论文部分内容阅读
摘要：在通信技术发展的今天，EPON技术已被逐渐的引入到通信领域中，随着国内EPON技术的推广，电信网、广播电视网和互联网三网逐步融合, 面对即将到来的机遇与挑战, 广电运营商加快了接入网改造的步伐。在互联网接入方面, 为了与现有的有线电视网络相融合，实现平稳过渡，节省改造成本。文章就当前网络改造中采用的EPON宽带接入技术，结合实例加以分析。
关键词：EPON技术；工作原理；实例分析；
中图分类号：[TN914] 文献标识码：A文章编号
Abstract: In the Internet access, to the existing cable television network integration, to achieve a smooth transition, saving reconstruction cost. The article on the current network transformation based on EPON broadband access technology, combined with the examples to analysis.
Key words: EPON technology; working principle; example analysis;
随着国家三网融合进程的加快, 通信技术的不断进步, 各通信运营商开展的业务也向多元化发展。在这一进程中, 光纤网络接入技术作为如今通信网络中的一环, 已经在整个通信系统中扮演了越来越重要的角色。目前广电运营商, 主要采用光纤双向网络接入技术。因此, 通过利用现有的FTTx 网络资源, 采用EPON 技术来实现宽带接入业务, 不仅能够充分利用现有网络资源进行平稳升级整合, 而且对于成本控制, 流量控制, 用户管理等多方面无疑都是一个相当稳妥的选择。本文将对EPON 作为一种宽带接入技术的优势、EPON 的基本工作原理进行分析，并结合EPON 和EOC 技术在实验室环境下的分析。
1.EPON 技术的优势
IEEE EFM 工作组的目的是在现有IEEE802. 3协议的基础上, 通过较小的修改实现在用户接入网络中传输以太网帧. EPON 相对于现有类似技术的优势归纳起来主要体现在以下几个方面：
1.1 与现有以太网的兼容性。以太网技术, 是迄今为止最成功和成熟的局域网技术. EPON 只是对现有IEEE 802. 3 协议作一定的补充, 基本上是与其兼容的。随着EPON 标准的制定和EPON 的使用, 在WAN 和LAN 连接时将减少APON 在AT M 和IP 协议间转换的需要。
1.2 高带宽.。根据目前的讨论, EPON 的下行信道为百兆/ 千兆的广播方式, 而上行信道为用户共享的百兆/ 千兆信道。这比目前的接入方式, 如Modem、ISDN 、ADSL 甚至APON ( 下行622/155 Mbit / s, 上行共享155 Mbit / s) 都要高得多。
1.3 低成本。EPON 提供较大的带宽和较低的用户设备成本. 首先, 由于采用PON 的结构, EPON网络中减少了大量的光纤和光器件以及维护的成本, 降低了预先支付的设备资金和与SONET 及AT M 有关的运行成本. 其次, 以太网本身的价格优势, 如廉价的器件和安裝维护使EPON 具有AT MPON 所无法比拟的低成本.
1.4 为灵活和快速的服务重组提供了方便.。提供了多层安全, 例如限制用户、支持虚拟专用网的VLAN 、I P 安全( IPSec) 等。最后, 电信公司可以通过在EPON 体系结构上开发的广泛而灵活的服务来增加收入, 例如管理防火墙、语音交易支持、V PN和Inter net 接入。
2.EPON 的工作原理
EPON 和APON 的主要区别是, 在EPON 中,根据IEEE 802. 3 以太网协议, 传送的是可变长度的数据包, 最长可为1 518 个字节；而在APON 中,根据A TM 协议的规定, 传送的是53 字节的固定长度信元。很显然, APON 系统不能直接用来传送IP业务信息。IP 要求将待传数据分割成可变长度的数据包, 最长可为65 535 个字节, 其中典型的长度为576 字节。以太网适合携带IP 业务, 与AT M 相比,极大地减少了开销。
2.1千兆以太网以双工方式操作的设备( 交换机和其他缓冲型的转发设备) 不作载波扩充、“时隙”扩充和包突发修改. 全双工设备仍将继续使用常规的以太网96 位帧间隔( IFG) 和64 字节的最小包长度。
2.2EPON 下行帧结构如图1 所示, 它由一个被分割成固定长度帧的连续信息流组成, 其传输速率为1. 25 Gbit / s, 每帧又携带多个可变长度的数据包( 时隙) 。含有同步标识符的时钟信息位于每帧的开头, 用于ONU 与OLT 的同步, 每2 ms 发送一次,同步标识符占1 个字节。按照IEEE 802. 3 组成可变长度的数据包, 每个ONU 分配一个数据包, 每个数据包由信头、可变长度净荷和误码检测域组成。
图1EPON 下行帧结构
2.3图2 表示EPON 的上行帧结构及其组成的过程, 与光分配器连接的各个ONU 发送的上行信息流, 通过光分配器耦合进共用光纤, 以T DM 的方式复合成一个连续的数据流。该数据流以帧的形式组成, 帧长与下行帧长一样, 也是2 ms, 每帧有一个帧头, 表示该帧的开始。 每帧进一步分割成可变长度的时隙, 每个时隙分配给一个ONU , 用于向OLT 发送上行数据。
