《EPON技术与应用》PPT课件.ppt

1、第八章 EPON技术与应用,EPON的协议模型,a）分层结构参考模型,b)分层结构参考模型细化,从图8-1中可以看出，和以太网协议参考模型相比，EPON协议参考模型将数据链路层分为MAC Client（媒体访问控制客户端）子层、OAM子层、MAC控制子层和MAC（Medium Access Control,媒介接入控制）四个子层，将物理层分为PCS（Physical Coding Sub layer，物理编码）子层、PMD（Physical Medium Dependent,物理媒介相关）子层和PMA（Physical Medium Attachment,物理媒介接入子层）三个子层，其中RS（

2、Reconciliation Sub layer）为协调子层，而将各层之间的接口分别定义为GMII、MDI和TBI。下面分别来介绍： MAC Client （媒体访问控制客户端）子层：提供终端协议栈的以太网MAC和上层之间的接口； OAM子层：负责有关EPON网络运维的功能； MAC控制子层：负责ONU的接入控制，通过MAC控制帧完成对ONU的初始化、测距、和动态带宽分配，采用申请/授权（Request/Grant）机制，执行多点控制协议（MPCP），MPCP的主要功能是轮流检测用户端的带宽请求，并分配带宽和控制网络启动过程； MAC （Medium Access Control，媒介接入控制

3、）子层：将上层通信发送的数据封装到以太网的帧结构中，并决定数据的发送和接收方式,协调子层RS（Reconciliation Sub layer）：将MAC层的业务定义映射成GMII接口的信号。RS子层定义了EPON的前导码格式，它在原以太网前导码的基础上引入了逻辑链路标识（LLID）区分OLT与各个ONU的逻辑连接，并增加了对前导码的8位循环冗余校验（CRC8）； PCS（Physical Coding Sub layer，物理编码）子层：将GMII发送的数据进行编码/解码（8B/10B），使之适合在物理媒体上传送； PMA（Physical Medium Attachment，物理媒介接入子

4、层）：为PCS提供一种与媒介无关的方法，支持使用串行比特的物理媒介，发送部分把10位并行码转换为串行码流，发送到PMD层；接收部分把来自PMD层的串行数据，转换为10位并行数据，生成并接收线路上的信号； PMD（Physical Medium Dependent，物理媒介相关）子层：位于整个网络的最底层，主要完成光纤连接、电/光转换等功能。PMD为电/光收发器，把输入的电压变化状态变为光波或光脉冲，以便能在光纤中传输。对于EPON来说，一个下行（D）PMD将信号广播到多个上行（U）PMD上，并通过一个分支结构的单模光纤网络接收来自每个“U”PMD的突发信号，为单纤双向。在EPON的PMD中规定

5、了1000BASE-PX10和1000BASE-PX20两种光模块，表8-1分别对1000BASE-PX10-D PMD、1000BASE-PX10-U PMD、1000BASE-PX20-D PMD和1000BASE-PX20-U PMD进行了说明。此外，目前的PX10/20光模块分别可以达到1:32的分路比和10/20公里的传输距离；它在物理层业务接口上，误码率小于等于10e-12,GMII（Gigabit Medium Independent Interface，吉比特媒介无关接口）：PCS层和MAC层的接口，是字节宽度的数据通道； TBI（Ten Bit Interface，十位接口）

6、：PMA层和PCS层的接口，是10位宽度的数据通道； MDI（Medium Dependent Interface，媒介相关接口）：PMD层和物理媒质的接口，是串行比特的物理接口,EPON技术（1,EPON技术原理,EPON：Ethernet Passive Optical Network EPON基于IEEE802.3-2005标准，是以太网技术与无源光网络（PON）的结合，是运行于点对多点环境下的千兆以太网 定义了专门的PMD子层（光接口），多点MAC控制协议（MPCP协议），专门的OAM MAC层与以太网相同 对RS、PCS、PMA子层做了少量扩展,EPON技术（2,EPON技术原理：下

