【正文】 行授權(quán)。選擇不同的動態(tài)帶寬分配算法就EPON系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)性能會對造成不同的影響。 時間戳系統(tǒng)同步四、動態(tài)帶寬分配 不同的業(yè)務(wù)對帶寬有著不同的要求。ONU在接受到OLT發(fā)送來的時間戳之后，就會根據(jù)OLT的這個時間戳來更新自己當(dāng)前的時間戳。在EPON網(wǎng)絡(luò)中，系統(tǒng)是以時間戳的方式來進行系統(tǒng)同步的。在光線路終端與光網(wǎng)絡(luò)單元的兩端有同頻率的系統(tǒng)時鐘。由前面的分析我們可以得知，EPON系統(tǒng)中的各光網(wǎng)絡(luò)單元是采用時分復(fù)用的方式來接入系統(tǒng)的，所以達到時鐘同步對光線路終端和光網(wǎng)絡(luò)單元來說是至關(guān)重要的?？偟脕碚f，帶內(nèi)開窗測距是EPON最適宜的測距方式。即測距的目的就是系統(tǒng)為了避免沖突發(fā)生而測量光線路終端與光網(wǎng)絡(luò)單元的時延，安排各ONU的上行時隙以保證它們不發(fā)生沖突的過程。而這種測量光線路終端到各個光網(wǎng)絡(luò)單元的時延的過程，就被稱作為測距。這個時延可能來自于OLT與每個ONU的距離差異，也可能來自于環(huán)境的變化，溫度的改變以及元器件的老化等等方面的原因。： EPON注冊過程二、ONU測距在EPON系統(tǒng)中，下行數(shù)據(jù)傳輸采用的是廣播的方式，然而，上行方向上的數(shù)據(jù)傳輸可能會由于各個不同的ONU到達光合路器的時間相同而造成沖突，最后導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常的運行。⑤ONU在收到了GATE消息之后，通過驗證之后，OLT發(fā)送REGISTER_ACK的消息。這個消息包括分配給ONU的ID值等等內(nèi)容。等待一個隨機時延可以避免不同的ONU在同一時間發(fā)送信息，造成上行時隙沖突的問題。在消息中，指定了一個DISCOVERY WINDOW，讓沒有注冊的ONU可以在這個窗口內(nèi)響應(yīng)GATE消息。所以說，自動發(fā)現(xiàn)過程保證了OLT與ONU之間的正常通信。在EPON系統(tǒng)中，OLT必須具有可以定期或者不定期的檢查網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的功能。其控制幀的幀長為64字節(jié)。注冊幀、注冊請求幀以及注冊確認幀用來完成ONU的注冊過程。不同的操作碼區(qū)分消息的類型。MPCP位于MAC控制子層，是一種雙向消息協(xié)議，使用消息、狀態(tài)機和時鐘來控制點到多點的拓撲結(jié)構(gòu)訪問，保障主單元和從單元之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)有效傳輸。EPON網(wǎng)絡(luò)的上行傳輸幀的具體格式如下圖所示。每個ONU發(fā)送的信息將在上行方向上占用不同的長度可變的時隙。EPON網(wǎng)絡(luò)的下行傳輸幀的具體格式如下圖所示。每秒可以達到5000幀的數(shù)量。在EPON下行幀中，每一幀的開頭有時鐘信息，信息內(nèi)含同步標(biāo)識符，方便光線路終端與光網(wǎng)絡(luò)單元進行同步。同時，EPON幀可以與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀兼容。下行采用廣播方式發(fā)送數(shù)據(jù)，OLT為已注冊的ONU分配LLID，ONU接收與LLID相匹配的下行數(shù)據(jù)幀。EPON上行數(shù)據(jù)傳輸原理如下圖所示： EPON網(wǎng)絡(luò)下行傳輸示意圖三、EPON傳輸幀結(jié)構(gòu)EPON采用以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，并在其中加入了LLID等等信息。②OLT根據(jù)各個ONU的請求來確定ONU分配的時隙，通過授權(quán)幀來告知每個ONU發(fā)送數(shù)據(jù)包的上行時隙。