图2EPON 上行帧结构
3．网络连接结构
EPON中的EOC网络连接技术，EOC 技术主要是为了把IP数据与有线电视信号有机地结合起来, 用同一根同轴电缆接入用户。这样, 既可以不影响有线电视信号的传送, 又实现了用户双向网络综和业务的接入, 解决了全面铺设络的所需成本高的问题。在实际网络部署中, 主要设备包括EOC 头端和终端。如图3 所示。其中EOC头端与ONU及有线电视光站置于楼边或小区内, 分别使用5类线和同轴电缆连接。它的作用是将符合802. 3协议的以太网信号, 与有线电视信号混合起来, 通过一条同轴电缆传送入户。EOC 终端置于用户家中, 它的作用是将混合信号重新分离开来, 从而实现用户双向网络综合业务的接入。为了楼内多用户传送, 通常使用分支器连接多用户。
图3 EOC 网络结构
4 .实例分析
在六分局中心机房放置1台OLT, 该设备提供8路PON接口。每路PON 接口连接一个分光器。分光器按照1: 32方式分光, 每路光信号连接一台ONU 设备。每台ONU 与1台EOC 头端连接,每个EOC头端可以接入31路终端设备。如图4所示。BRAS 设备通过交换机与OLT相连接。BRAS的作用主要是提供用户接入验证与计费功能。
图4 网络连接拓扑
采用的MOCA 系统工作频段使用975-1025MH z, 单信道MAC层速率达到130Mbps。经测试, 在六分局中心机房实验下, 网络中的分支、分配器、同轴电缆、用户终端盒等无源器件工作频率需达到1000MH z, 这样可以保证信号质量要求。同时为了考虑以后拓展带宽的要求, 尽量考虑MOCA 系统设备采用双工方式, 以方便以后频率复用。
4．结束语
EPON技术在宽带光接入网中的应用十分广泛，例如， 在FTTH、光纤到大楼（FTTB） 、光纤到路边（ FTTC）等光接入网中，都可以应用EPON技术。因此，EPON是一种很重要的光接入技术，它可以支持光纤到户，也可以作为一种过渡手段（如用EPON先实现FTTx，再通过其它技术连到用户家里）使用。随着多种宽带业务的蓬勃发展和技术的演进，EPON技术必将有广阔的应用前景。
参考文献：
[ 1 ] 刘柱. 无源光网络( PON )技术探讨[ J] . 现代商贸工业, 2010( 2) : 256 - 257.
[ 2 ]叶吉清, 李力, 刘旭明, 等. EOC - - HFC 网络最后100m 的双向宽带接入[ J] . 世界宽带网络, 2007( 3 ) : 24- 32.
关键词：EPON技术；工作原理；实例分析；
中图分类号：[TN914] 文献标识码：A文章编号
Abstract: In the Internet access, to the existing cable television network integration, to achieve a smooth transition, saving reconstruction cost. The article on the current network transformation based on EPON broadband access technology, combined with the examples to analysis.
Key words: EPON technology; working principle; example analysis;
随着国家三网融合进程的加快, 通信技术的不断进步, 各通信运营商开展的业务也向多元化发展。在这一进程中, 光纤网络接入技术作为如今通信网络中的一环, 已经在整个通信系统中扮演了越来越重要的角色。目前广电运营商, 主要采用光纤双向网络接入技术。因此, 通过利用现有的FTTx 网络资源, 采用EPON 技术来实现宽带接入业务, 不仅能够充分利用现有网络资源进行平稳升级整合, 而且对于成本控制, 流量控制, 用户管理等多方面无疑都是一个相当稳妥的选择。本文将对EPON 作为一种宽带接入技术的优势、EPON 的基本工作原理进行分析，并结合EPON 和EOC 技术在实验室环境下的分析。
1.EPON 技术的优势
IEEE EFM 工作组的目的是在现有IEEE802. 3协议的基础上, 通过较小的修改实现在用户接入网络中传输以太网帧. EPON 相对于现有类似技术的优势归纳起来主要体现在以下几个方面：
1.1 与现有以太网的兼容性。以太网技术, 是迄今为止最成功和成熟的局域网技术. EPON 只是对现有IEEE 802. 3 协议作一定的补充, 基本上是与其兼容的。随着EPON 标准的制定和EPON 的使用, 在WAN 和LAN 连接时将减少APON 在AT M 和IP 协议间转换的需要。
1.2 高带宽.。根据目前的讨论, EPON 的下行信道为百兆/ 千兆的广播方式, 而上行信道为用户共享的百兆/ 千兆信道。这比目前的接入方式, 如Modem、ISDN 、ADSL 甚至APON ( 下行622/155 Mbit / s, 上行共享155 Mbit / s) 都要高得多。
1.3 低成本。EPON 提供较大的带宽和较低的用户设备成本. 首先, 由于采用PON 的结构, EPON网络中减少了大量的光纤和光器件以及维护的成本, 降低了预先支付的设备资金和与SONET 及AT M 有关的运行成本. 其次, 以太网本身的价格优势, 如廉价的器件和安裝维护使EPON 具有AT MPON 所无法比拟的低成本.