7、行数据传输方式,下行TDM广播方式传输、802.3MAC帧 由于采用广播方式，需要通过加密解决数据安全问题：采用三重搅动（Triple Churning）方式提高数据安全性,EPON技术（3,EPON技术原理：上行数据传输方式,上行TDMA方式传输、802.3MAC帧,EPON技术（4,EPON技术特点,传送能力 1000BASE-PX10：以太网速率1Gb/s对称（线路速率1.25Gb/s，8B/10B编码），10km、至少1:16（功率预算上行5-23dB、下行5-21dB） 1000BASE-PX20：以太网速率1Gb/s对称（线路速率1.25Gb/s，8B/10B编码），20km、至少

8、1:16 （功率预算10-26 dB） 目前主流设备可实现20km、1:32 工作波长（单纤双向） 上行：12601360nm（常用1310nm） 下行：14801500nm（常用1490nm） 下行CATV：15501560nm,EPON技术（5,EPON总体发展情况,EPON技术和设备已经成熟，达到了规模商用水平 技术简单、易实现，经过企业标准的完善，已达到运营级要求 商用芯片和设备均较多并已比较成熟 芯片级和系统级互通已全面和大规模实现 在中国电信现场试验中设备已稳定运行一年半以上 成本在不断下降 在日本、韩国已得到百万量级的规模商用,EPON关键技术,数据链路层的关键技术 ： 测距和时

9、延补偿 DBA 运行维护管理（OAM）功能的实现 协议兼容性,测距和时延补偿,由于 EPON 的上行信道采用 TDMA 方式,多点接入导致各ONU 的数据帧延时不同,因此必须引入测距和时延补偿技术以防止数据时域碰撞, 并支持 ONU 的即插即用。准确测量各个ONU 到 OLT 的距离, 并精确调整 ONU 的发送时延, 可以减小ONU 发送窗口间的间隔,从而提高上行信道的利用率并减小时延。另外,测距过程应充分考虑整个 EPON 的配置情况,例如,若系统在工作时加入新的 ONU, 此时的测距就不应对其它 ONU有太大的影响。EPON 的测距由 OLT 通过时间标记（Time stamp ）在监测

10、 ONU 的即插即用的同时发起和完成,测距和时延补偿,基本过程如下:OLT 在 T1 时刻通过下行信道广播时隙同步信号和空闲时隙标记, 已启动的 ONU 在 T2 时刻监测到一个空闲时隙标记时,将本地计时器重置为 T1,然后在时刻 T3 回送一个包含 ONU 参数的（地址、服务等级等）在线响应数据帧,此时,数据帧中的本地时间戳为 T4;OLT 在 T5 时刻接收到该响应帧。通过该响应帧 OLT 不但能获得 ONU 的参数, 还能计算出 OLT与 ONU 之间的信道延时 RTT=T2-T1+T5-T3=T5-T4,测距和时延补偿,OLT 便依据 DBA 协议为 ONU 分配带宽。当 ONU 离线

11、后,由于 OLT 长时间（如3 min）收不到 ONU 的时间戳标记,则判定其离线。 在 OLT 侧进行延时补偿, 发送给 ONU 的授权反映出由于RTT 补偿的到达时间。 例如, 如果 OLT 在 T 时刻接收数据,OLT 发送包括时隙开始的 GATE=T-RTT 。在时戳和开始时间之间所定义的最小延时,实际上就是允许处理时间。在时戳和开始时间之间所定义的最大延时,是保持网络同步,测距（1,OLT与各ONU间的环路时延不同： 各 ONU距 OLT的光纤路径不同 各ONU元器件的不一致性 环境温度的变化和器件老化，环路延时也会发生不断的变化 测距是保证PON系统内ONU上行方向不发生时隙冲突的

