2019-10-08 PON接入网技术说明-(EPON)

优势:

PON是一种无源光网络，具有端对多点结构(P2MP ),主要包括:

光学线路终端(OLT)

ODN(光分配网络)光分配网络

光网络单元/终端

无源光分路器。

三种重要的PON技术是APON、EPON和GPON。

EPON标准是IEEE 802.3ah，在用户接入网上实现传输以太网帧，即以太网技术取代ATM技术成为链路层协议。

EPON的优点是:成本低、易维护、易扩展和升级；提供高带宽，上下行1.25G，可升级至10G；；服务范围广；带宽分配灵活，服务有保障，支持DBA、DiffServ、PQ/WFQ和WRED。

GPON和EPON的主要区别在于:

带宽:GPON下行可达2.5GGPON的光谱比可达1:128，爱普生1:64；带宽效率GPON 92%，EPON 72%；QOS、GPON支持以太网，TDM、ATM、EPON只支持以太网；其他的在光模块级别，测距，DBA，OAM都不一样。

EPON采用WDM技术，单纤双向，下行采用广播技术，上行采用TDMA(时分多址)时分复用。

OLT通过广播向ONU发送以太网数据，发起并控制测距，发起并控制ONU功率控制，为ONU分配带宽；ONU为用户提供EPON接入，选择接收OLT发送的广播数据，响应测距和功率控制命令，缓冲用户以太网数据，并在OLT分配的传输窗口内向上游发送。

ONU通过LLID辨别和过滤接收到的广播。LLID包含在以太网帧头中，是注册或分配的唯一逻辑链路标识符。

ONU访问可以通过MAC地址或ONU序列号进行认证，只有通过认证的ONU才允许访问。

ONU在物理层接收到数据后，根据LLID选择丢弃，这是芯片层的功能，数据不会到第二层。每对ONU/OLT之间可以启用128位的AES加密。此外，可以通过VLAN隔离信息。

ONU上行流量采用TDMA技术，OLT动态分配带宽，即数据传输的时隙，每个基本时隙的单位时长为16ns。通过时隙分配和延迟补偿，ONU的上行数据包不会相互干扰。

EPON网络标准:

光纤:符合ITU-T G.652要求的单模光纤；

上行波长:1260纳米

下行波长:1480纳米

1540nm & lt；& gt1560nm可以可选实现CATV业务。

费率上下浮动1.25G

分光比为1: 32，传输距离为10KM。

分光比为1: 16，传输距离达到20KMM。

EPON支持最大1:64的分光比，一个EPON端口可以同时支持64个ONU。

EPON协议框架模型；

AOM:以经营管理为核心的运营管理：

MPMC:多点MAC控制层。

MAC:媒体访问控制

RS:协调子层，实现数据链路层和物理层的接口，在EPON系统中增加/终止LLID。

PCS:物理代码子层，支持点到多点和FEC。

PMA:物理介质附件，支持时钟恢复、环回测试、P2MP功能和PMD扩展。

PMD:物理介质相关，时永1000base-PE接口。

以太网封装:

以太网报头有7个字节，EPON帧使用3个字节，包括2个LLID字段和1个CRC字段。

LLID:逻辑链路标识，逻辑链路ID，其中0x7FFF代表广播链路，其他用于单播。

EPON标准在链路层增加了多点控制子层MPMC，用于管理OLT和ONU之间的管理或控制信息交互，OLT通过OAM与多个ONU通信。MPMC子层可用于协调数据的有效发送和接收、ONU自动注册、DBA、测距和定时。

MPMC的消息格式是:

模式用于指示是广播还是其他，LLID的最大数量为32767。

LLID由RS子层生成。

多点控制MPCP定义了五种帧:

GATE (Opcode = 0002)由OLT发出，允许ONU接收GATE帧后立即或在指定时间段内发送数据；

REPORT(Opcode-0003)向OLT报告ONU状态，包括ONU同步的时间戳以及是否有数据要发送；

REGISTER_REQ (Opcode-0004)请求注册，ONU发送；

寄存器(操作码-0005)通知ONU注册请求已经被OLT认可；

REGISTER_ACK(操作码-0006)，由ONU发布，表示注册确认；

还有一个控制帧暂停(Opcode-0001)，其中接收器在功能参数指示的时间段内停止发送对非控制帧的请求。该帧没有时间戳。

EPON-& gt；ONU下游业务数据流处理流程:

下行控制数据流处理流程:

EPON上行业务流的转发:ONU->；收到最终用户数据后，OLT和ONU首先把它放在缓存中。当OLT的MPMC子层确认后，ONU添加LLID标识，并按照OLT通知的时间点发送。

流程:

无源光网络的关键技术:

测距和数据库管理员

OLT和ONU都有32位计数器，每16ns增加1，以提供本地时间戳。往返时间RTT(往返时间)等于计时器的值和接收到的时间戳之间的差值。

DBA:动态带宽分配。

上行带宽的动态分配可以在微秒或毫秒级完成。

DBA功能:提高上行带宽效率；允许灵活的SLA策略；完全支持增强的业务功能。

P2MP网络操作是非对称的，其中OLT是主设备，ONT是从设备。

EPON终端管理通过OAM扩展协议。

CTC OAM是由中国电信定义的，它定义了OLT和ONU之间交互信息的格式和机制。OLT通过OAM协议配置ONU，支持ONU离线配置和在线配置恢复。ONU本身不需要保存配置信息，有利于业务分发和终端维护。

ONU注册过程由OLT发起，它会定期生成一个合法发现时间窗口，以便OLT可以检测离线ONU。OAM层的基本功能包括:远程故障指示、远程环回和链路管理。

OAM信息由OAM协议数据单元(OAMPDU)携带，并且包含控制和状态信息。它只在对等OAM实体之间的单个链路上传输，不会被mac客户端(交换机和网桥)转发。