1.4 为灵活和快速的服务重组提供了方便.。提供了多层安全, 例如限制用户、支持虚拟专用网的VLAN 、I P 安全( IPSec) 等。最后, 电信公司可以通过在EPON 体系结构上开发的广泛而灵活的服务来增加收入, 例如管理防火墙、语音交易支持、V PN和Inter net 接入。
2.EPON 的工作原理
EPON 和APON 的主要区别是, 在EPON 中,根据IEEE 802. 3 以太网协议, 传送的是可变长度的数据包, 最长可为1 518 个字节；而在APON 中,根据A TM 协议的规定, 传送的是53 字节的固定长度信元。很显然, APON 系统不能直接用来传送IP业务信息。IP 要求将待传数据分割成可变长度的数据包, 最长可为65 535 个字节, 其中典型的长度为576 字节。以太网适合携带IP 业务, 与AT M 相比,极大地减少了开销。
2.1千兆以太网以双工方式操作的设备( 交换机和其他缓冲型的转发设备) 不作载波扩充、“时隙”扩充和包突发修改. 全双工设备仍将继续使用常规的以太网96 位帧间隔( IFG) 和64 字节的最小包长度。
2.2EPON 下行帧结构如图1 所示, 它由一个被分割成固定长度帧的连续信息流组成, 其传输速率为1. 25 Gbit / s, 每帧又携带多个可变长度的数据包( 时隙) 。含有同步标识符的时钟信息位于每帧的开头, 用于ONU 与OLT 的同步, 每2 ms 发送一次,同步标识符占1 个字节。按照IEEE 802. 3 组成可变长度的数据包, 每个ONU 分配一个数据包, 每个数据包由信头、可变长度净荷和误码检测域组成。
图1EPON 下行帧结构
2.3图2 表示EPON 的上行帧结构及其组成的过程, 与光分配器连接的各个ONU 发送的上行信息流, 通过光分配器耦合进共用光纤, 以T DM 的方式复合成一个连续的数据流。该数据流以帧的形式组成, 帧长与下行帧长一样, 也是2 ms, 每帧有一个帧头, 表示该帧的开始。 每帧进一步分割成可变长度的时隙, 每个时隙分配给一个ONU , 用于向OLT 发送上行数据。
图2EPON 上行帧结构
3．网络连接结构
EPON中的EOC网络连接技术，EOC 技术主要是为了把IP数据与有线电视信号有机地结合起来, 用同一根同轴电缆接入用户。这样, 既可以不影响有线电视信号的传送, 又实现了用户双向网络综和业务的接入, 解决了全面铺设络的所需成本高的问题。在实际网络部署中, 主要设备包括EOC 头端和终端。如图3 所示。其中EOC头端与ONU及有线电视光站置于楼边或小区内, 分别使用5类线和同轴电缆连接。它的作用是将符合802. 3协议的以太网信号, 与有线电视信号混合起来, 通过一条同轴电缆传送入户。EOC 终端置于用户家中, 它的作用是将混合信号重新分离开来, 从而实现用户双向网络综合业务的接入。为了楼内多用户传送, 通常使用分支器连接多用户。
图3 EOC 网络结构
4 .实例分析
在六分局中心机房放置1台OLT, 该设备提供8路PON接口。每路PON 接口连接一个分光器。分光器按照1: 32方式分光, 每路光信号连接一台ONU 设备。每台ONU 与1台EOC 头端连接,每个EOC头端可以接入31路终端设备。如图4所示。BRAS 设备通过交换机与OLT相连接。BRAS的作用主要是提供用户接入验证与计费功能。
图4 网络连接拓扑
采用的MOCA 系统工作频段使用975-1025MH z, 单信道MAC层速率达到130Mbps。经测试, 在六分局中心机房实验下, 网络中的分支、分配器、同轴电缆、用户终端盒等无源器件工作频率需达到1000MH z, 这样可以保证信号质量要求。同时为了考虑以后拓展带宽的要求, 尽量考虑MOCA 系统设备采用双工方式, 以方便以后频率复用。
4．结束语
EPON技术在宽带光接入网中的应用十分广泛，例如， 在FTTH、光纤到大楼（FTTB） 、光纤到路边（ FTTC）等光接入网中，都可以应用EPON技术。因此，EPON是一种很重要的光接入技术，它可以支持光纤到户，也可以作为一种过渡手段（如用EPON先实现FTTx，再通过其它技术连到用户家里）使用。随着多种宽带业务的蓬勃发展和技术的演进，EPON技术必将有广阔的应用前景。
参考文献：
[ 1 ] 刘柱. 无源光网络( PON )技术探讨[ J] . 现代商贸工业, 2010( 2) : 256 - 257.
[ 2 ]叶吉清, 李力, 刘旭明, 等. EOC - - HFC 网络最后100m 的双向宽带接入[ J] . 世界宽带网络, 2007( 3 ) : 24- 32.