為了避免這中數(shù)據(jù)沖突，目前的EPON系統(tǒng)主要采用時分多址（TDMA，Time Division Multiple Access）的接入技術(shù)來解決ONU上行信道數(shù)據(jù)沖突的問題。所以在數(shù)據(jù)傳輸中采用時分多址的方式。EPON的上行數(shù)據(jù)傳輸采用的是時分多址的技術(shù)，每個ONU在OLT指定的時間段來發(fā)送數(shù)據(jù)。 EPON網(wǎng)絡(luò)下行工作示意圖二、EPON上行數(shù)據(jù)傳輸原理EPON的上行傳輸原理與EPON的下行傳輸原理有著很大的區(qū)別。一旦LLID不匹配，那么就則棄掉該數(shù)據(jù)包。③數(shù)據(jù)包通過無源光分路器，即下圖中的POS時，分成獨立的三組信號，分別到達不同的ONU。②OLT通過廣播的方式來向系統(tǒng)中的所有ONU發(fā)送數(shù)據(jù)包。EPON下行數(shù)據(jù)傳輸原理如下圖所示：EPON的具體下行數(shù)據(jù)傳輸過程為：①最初在各個ONU完成ONU的自動發(fā)現(xiàn)的過程中，可以從OLT處分配得到一個獨有的邏輯鏈路標(biāo)志，即一個獨有的LLID。 ONU功能組成第二節(jié) EPON的工作原理一、EPON下行數(shù)據(jù)傳輸原理在EPON系統(tǒng)中，主要是利用廣播的方式來進行下行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。④DN適配功能，物理光接口、光/電轉(zhuǎn)換，同步和定時。同時保證業(yè)務(wù)的QoS特征。②具有用戶接口技術(shù)和L－l、L－2交換和路由功能。同時與不同類型的業(yè)務(wù)接口相連接。公共層ONU的公共層可以提供供電功能和對ONU的各個功能模塊提供處理、管理和維護功能。這些功能保證了業(yè)務(wù)處理過程中各類業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量和安全要求。業(yè)務(wù)層ONU的業(yè)務(wù)層可以為用戶提供用戶網(wǎng)絡(luò)接口功能，例如以太網(wǎng)、CATV等業(yè)務(wù)接口。同樣，ONU的功能也由業(yè)務(wù)層、核心層和公共層三個部分組成。一方面它可以對來自于用戶的信息進行復(fù)用，以便于信息傳遞到光線路終端。三、光網(wǎng)絡(luò)單元（Optical Network Unit）ONU的主要功能是提供EPON到用戶側(cè)的接口。ODN的配置通常為點到多點。二、光分配網(wǎng)絡(luò)（Optical Distribution Network） ODN位于ONU和OLT之間，主要用來完成光信號功率的分配，OLT與ONU通信可以通過一個或多個光分配網(wǎng)絡(luò)來具體實現(xiàn)，即ODN可以起到OLT與ONU之間的信息傳輸和分發(fā)作用，建立端到端的信息傳輸通道，使多個ONU可以共享OLT到ODN之間的光傳輸媒質(zhì)和OLT的光電設(shè)備。⑤資源共享控制，在不同用戶、不同業(yè)務(wù)之間進行接入網(wǎng)資源動態(tài)或者靜態(tài)的共享。為OLT的ONU側(cè)的可用帶寬與OLT網(wǎng)絡(luò)側(cè)的可用帶寬提供交叉連接功能。②提供匯聚和分發(fā)過程中的各個業(yè)務(wù)的QoS功能。供電功能可以提供系統(tǒng)所需的電源轉(zhuǎn)化，同時還可以在關(guān)鍵時刻提供電源保護功能。公共層OLT的公共層可以提供維護管理以及供電的功能。 OLT功能組成核心層 OLT的核心層可以進行業(yè)務(wù)處理，對OLT側(cè)可用帶寬實現(xiàn)交換和交叉連接、復(fù)用/解復(fù)用和傳輸，對OLT資源和相關(guān)業(yè)務(wù)的質(zhì)量控制，帶寬管理，基于用戶和業(yè)務(wù)類型對流量采取隔離措施，以提高帶寬使用效率為目的的點到多點的廣播和多播，業(yè)務(wù)匯聚分發(fā)以及ODN適配等等功能。