注册确认帧授权以发送注册确认帧 通知OLT新ONUID刷新成功 同时等待最小带宽授权 如果ONU在发送了注册确认帧后 100ms内还没有收到OLT发出的最小带宽授权 那么ONU认为自己注册失败 ONUID自动复位 重新等待注册授权 6 OLT在发送注册确认帧授权后的50ms 系统可配置 内收到ONU的注册确认帧 那么OLT认为该ONU刷新ONUID完成 该ONU注册成功 否则认为ONU注册失败 ONU自动注册是通过系统自动运行的 不需人工干预完成对新ONU的发现和注册 使新ONU能够自动加入到EPON系统而不影响其他ONU运行 EFM对解决注册冲突提出了两种方案 随机延迟时间 发生注册冲突时 发生冲突的ONU仍然每次都响应注册授权 但是在响应开窗时随机延迟一定时间 但必须保证ONU随机延迟后的应答仍然可以落在开窗内 采用随机延迟时间的方法可以缩短ONU加入系统的时间 但是需要增大注册开窗的长度 这样会降低系统的带宽利用率 随机跳过开窗 发生注册冲突时 发生冲突的ONU随机跳过若干个注册授权后才重新响应 如果注册授权的周期为1s 那么发生冲突的ONU可随机延时1 8s 系统可配置 然后继续等待注册授权 采用随机跳过开窗的方法比随机延迟时间需要多花一些时间 但是不需增大注册开窗 不会影响系统的带宽利用率 四 EPON的可靠性 在EPON系统的网络拓扑结构中 主要有树形 星形等结构 无论采用何种网络结构 业务都是通过OLT 主干光纤 trunkfiber 分支光纤 branchfiber 然后到达每一个ONU 如果OLT或主干光纤发生故障 整个系统就会陷入瘫痪 这样的网络结构是非常脆弱的 无法适应现代网络运营的要求 EPON网络故障造成的损失十分巨大 它不仅使现有的业务无法运营 使运营商无法获取相关的收益 更为严重的是它会降低运营商在用户心中建立起来的信誉 增加用户的离网率 因此 在当今网络保护显得越来越重要的情况下 对于EPON采用必要的自动保护倒换 APS 不仅能有效的解决业务传递的连续性 更可以提高EPON系统的生存性 稳定性 提供业务的服务质量 同时也将提高运营商的收益 为了解决现有网络系统中存在的缺陷 需要把APS技术运用到EPON系统中 建立新型的具有自愈功能的EPON系统 满足运营商运营的要求 EPON自愈网是基于传统的EPON结构所建立的一种新型网络 它与传统的EPON系统相比 具有控制简单 生存性强等突出特点 所谓网络自愈 是指无需人为干预 网络在极短的时间内从失效的故障状态自动恢复传输所携带的业务 使网络具备一种可替代的传输路由 具有自愈功能的EPON系统主要针对系统应用中的一些故障做保护 EPON系统的故障可以分为线路故障 设备故障两大类 针对这两类故障实施的保护也有两种 线路故障 主要分成主干光纤故障和枝干光纤故障 主干光纤故障或光纤插损过大 由于EPON系统是通过光纤和很多无源光器件进行传输的 因此主干光纤或者光无源器件发生故障时 会影响整个系统的业务传输 主干光纤的故障主要有光纤断裂或者损坏 或者由于外界的力量产生扭曲 变形使插损超过门限值导致业务中断 该类型故障产生的后果就是整个系统无法正常工作 该类型的故障优先级最高 因此必须杜绝发生 枝干光纤故障 枝干光纤的故障也主要是光纤断裂或者插损过大 该类故障将会导致一个或者多个ONU业务无法传递 相对与主干光纤断裂 该类故障的优先级较低 应尽量避免发生 解决的方法是设计和增加保护路由的主干光纤和分支光纤 设备故障 主要有OLT故障和ONU故障两大类 OLT故障 OLT作为EPON的核心 不仅要完成所有ONU的认证 鉴权 管理等等工作 而且还有负责OUN的测距 动态带宽分配 DBA 以及数据的交换 如果OLT出现故障 连接到该OLT的所有ONU都无法正常工作 OLT故障的原因有 硬件的故障 软件的故障 芯片的故障 模块的故障 光路的故障 电路的故障等 该类型的故障导致的后果就是整个系统无法正常工作 该类型的故障优先级最高 因此必须杜绝发生 ONU故障 ONU作为用户与外界数据交换的平台 负责用户业务的传递 如果ONU出现故障 将会影响该用户的所有业务 一般情况下不会对整个网络造成影响 其影响一般是个体的 少数的 相对于OLT故障 该类故障的优先级较低 但也应尽量避免发生 设备故障解决的方法是OLT和ONU增加备份设备 各种PON拓扑的保护网络结构 五 EPON的优点 1 局端 OLT 与用户 ONU 之间仅有光纤 光分路器等无源光器件 无需机房 无需配备电源 无需有源设备维护人员 2 采用单纤波分复用技术 下行1490nm 上行1310nm 或下行1550nm 仅需一根主干光纤和一个OLT 传输距离可达20公里 在用户侧通过光分路器分送给最多32个ONU 因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力 3 上下行均为千兆速率 下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽 上行利用时分多址接入 TDMA 共享带宽 高速宽带 充分满足接入网客户的带宽需求 并可方便灵活的根据用户需求的变化动态分配带宽 4 点对多点的结构 只需增加ONU数量和少量用户侧光纤即可方便地对系统进行扩容升级 充分保护运营商的投资 5 EPON具有同时传输TDM IP数据和视频广播的能力 其中TDM和IP数据采用IEEE802 3以太网的格式进行传输 辅以电信级的网管系统 足以保证传输质量 通过扩展第三个波长 通常为1550nm 即可实现视频业务广播传输 6 系统能提供高带宽 EPON向用户提供的带宽是目前PON系统中最高的 在本地的IP中下行速率可以达到1 25Gbps 最多达64个ONU的上行速率可以超过800Mbps 7 协议转换成本低 EPON采用以太网的传输格式同时也是用户局域网 驻地网的主流技术 二者具有天然的融合性 消除了复杂的传输协议转换带来的成本因素 8 系统成本低 建设周期短 相对非PON系统而言 采用PON结构节省了大量光纤和有源关器件的投入及运营成本 由于大多HFC接入网都采用星型网结构 该结构与EPON十分相似 因此 在现有的HFC网络中采用EPON 不需要对现有的HFC网络进行双向改造 只需在原来的光网络上做简单的配置 可在较短的期间内完成网络的升级 快速实现宽带用户接入 从而使运营商能较快实现盈利 8 安全性高 EPON下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽 上行利用时分多址接入共享带宽 支持VLAN VPN IPSec和通道技术等 提供安全的网络接入 9 更好的QoS 系统没有双向HFC CableModem的回传噪声缺陷 此外 EPON具有同时传输TDM IP数据和视频广播的能力 其中TDM和IP数据采用IEEE802 3以太网的格式进行传输 辅以电信级的网管系统 足以保证传输质量 使得CATV运营商可以开发宽范围的 灵活多样的服务产品来增加收入 增强CATV运营商的市场竟争力 传统以太网接入汇聚层解决方案 传统