【正文】 和住戶之間沒有銅線，局端與用戶之間完全以光纖作為傳輸媒體 ,將光網(wǎng)絡(luò)單元(Optical Network Unit； ONU)安裝在住家用戶。 1 光纖到戶的關(guān)鍵技術(shù) PON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 一個(gè)典型的 EPON(Ether Passive Optical Network；以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)） 系統(tǒng)由 光線路終端 (Optical Line Terminal； OLT)、 光網(wǎng)絡(luò)單元 (Optical Network Unit； ONU)、 光分配網(wǎng)絡(luò) (Optica1 Distributed Network。ODN))組成， 如 圖 1所示。 PCOLT 二二 二 二二二 PHONE二TV 二二 二二ONUODNODF 圖 1. PON組網(wǎng)結(jié)構(gòu)（以 1級(jí)分光方式為例 ) OLT 既是一個(gè)交換機(jī)或路由器 ,又是一個(gè)多業(yè)務(wù)提供平臺(tái) ,提供面向無源光纖網(wǎng)絡(luò)的光纖接口。OLT 除了 提供網(wǎng)絡(luò)集中和接入的功能外 ,還可以針對(duì)用戶的 QoS(Quality of Service；服務(wù)質(zhì)量 )/SLA(LinkState ；鏈路狀態(tài)通告 )的不同要求進(jìn)行帶寬分配 ,網(wǎng)絡(luò)安全和管理配置。光 分裂器是一個(gè)簡(jiǎn)單設(shè)備 ,它不需要電源 ,可以置于全天候的環(huán)境中 ,一般一個(gè)光分裂器的分線率為 4 或 8,并可以多級(jí)連接 [1]。在 EPON 中 ,OLT 到 ONU 間的距離最大可達(dá) 2Okm,如果使用光纖放大器 (有源中繼器 ),距離還可以延長(zhǎng)。 EPON 中的 ONU 采用了技術(shù)成熟而又經(jīng)濟(jì)的以太網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 ,在中帶寬和高帶寬的 ONU 中實(shí)現(xiàn)了成本低廉的以太網(wǎng)第二層或第三層交換功能。這種類型的 ONU 可以通過層疊來為多個(gè)最終用戶提供 商丘師范學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 4 相當(dāng)高的共享帶寬。因?yàn)槎际褂靡蕴W(wǎng)協(xié)議 ,在通信的過程中 ,就無需協(xié)議轉(zhuǎn)換 ,而實(shí)現(xiàn) ONU 對(duì)用戶數(shù) 據(jù)的透明 傳送。當(dāng)然 ,對(duì)于光纖到家 (FTTH)的接入方式 ,ONU 可以不需要交換功能 ,從而能在極低的成本下為終端用戶分配所需的帶寬。 遠(yuǎn)程業(yè)務(wù)分配控制 (remote provisioning)管理可以讓運(yùn)營(yíng)商通過對(duì)用戶不同時(shí)段的不同業(yè)務(wù)需求做出響應(yīng) ,這樣可以提高用戶滿意度。運(yùn)營(yíng)商可以通過中心管理系統(tǒng)對(duì) OLT、 ONU 等所有網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備進(jìn)行管理 ,同時(shí)可以很靈活地根據(jù)用戶的需要來動(dòng)態(tài)分配帶寬。 一、 EPON系統(tǒng)簡(jiǎn)介 以太網(wǎng)無源光纖網(wǎng)絡(luò)（ EPON）是一種采用點(diǎn)到多點(diǎn)（ P2MP）結(jié)構(gòu)的單纖雙 向光接入網(wǎng)絡(luò)，其典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 2所示： OLTONU1ONU2ONUn1 : n 無源光分路器ODNSNIUNIIF PO N IF P O N S N I ：業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口U N I ：用戶網(wǎng)絡(luò)接口IF PON ： P ON 專用接口 圖 2. EPON系統(tǒng) EPON系統(tǒng)由局側(cè)的光線路終端（ OLT）、用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元（ ONU）和光分配網(wǎng)絡(luò)（ ODN）組成，為單纖雙向系統(tǒng)。在下行方向（ OLT 到 ONU）， OLT 發(fā)送的信號(hào)通過一個(gè) 1:n 的無源光分路器（或幾個(gè)分路器的級(jí)聯(lián)）到達(dá)各個(gè) ONU；在上行方向（ ONU到 OLT），一個(gè) ONU發(fā)送的信號(hào)只會(huì)到達(dá) OLT，而不會(huì)到 達(dá)其他 ONU。為了避免數(shù)據(jù)沖突并提高網(wǎng)絡(luò)利用效率，上行方向采用 TDMA多址接入方式并對(duì)各 ONU的數(shù)據(jù)發(fā)送進(jìn)行仲裁。 二、 EPON傳輸原理 [2] EPON 系統(tǒng)采用 WDM 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸。其中上行波長(zhǎng) 1310nm，下行波長(zhǎng) 1490nm,用于傳遞數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。另外光纖上還可以傳送 1550nm 的波長(zhǎng)，這個(gè)波長(zhǎng)主要是用來傳遞 CATV 信號(hào)， 如 圖 1所示。 