業(yè)務(wù)層OLT的業(yè)務(wù)層具有提供業(yè)務(wù)端口，支持多種業(yè)務(wù)的功能。OLT的功能由業(yè)務(wù)層、核心層和公共層三個部分組成。為了避免各個業(yè)務(wù)信息發(fā)生沖突，在上行方向上采用TDMA多址接入方式，并對各個ONU的數(shù)據(jù)進行仲裁，同時還可以完成帶寬分配、優(yōu)先級調(diào)度等等任務(wù)。在上行業(yè)務(wù)方向上，信息由ONU通過ODN傳遞到OLT；在下行業(yè)務(wù)方向上，信息由OLT通過ODN傳遞到ONU。OLT一邊將各種來自網(wǎng)絡(luò)的信號匯聚在一起，送入接入網(wǎng)，使得用戶可以獲得各自的信息。基本結(jié)構(gòu)如下圖所示。常見的EPON網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)下圖所示： EPON的拓撲結(jié)構(gòu)EPON主要由三大部分組成：光線路終端（Optical Line Terminal），光分配網(wǎng)絡(luò)（Optical Distribution Network），光網(wǎng)絡(luò)單元（Optical Network Unit）。在所有的拓撲結(jié)構(gòu)之中，樹型應(yīng)用廣泛，特別適合于本地回路。與通信網(wǎng)的三種基本拓撲結(jié)構(gòu)一樣，EPON網(wǎng)絡(luò)主要可以分為四種拓撲結(jié)構(gòu)類型。通過對這些內(nèi)容的講解，引出了下文對以太無源光網(wǎng)絡(luò)的具體介紹。通過這些內(nèi)容的講解，突出了光接入網(wǎng)作為一項重要接入技術(shù)在傳輸速率，網(wǎng)絡(luò)性能，運營成本等等方面的巨大優(yōu)勢。通過這些基本內(nèi)容的介紹，引入了目前接入網(wǎng)發(fā)展中關(guān)鍵的“最后一公里”問題。因此，EPON完全是成熟可用的技術(shù)。國內(nèi)去年也有過數(shù)萬線的EPON建設(shè)，遍布全國。EPON由于大量使用了成熟的以太網(wǎng)協(xié)議層，技術(shù)難度低，產(chǎn)品很成熟，相關(guān)芯片已經(jīng)推出到第三代了，光器件在標(biāo)準推出不多一年的時間內(nèi)下降了70％。但GPON是完全由運營商制定，完全不考慮設(shè)備實現(xiàn)的復(fù)雜度。采用了125us的幀結(jié)構(gòu)，可以很好地承載ATM、以太網(wǎng)等多業(yè)務(wù)，被很多運營商寄予了厚望。EPON就是以太網(wǎng)PON，是電子電氣工程師協(xié)會（IEEE，Institute of Electrical and Electronics Engineers）在2004年正式推出的標(biāo)準，但以太網(wǎng)采用8B10B編碼，因此實際速率為1G。在國內(nèi)，吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準化工作主要是中國通信標(biāo)準化協(xié)會（CCSA）的傳送網(wǎng)與接入網(wǎng)（TC6）技術(shù)工作委員會（TC）來負責(zé)的。GPON采用GEM技術(shù)封裝，支持時分復(fù)用業(yè)務(wù)，可以更好的實現(xiàn)遠距離傳輸，可以大大的提高網(wǎng)絡(luò)的利用效率。吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)還具有上下行速率的非對稱性，更加適應(yīng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場，便于靈活的配置上行速率和下行速率。但是就核心芯片的問題來說，目前除了吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備制造廠商自主設(shè)計制造的GPON芯片之外，現(xiàn)在的市面上還沒有專業(yè)芯片制造商推出過商用芯片，所以在大規(guī)模生產(chǎn)上還存在著亟待解決的巨大的問題。吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)是一種點到多點的光接入網(wǎng)技術(shù)。