12、基础 测距包括静态测距和动态测距： 静态测距：用在新的ONU安装调试阶段、停机的ONU重新投入运行时，通过开窗测距技术获得往返时延，并对时延差异进行补偿 动态测距：应用于系统运行过程中，通过检测往返时延的变化对温度、光电器件老化等因素的影响进行补偿 测距要求 测距精度高，一般要求在全 12bit内 测距过程对运行中的其它ONU的影响最小，保证运行业务的QOS 测距范围大，即能提供的均衡延时大,测距（2,RTT= Tdownstream +Tupstream= TresponseTwait=（t2-t0）-（t1-t0）= t2-t1,DBA,目前 MAC 层争论的焦点在于 DBA 的算法及 8

13、02.3ah 标准中是否需要确定统一的 DBA 算法,由于直接关系到上行信道的利用率和数据时延,DBA 技术是 M AC 层技术的关键。带宽分配分为静态和动态两种,静态带宽由打开的窗口尺寸决定,动态带宽则根据 ONU 的需要,由 OLT 分配。TDM A 方式的最大缺点在于其带宽利用率较低, 采用 DBA 可以提高上行带宽的利用率,在带宽相同的情况下可以承载更多的终端用户, 从而降低用户成本。另外,DBA 所具有的灵活性为进行服务水平协商（SLA ）提供了很好的实现途径。 目前的方案是基于轮询的带宽分配方案, 即:ONU 实时地向 OLT 汇报当前的业务需求（Request）（如:各类业务的在

14、 ONU的缓存量级）,OLT 根据优先级和时延控制要求分配 （Grant）给ONU 一个或多个时隙, 各个 ONU 在分配的时隙中按业务优先级算法发送数据帧。由此可见, 由于 OLT 分配带宽的对象是ONU 的各类业务而非终端用户,对于 QoS 这样一个基于端到端的服务,必须有高层协议介入才能保障,运行维护管理（OAM）功能的实现,OAM（操作管理维护）属于EPON系统中网络管理部分，是负责系统中性能测量、带宽设置、故障告警等操作的具体实现的处理。 EPON外部使用SNMP协议来管理整个系统，系统内部的OLT通过OAM协议来管理该OLT所连接的所有ONU。如下图8-6所示，网管端通过SNMP协

15、议对代理端（OLT）进行操作，完成SNMP相关管理操作，完成外部管理。同时网管端也可以通过OLT对ONU进行远程管理操作。远程管理的关键的一步是在OLT侧要完成标准MIB和OAM的MIB的转换，如果完成了该转换，网管侧就可以透明的对ONU进行管理。这种MIB变量的操作是通过在OLT和ONU之间用标准OAM和扩展OAM帧来完成的,运行维护管理（OAM）功能的实现,图8-6 EPON管理系统,运行维护管理（OAM）功能的实现,在图8-1中可以看出EPON系统中有单独的OAM子层，2004年6月，IEEE正式推出了以太网接入网的第一个标准IEEE 802.3ah；标准正式引入了EFM的OAM规范，详

16、细规定了OAM子层的位置、功能、实现机制、帧构成等内容。在EPON标准的制定过程中，对OAM层的位置和OAM信息的传输机制存在争论。2003年以后，基本上把OAM子层的位置定义在MAC（媒体接入控制）子层和LLC（逻辑链路控制）子层之间，如图8-7,EPON的OAM层向高层（MAC客户层和链路汇聚层）和底层（MAC层和MAC控制层）分别要求IEEE 802. 3 MAC服务接口。OAM协议是基于两端DTE实现的，当链路两端的OAM都运行时，两个连接的OAM子层间交互OAMPDU, OAM子层接收到报文时，根据目的MAC地址和协议子类型判断是否为OAMPDU。OAMPDU帧兼容IEEE 802.