圖 3. EPON上下行傳輸 商丘師范學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 5 EPON 從 OLT 到多個(gè) ONU 下行傳輸數(shù)據(jù)和從多個(gè) ONU到 OLT上行數(shù)據(jù)傳輸是十分不同的。 下行傳輸 從 OLT 到多個(gè) ONU 以廣播式下行（時(shí)分復(fù)用技術(shù) TDM ）每一個(gè)數(shù)據(jù)幀的幀頭包含前面注冊(cè)時(shí)分配的、特定 ONU 的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)（ LLID ），該標(biāo)識(shí)表明本數(shù)據(jù)幀是給 ONU（ ONU1 、 ONU2 、ONU3......ONUn ）中的唯一一個(gè)。另外，部分?jǐn)?shù)據(jù)幀可以是給所有的 ONU（廣播式）或者特殊的一組 ONU（組播）。 如 圖 1 所示。 ， ONU1 收到包 3，但是它僅僅發(fā)送包 1 給終端用戶 1 ，丟棄包 2和包 3。 圖 4. EPON下行傳輸 上行傳輸 從多個(gè) ONU 到 OLT 上行數(shù)據(jù)，采用時(shí)分多址接入技術(shù)（ TDMA ）分時(shí)隙給 ONU 傳輸上行流量。當(dāng) ONU 在注冊(cè)時(shí)成功后， OLT會(huì)給 ONU分配特定的帶寬。帶寬對(duì)于 PON層面來說，就是多少可以傳輸數(shù)據(jù)的基本時(shí)隙，每一個(gè)基本時(shí)隙單位 時(shí)間長(zhǎng)度為 16ns 。在一個(gè) OLT 端口（ PON 端口）下面，所有的 ONU 與 OLT PON 端口之間時(shí)鐘是嚴(yán)格同步的，每一個(gè) ONU 只能夠在 OLT 給他分配的時(shí)刻上面開始，用分配給它的時(shí)隙長(zhǎng)度傳輸數(shù)據(jù)。通過時(shí)隙分配和時(shí)延補(bǔ)償，確保多個(gè) ONU 的數(shù)據(jù)信號(hào)耦合到一根光纖時(shí)，各個(gè) ONU 的上行包不會(huì)互相干擾， 如 圖 1所示。 圖 5. EPON上行傳輸 EPON的關(guān)鍵技術(shù) (1)系統(tǒng)同步。 系統(tǒng)同步是指由于 EPON上行為多點(diǎn)到一點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ,每個(gè) ONU發(fā)送時(shí)隙必須與 OLT的系統(tǒng)分配的時(shí)隙保持一致 ,以防止各個(gè) ONU上行數(shù)據(jù)發(fā)生碰撞。 (2)ONU的自動(dòng)識(shí)別。 ONU自動(dòng)加入目的是通過系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行 ,不需人工干預(yù)的完成對(duì)新 ONU的發(fā)現(xiàn)和注冊(cè) ,使新 ONU能夠自動(dòng)加入到 EPON系統(tǒng)而不影響其他 ONU運(yùn)行 [3]。 商丘師范學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 6 (3)EPON中 TDM業(yè)務(wù)的傳輸。 盡管數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的帶寬需求正快速增長(zhǎng) ,但現(xiàn)有的電路業(yè)務(wù)還有很大 的市場(chǎng) ,在短期內(nèi)仍將發(fā)揮其巨大的作用 ,在今后幾年內(nèi)仍是業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商的主要收入來源。 (4)動(dòng)態(tài)帶寬分配 (DBA)。 帶寬分配分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種 ,靜態(tài)帶寬由打開的窗口尺寸決定 ,動(dòng)態(tài)帶寬則根據(jù) ONU的需要 ,由 OLT分配。 DBA技術(shù)是 MAC層技術(shù)關(guān)鍵 ,它直接關(guān)系到上行信道的利用率和數(shù)據(jù)時(shí)延。 實(shí)現(xiàn) EPON存在的一些技術(shù)難點(diǎn) EPON技術(shù)難點(diǎn)有待解決。 1）因?yàn)?PON是一種點(diǎn)到多點(diǎn)的物理和邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而傳統(tǒng)的以太網(wǎng)是點(diǎn)到點(diǎn)的協(xié)議，如何在點(diǎn)到多點(diǎn)的 PON 中傳送點(diǎn)到點(diǎn)的以太網(wǎng)協(xié)議， 是以太網(wǎng)應(yīng)解決的技術(shù)問題，通過對(duì) MAC 的改造可以 2 3） PON中不同 ONU與 OLT的距離相差較大，如何解決到達(dá) OLT光信號(hào)強(qiáng)度的巨大偏差問題。如何解決非授權(quán) ONU的累積噪聲對(duì)授權(quán) ONU 4）主干光纖需要求量過大，光纖資源難以滿足，投資過大。節(jié)點(diǎn)數(shù)和用戶數(shù)量增加，維修管理難度增大。 5）由于用戶對(duì)通信需求的多用化，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)及其接入端口的利用率低。用率低。 FTTH與 wimka的結(jié)合使用 [5] 微波接入世界的互操作 (word interoperabili