標(biāo)準包括GPON的物理層、TC層和OAM相關(guān)功能的定義。同時，加上以太無源光網(wǎng)絡(luò)中點到多點的拓撲結(jié)構(gòu)，很好的節(jié)省了施工的成本費用，降低了施工損耗，減少了光纖資源的消耗，更使得眾多的運營商將EPON看做是是一種優(yōu)良的接入網(wǎng)方案。首先，EPON結(jié)構(gòu)中的無源光器件壽命較長，大大節(jié)約了維護的成本，同時，EPON也可以很好的與現(xiàn)有的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)相融合，充分的利用現(xiàn)有的以太網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。EPON點對多點的結(jié)構(gòu)，只需增加ONU數(shù)量和少量用戶側(cè)光纖即可方便地對系統(tǒng)進行擴容升級，充分保護運營商的投資。EPON通過無源光網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)以太網(wǎng)的接入，充分的利用了以太網(wǎng)的優(yōu)勢以及無源光網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點，同時，正因如此，以太無源光網(wǎng)絡(luò)具有了良好的經(jīng)濟性。第三個是支持傳統(tǒng)業(yè)務(wù)方面的問題。第一個是支持DiffServ，即服務(wù)等級區(qū)分的問題。相對于其他接入技術(shù)EPON具有很大的技術(shù)優(yōu)勢。它同時具備了以太網(wǎng)簡便實用，價格低廉，發(fā)展成熟和PON節(jié)省光纖資源、對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議透明的優(yōu)點，正成為光接入網(wǎng)領(lǐng)域中的熱門技術(shù)。由于網(wǎng)絡(luò)將成本低廉的以太網(wǎng)設(shè)備與同樣成本低廉的光纖設(shè)施結(jié)合在了一起，所以以太無源光網(wǎng)絡(luò)具有了低管理成本和運營成本的巨大優(yōu)勢。但是，目前GPON的運營成本要高于EPON，每單位帶寬成本也要比EPON高得多，其產(chǎn)品的成熟性與EPON相比也要略遜一籌。同時還可以對ATM、TDM、Ethernet混合業(yè)務(wù)進行有效的傳輸，能夠很好的滿足用戶的業(yè)務(wù)需求。其中。與APON、BPON不同的是，GPON標(biāo)準不再是從APON基礎(chǔ)上改進而來的，而是直接從PON的應(yīng)用和要求上來考慮的，也因此而被稱作為本色模式PON。④GPON（Gigabit Passive Optical Network，吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)）：FSAN于2002年9月提出了一種高比特率傳輸?shù)墓饫w接入網(wǎng)。通過EPON可以很好的來實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)和視頻綜合業(yè)務(wù)。EPON將PON技術(shù)與以太網(wǎng)相結(jié)合，采用點到多點無源光纖傳輸方式，同時實現(xiàn)Gbit/s以太網(wǎng)點到多點的光傳送方案。Ethernet是一種標(biāo)準和技術(shù)都已經(jīng)非常成熟的網(wǎng)絡(luò)。為此，ITUT提出了EPON和GPON技術(shù)。能夠提供動態(tài)帶寬分配、視頻廣播和高速專線等寬帶服務(wù)。顯而易見，APON是以異步傳輸模式ATM為基礎(chǔ)，傳送定長數(shù)據(jù)，同時具有無源光網(wǎng)絡(luò)寬帶傳輸特點的傳輸網(wǎng)絡(luò)。從PON的歷史發(fā)展角度來看，共經(jīng)歷了以下四種類型的PON技術(shù)：①APON（ATM Passive Optical Network，ATM無源光纖網(wǎng)絡(luò)）：APON的最大上下行速率為155Mbit/s。