17、3定义的以太网帧结构，长度在64字节到1518字节之间，且遵循慢速帧协议。由于IEEE 802.3ah修正后的慢速协议定义1秒时间最多发送10个报文，所以尽管OAMPDU占用带内带宽（OAMPDU和数据帧共享信道），但是对正常的数据通信是没有影响的,运行维护管理（OAM）功能的实现,图8-7 OAM在网络层次中的位置,运行维护管理（OAM）功能的实现,EPON的OAM能够快速查出失效链路，确定故障具体位置，保证网络质量，其提供的主要功能有: （1） 远端故障告警（Remote Failure Indication）。远端故障告警能在本地接收故障发生时，向对端发出故障告警，以便进行相应处理，这需

18、要物理层和链路层支持单向传输的功能。 （2） 远端环回（Remote Loopback）。远端环回实现链路层帧方式的环回测试，用于测试链路的连接质量。 （3） 链路监测（Link Monitoring）。链路监测用于实现故障诊断的时间通知和查询，以及对管理信息库（MIB）的查询等功能。 （4） 其它功能。a. OAM的发现功能，即实现设备启动后，确定远端实体是否存在OAM子层并建立OAM连接；b.扩展功能，即允许用户扩展，以使上层更方便地管理,协议兼容性,协议兼容问题是 EFM 的 EPON 草案中有争论的重要问题之一。其焦点是 EPON 对于网桥功能是否支持、是单逻辑端口支持还是多逻辑端口支

19、持。如果 OLT 的逻辑对象是 ONU, 则对ONU 内用户的桥接、流量控制及部分的 QoS 功能由 ONU 完成（ONU 含以太网交换机 /桥接功能）,ONU 间的桥接和流量控制由 OLT 控制;如果 OLT 的逻辑对象是每个用户,则 OLT 的逻辑链路控制（MAC 层以上功能）直接面向用户,因此 ONU 必须有多个逻辑链路 ID （LLID ,Logic Link ID ）对应多个终端用户。 单 LLID/ONU 方案虽然在数据链路层的控制管理上有缺陷,但该方案仍有优势,如:与传统以太网的兼容性好；ONU 的内置交换/桥接功能减少了 EPON 的流量,相对增加了上行和下行信道的业务带宽；单

20、 LLID/ONU 方案中同时减少了 OLT 和ONU 的复杂度, 降低了造价； 高层软件技术足以解决单 LLID/ONU 方案中的二级管理、QoS、多业务支持和区分服务等级问题等。目前以 NTT 公司为代表又提出另一种方案,即 LLID 既不与终端用户对应也不与 ONU 对应,而是对应于虚 ONU。 这样,对于 OLT 而言, 既可以直接管理到具体终端用户, 也可以通过ONU 代理管理,虚 ONU 与用户的对应关系由网管灵活决定,当前协议兼容性问题仍处于争论中,8.3.2 EPON 的 QoS 问题,在 EPON 中支持 QoS 的关键在 3 个方面: 一是物理层和数据链路层的安全性;二是如

21、何支持业务等级区分;三是如何支持传统业务。 安全性 业务区分 EPON 中 TDM 业务的传输,1. 安全性,在传统的以太网中, 对物理层和数据链路层安全性考虑甚少。因为在全双工的以太网中,是点对点的传输,而在共享媒体的 CSMA/CD 以太网中,用户属于同一区域。但在点到多点模式下,EPON 的下行信道以广播方式发送, 任何一个 ONU 可以接收到 OLT 发送给所有 ONU 的数据包。这对于许多应用,如付费电视、视频点播等业务是不安全的。M AC 层之上的加解密控制只对净负荷加密,而保留帧头和 MAC 地址信息,因此非法 ONU仍然可以获取任何其它 ONU 的 MAC 地址;MAC 层以下