同時，由于局端與客戶端之間沒有有源設(shè)備和光纖介質(zhì)獨有的防雷抗干擾特性，無源光網(wǎng)絡(luò)可以很好的避開雷電，同時也解決了電磁干擾的問題。由于其支持高帶寬和長距離等特性，將成為解決接入網(wǎng)“瓶頸”問題的最佳方案。無源光網(wǎng)絡(luò)采用無源光分路器，有源光網(wǎng)絡(luò)采用有源電復(fù)用器。適合運用樹型的拓撲結(jié)構(gòu)。適合應(yīng)用在于局部用戶非常密集的場合。光纖到交接箱（FTTC）光纖到交接箱（FTTCab， Fiber To The Cabinet），ONU可以設(shè)置在路邊或者電線桿上的分線盒上，主要適用于點到點或環(huán)形的拓撲結(jié)構(gòu)。四、實際應(yīng)用 光纖接入網(wǎng)的實際應(yīng)用，按照ONU在光接入網(wǎng)中的位置不同，可以分為多種類型。環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)是光線路終端與所有的光分配點相串聯(lián)，首尾連接而形成環(huán)形的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。樹型拓撲結(jié)構(gòu)在樹型拓撲結(jié)構(gòu)中，光分配網(wǎng)絡(luò)中有光分配點，光分配點與OLT間通過光纖連接，形成樹形。三、拓撲結(jié)構(gòu)光接入網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)是指由光分配網(wǎng)絡(luò)ODN、用戶設(shè)備以及局端OLT共同組成的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。一個ONU可同時接入多個用戶，處理光信號，具有光電轉(zhuǎn)換和電光轉(zhuǎn)換的功能。在下行方向上，信號由OLT傳輸?shù)絆NU；在上行方向上，信號由ONU傳遞到OLT。OLT可以管理來自O(shè)NU的信息，為ONU提供維護，對ONU進行授權(quán)。: 功能配置其中，AF提供適配功能，UNI為用戶網(wǎng)絡(luò)接口，SNI為業(yè)務(wù)結(jié)點接口，S為光發(fā)送參考點，R為光接收參考點，V為與業(yè)務(wù)節(jié)點間的參考點，T為與用戶終端間的參考點，a為AF和ONU間的參考點。為了降低通信成本、增加收入、發(fā)展新技術(shù)，各大網(wǎng)絡(luò)運營商已經(jīng)開始將建設(shè)重點由傳統(tǒng)的銅纜接入轉(zhuǎn)向了價格低廉、結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)約成本、擴展性強、兼容性好、易于升級的光纖接入。為了滿足人們的需要，產(chǎn)生了大量的接入網(wǎng)新技術(shù)，包括基于雙絞線的銅纜新技術(shù)、光纖接入（無源光網(wǎng)絡(luò)、有源光網(wǎng)絡(luò)）、混合光纖同軸電纜接入、衛(wèi)星接入、固定無線接入（如WiFi、WiMAX等等）。同時無線接入技術(shù)也是接入網(wǎng)研究中的重要一環(huán)。無線接入技術(shù)從業(yè)務(wù)結(jié)點接口到用戶可部分或全部的采用無線接入方式，能夠向用戶提供固定終端業(yè)務(wù)和移動終端業(yè)務(wù)?；旌瞎饫w同軸電纜（HFC，Hybrid Fiber Coaxial）網(wǎng)絡(luò)是一種新型的寬帶網(wǎng)絡(luò)，從傳統(tǒng)的有線電視（CATV）發(fā)展而來，是一種基于頻分復(fù)用技術(shù)的寬帶接入技術(shù)。同時，接入網(wǎng)光纖化也是現(xiàn)在的發(fā)展趨勢，為各大運營商所看好。若是要想滿足現(xiàn)代科技發(fā)展對多業(yè)務(wù)的需求，就必須要引入先進的數(shù)字信號處理技術(shù)，如非對稱用戶數(shù)字線（ADSL，Asymmetric Digital Suscriber Line）、高比特率數(shù)字用戶線