22、的加密可以使 OLT 对整个 MAC 帧各个部分加密, 主要方案是给合法的 ONU 分配不同的密钥,利用密钥可以对 M AC 的地址字节、净负荷、校验字节甚至整个 MAC 帧加密。但是密钥的实时分配与管理方案会加重 EPON 的协议负担和系统复杂度。目前对 MAC帧净负荷实施加密措施已得到 EFM 工作组的共识, 但对于MAC 地址是否加密及以何种方式加密还未确定。 根据 IEEE 802.3ah 规定,EPON 系统物理层传输的是标准的以太网帧,对此,802.3ah 标准中为每个连接设定 LLID 逻辑链路标识,每个 ONU 只能接收带有属于自己的 LLID 的数据报,其余的数据报丢弃不再转

23、发。不过 LLID 主要是为了区分不同连接而设定,ONU 侧如果只是简单根据 LLID 进行过滤很显然还是不够的。为此 IEEE 802.3ah 工作组从 2002 年下半年起成立单独的小组,负责整个 802 体系的安全性问题的研究和解决。目前提出的安全机制从几个方面来保障:物理层 ONU 只接收自己的数据帧,AES 加密,ONU 认证,2.业务区分,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。目前的方案是: 在 EPON 的下行信道上,

24、OLT 建立 8 种业务队列, 不同的队列采用不同的转发方式;在上行信道上,ONU 建立 8 种业务端口队列, 既要区分业务又要区分不同用户的服务等级。此外, 由于 ONU 要对 MAC 帧组合,以便时隙突发并提高上行信道的利用率,所以可以进一步引入帧组合的优先机制用于区分服务。但在 ONU 端,如何既能区分业务类型又能区分用户等级是需要研究的又一问题,3. EPON 中 TDM 业务的传输,尽管数据业务的带宽需求正快速增长, 但现有的电路业务还有很大的市场, 在今后几年内仍是业务运营商的主要收入来源。所以在 EPON 系统中承载电路交换网业务,将分组交换业务与电路交换业务结合有利于 EPON

25、 的市场应用和满足不同业务的需要。因此现在大家谈论的 EPON 实际都是考虑网络融合需求的多业务系统。 EFM 对 TDM 在 EPON 上如何承载, 在技术上没有作具体规定,但有一点是肯定的就是要兼容的以太网帧格式。如何保证TDM 业务的质量实际上也就成为多业务 EPON 的关键技术之一。 影响传统业务（话音和图像）在 EPON 中传输的性能指标主要是延时和丢帧率。无论 EPON 的上行信道还是下行信道都不会发生丢帧,因此 EPON 所要考虑的重点是保证面向连接业务的低时延。低时延由 EPON 的 DBA 算法和时隙划分的低颗粒度（Tin Granularity）保障,而对传统业务端到端的Q

26、oS 支持则由现存的协议如 VLAN、IP-VPN、M PLS 来实现,其中VLAN 和 MPLS 是被看好的应用于 EPON 的 QoS 保障协议,8.3.3 EPON突发接收技术,为降低 ONU 的成本，EPON 物理层的关键技术集中于 OLT,包括:突发信号的快速同步、网同步、光收发模块的功率控制和自适应接收。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（几个比特内）内实现相位的同步,进而接收数据。此外,由于上行信道采用 TDMA 方式,而 20 km 光纤传输时延可达0.1 ms （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

27、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。另外,由于各个 ONU 相对于OLT 的距离不同,对于 OLT 的接收模块,不同时隙的功率不同，在 DBA 应用中,甚至相同时隙的功率也不同（同一时隙可能对应不同的ONU）,称为远近效应（Far-nearProblem ）。因此,OLT必须能够快速调节其0、1 电平的判决点。为解决 远近效应,曾提出过功率控制方案,即 OLT 在测距后通过运行维护管理（OAM ）数据包通知ONU 的发送功率等级。由于该方案会增加ONU的造价和物理层协议的复杂度,并且使线路传输性能限定在离OLT最远的ONU等级,因而未被EFM工作组采纳,图8-

28、8是光突发信号产生与接收图。从整个系统设计的角度而言，在下行方向，只有OLT一个信号源，ONU接收的是OLT发射过来的恒速流信号。对于某一个特定的ONU来讲，在物理层面上接收信号电平和相位特性是相对稳定的，因此不会存在突发接收问题。OLT一旦启动，激光器一直处于开启和调制状态，因此也不会存在突发发射问题。但在上行方向，有多个信号源ONU, ONU与OLT之间的不同距离以及链路特性上的差异会造成各ONU的发送的信号功率到达OLT时各不相同；同时，一个ONU发射的信号与来自其他ONU的信号没有严格的同步关系，这要求OLT在很短的时间内对每个ONU的突发信号分别同步，简而言之，这就需要OLT端的接收

29、机支持突发接收,图8-8 EPON光突发信号产生与接收,为防止ONU发射的光信号在OLT端相互叠加，系统要求ONU不传送信号时处于关断状态，而在传送信号时要求很快打开，这就需要ONU支持突发发射的工作模式。因此上行接入是EPON系统设计的关键，而支持突发模式的光收发器件也成为整个EPON系统的重点和难点。 现有的突发模式接收机分为直接耦合方式和交流耦合两大类，直流耦合模式的基本构思是依据接收的突发信号通过测量其光功率而做出相应的调节。根据反馈方式不同又可以分为自动增益控制（AGC）和自动门限控制（ATC）两种方式。直流耦合模式接收机在整个信元时间内动态调整判决电平，如果为了提高传输效率而减小自

30、适应阀值控制电路放电时间，但这样会使误码性能下降，因此会引入传输容量代价。而且在一个信元时间内阈值的抖动也会引入灵敏度代价。如果通过在信头插入一定的比特位来确定判决阈值，则引入了传输容量代价，并且噪声对阈值的影响会引入灵敏度代价。交流耦合模式采用一个高通滤波器滤除低频信号就可以完成判决门限恢复，经过交流耦合的信号即转换成可以用0电平作为门限电压的信号,为了减轻网络对突发光接收器件的要求，EPON对物理层信号的传输格式进行了进一步规定。EPON要求每个ONU在发送突发信号之间要发送足够长的空闲信号，以留出时间来打开激光器和调整接收机参数，并不传送上层数据。接收机可以空闲信号的幅度和相位特性来在接

31、收真正的数据信号之前调整到最佳状态。空闲信号的时间长度，也称为保护带（guard band）。它是下列参数的总和，如图8-9和表8-2所示。这样EPON信号保护带的时间长度在12 之间，有效地简化了EPON突发模块的设计要求。 EPON的OLT会先测量ONU之间的距离，然后决定各个ONU之间的发射信号的顺序。这个侧距总会有一定的误差，所以ONU之间的发信号的时间间隔需要分配一定时间来容纳这个误差,图8-8 EPON信号的物理层开销,8.4 MPCP协议,在前面我们谈到了EPON的各种关键技术，本节我们将重点讲解EPON数据链路层控制技术。在数据链路层，EPON主要提供MPCP子层及MAC层。E

32、PON的MAC层采用双工传输，与千兆以太网并无区别。由于存在多个ONU，EPON的OLT会在MAC层面上建立多个MAC实体，这样每个ONU就对应OLT的一个MAC实体进行通信。MPCP就是控制这些MAC实体向物理层发射信号的顺序的协议。 EPON是通过在每个以太网帧的前面加上一个逻辑链路标识（LLID, Logical Link Identification）来区分ONU及其业务类型的，一个ONU对应一个LLID。该LLID将替换前导码（Preamble）中的两个字节。 OLT作为EPON的核心，实现以下功能: 发起并控制测距过程，并记录测距信息。 根据测距信息，利用带宽分配算法，为ONU分配

33、带宽，即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小。 ONU则实现下列功能: 响应OLT发出的测距及功率控制命令，并作相应的调整 选择接收OLT发送的数据 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,突发模式光收发器技术,OLT光接收机的快速功率恢复 要求OLT在每个接收时隙的开始处迅速调整0-1判决门限 ONU光发射机的突发发射和关断 为抑制自发散射噪声，要求ONU的激光器能够快速的冷却和回暖 OLT光接收机的突发同步技术 上行接收数据相位的突变要求OLT的接收机工作在突发模式接收状态 OLT的接收机和ONU的发射器工作在突发模式,EPON的MAC帧结构,前导码 8

34、Bytes,DA 6Bytes,SA 6Bytes,长度/类型 2Bytes,数据 461500Bytes,填充 不定,FCS 4Bytes,传统以太网MAC帧,EPON MAC帧,从EPON中功能划分可以看出，EPON中较为复杂的功能主要集中于OLT，而ONU的功能较为简单。 EPON的工作过程如下: EPON网络启动时，会有一个初始化过程，ONU会向OLT注册自己的信息，得到一个LLID来标示自己。在控制信息交互的同时，OLT与ONU之间还会完成时钟的同步和测距。OLT根据ONU的数目和业务以及与其距离的长远，来完成时隙的分配。 初始化完成后，EPON就进入正常的通信状态。OLT会通过控制

35、信息来控制各个ONU发射信号的时间。在每一次的控制信息交互中，OLT和ONU之间都会对测距进行校准，下一次带宽分配的依据。OLT在完成通信的同时，还会向网络广播注册信息，一旦有新的ONU加入，新加入的ONU就会相应注册信息，完成注册过程。ONU还会向OLT报告自己的业务拥塞状态，OLT会根据这些信息，来动态地分配带宽。 可以看出，EPON是通过控制帧来进行MPCP控制的。MPCP同时负责收集定时信息，OLT会根据相应的带宽分配方法来调整ONU可接入带宽。EPON协议中对带宽分配方法不做强制性规定，有各个厂家自己完成。下面重点对MPCP控制帧，测距原理以及EPON的通信过程做详细分析,GATE（

36、OLT发出） 允许接收到GATE帧的ONU立即或者在指定的时间段发送数据 REPORT（ONU发出） 向OLT报告ONU的状态，包括该ONU同步于哪一个时间戳、以及是否有数据需要发送。 REGISTER_REQ （ONU发出） 在注册规程处理过程中请求注册。 REGISTER （OLT发出） 在注册规程处理过程中通知ONU已经识别了注册请求。 REGISTER_ACK （ONU发出） 在注册规程处理过程中表示注册确认,五种类型的MPCP帧,MPCP在OLT和ONU之间规定了一种控制机制来协调数据的发送和接收； MPCP功能是基于专门的协议数据报文完成的，即MPCPDU； 目前定义了5中MPCP

37、DU,EPON的关键技术MPCP控制帧,MPCP发现过程ONU的发现、注册和认证,OLT以一定间隔发送一个发现窗口（如1秒）。新上线的ONU可以利用这个窗口进行注册和认证，进而被OLT接纳。 OLT基于MPCP消息中的timestamp字段进行测距 OLT基于ONU的MAC地址进行ONU的认证,ONU完成注册后的MPCP协议交互,ONU完成注册后，系统维持一个Keep-alive机制： OLT定期（最低50ms一次）发送Gate消息给ONU，ONU也定期（最低50ms一次）的发送Report消息给OLT如果OLT； 如果OLT在一定时间内没有收到ONU发来的任何MPCP消息，则认为该ONU的MPCP协议异常，将解注册（Deregister）该ONU； 如果ONU在一定时间内没有收到OLT发来的任何MPCP消息，则认为与OLT之间的链路异常或者OLT的MPCP协议异常，也将自动解注册； MPCP协议基于MPCPDU中的timestamp进行动态测距，确保多个ONU上行TDMA的有序性,MPCP发现过程,进程由OLT发起，它周期性地产生合法的发现时间窗口(Discovery Time Windows)，使OLT有机会检测到非在线的ONU。 发现进程的下一步是OLT向新发现的ONU发送注册(Register)消息，该消息包含ON