【正文】 達(dá)國家也取得了很大的進(jìn)展。 APON 是上世紀(jì) 90 年代中期就被 ITU 和全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)論壇（ FSAN）標(biāo)準(zhǔn)化的 PON 技術(shù)， FSAN 在 20xx 年底又將 APON 更名為 BPON， APON的最高速率為 622Mbps，二層采用的是 ATM 封裝和傳送技術(shù)，因此存在帶寬不足、技術(shù)復(fù)雜、價(jià)格高、承載 IP 業(yè)務(wù)效率低等問題，未能取得市場(chǎng)上的成功。 EPON 產(chǎn)品得到了更大程度的商用，由于其將以太網(wǎng)技術(shù)與 PON技術(shù)完美結(jié)合，因此成為了非常適合 IP 業(yè)務(wù)的寬帶接入技術(shù)。 在 EFMA 提出 EPON 概念的同時(shí)， FSAN 又提出了 GPON， FSAN 與 ITU已對(duì)其進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，其技術(shù)特色是在二層采用 ITUT 定義的 GFP（通用成幀規(guī)程）對(duì) Ether、 TDM、 ATM 等多種業(yè)務(wù)進(jìn)行封裝映射，能提供 和 ，并具有強(qiáng)大 OAM 功能。 1． 2 PON 技術(shù)的接入及優(yōu)勢(shì) 1． PON 接入 圖 1－ 1 EPON 無線接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)： 1）光纖為帶寬容量大，對(duì)業(yè)務(wù)透明的純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，能適應(yīng)不斷寬與新業(yè)務(wù)演進(jìn)需求。 3）長(zhǎng)距離，符合大局所的建設(shè)思路。 5）共享大帶寬介質(zhì)與 CO 端光器件，節(jié)省干線光纖，具備高密度的接入能力，具備了低成本能力。 7）光纜壽命達(dá) 50 年，優(yōu)于銅纜。 9）可以實(shí)現(xiàn)真正意義的全業(yè)務(wù)接入與 “三網(wǎng)合一 ”。 2． PON 技術(shù)的優(yōu)勢(shì) 1）無源光網(wǎng)絡(luò)是純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，徹底避免了電磁干擾和雷電影響，極適合在自然條件惡劣的地區(qū)使用。 PON 結(jié)構(gòu)在傳輸途中不需電源，沒有電子部 件，因此容易鋪設(shè)，基本不用維護(hù)，長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)成本和管理成本的節(jié)省很大； 3） PON 系統(tǒng)對(duì)局端資源占用很少，系統(tǒng)初期投入低，擴(kuò)展容易，投資回報(bào)率高； 4）提供非常高的帶寬。 GPON 則是高達(dá) 。 PON 作為一種點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，以一種扇出的結(jié)構(gòu)來節(jié)省 CO 的資源，服務(wù)大量用戶。 6）帶寬分配靈活，服務(wù)有保證?？梢詫?shí)現(xiàn)用戶級(jí)的 SLA。 2． GPON 特點(diǎn)： 1） ITUT ～ 4， MIB、保護(hù)等部分內(nèi)容需參考 ； 2）運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)制訂，全業(yè)務(wù)與完備性是其主要特征； 3）雖然現(xiàn)有廠家較少，但發(fā)展較快； 4）目前均為 FPGA，預(yù)計(jì)年末出現(xiàn) ASIC； 5）互通性的基礎(chǔ)較好 第二章 EPON 2． 1 EPON 的簡(jiǎn)介 1． EPON 的概念 EPON（以太 無源光網(wǎng)絡(luò)）是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，它采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。因此，它綜合了 PON 技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：低成本；高帶寬；擴(kuò)展性強(qiáng)，靈活快速的服務(wù)重組；與現(xiàn)有以太網(wǎng)的兼容性；方便的管理等等。第一種模式采用載波偵聽多址接入 /沖突檢測(cè)（ CSMA/CD）協(xié)議而應(yīng)用在共享媒質(zhì)上；第二種模式為各個(gè)站點(diǎn)采用全雙工的點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路通過交換機(jī)連接到一起。 3．方向特性 EPON 媒質(zhì)的性質(zhì)是共享媒質(zhì)和點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。 下行方向： olt 發(fā)出的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)報(bào)經(jīng)過一個(gè) 1:n 的無源光分路器或幾級(jí)分路器傳送到每一個(gè) ONU。這種行為特征與共享媒質(zhì)網(wǎng)絡(luò)相同。 上行方向：由于無源光合路器的方向特性，任何一個(gè) ONU 發(fā)出的數(shù)據(jù)包只能到達(dá) OLT，而不能到達(dá)其他的 ONU。但是，不同于一個(gè)真正的點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，在 EPON中，所有的 ONU 都屬于同一個(gè)沖突域 ―― 來自不同的 ONU 的數(shù)據(jù)包如果同時(shí)傳輸依然可能會(huì)沖突。 2． 2 EPON 的 協(xié)議 棧 ? OAM 層： 使用 OAM 協(xié)議數(shù)據(jù)單元，管理、測(cè)試和診斷已激活 OAM 功能的鏈路；定義了 EPON 各種告警事件和控制處理 ? 多點(diǎn) MAC 控制： 使用 MPCP（多點(diǎn)控制協(xié)議），實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的 MAC 控制；實(shí)現(xiàn)在不同的 ONU 中分配上行資源、在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)和注冊(cè) ONU、允許DBA 調(diào)度 ? MAC： 實(shí)現(xiàn)對(duì) Media 的控制； ? RS： 調(diào)和子層，為 EPON 擴(kuò)展了字節(jié)定義，調(diào)和多種數(shù)據(jù)鏈路層能夠使用統(tǒng)一的物理層接口； ? PCS： 物理編碼子層，支持在點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)物理介質(zhì)中的突發(fā)模式 ＋ 支持 FEC算法； ? FEC： 使用二進(jìn)制運(yùn)算（例如 Galois 算法），附加一定的糾錯(cuò)碼用于在接收端進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)和糾錯(cuò)； ? PMA： 物理媒質(zhì)附加子層，支持 P2MP 功能，實(shí)現(xiàn) PMD 的擴(kuò)展； ? PMD： 物理媒質(zhì)相關(guān)子層（使用 1000BASEPX 接口） PMD 子層定義了EPON 兼容器件的指標(biāo)，實(shí)現(xiàn) PMD 服務(wù)接口和 MDI 接口之間的數(shù)據(jù)收發(fā)功能。其中， OLT 位于局端， ONU 位于用戶端， ODN 由無源分 光器件 和光纖線路構(gòu)成。 ONU 提供給用戶數(shù)據(jù)、視頻和電話網(wǎng)絡(luò)接口。 與基于 SDH 的接入方式相比， EPON 全程采用 IP 包的形式傳送，不需要進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。由于 E1 over IP 不能完全保證 TDM 業(yè)務(wù)的 QoS要求， EPON 傳輸幀中除以 E1 以太網(wǎng)之間的適配封裝、 E1 信號(hào)同步定時(shí)外，還采用動(dòng)態(tài)帶寬分配控制來加以保證。無論 EPON 的上行信道還是下行信道都不會(huì)發(fā)生丟幀，因此， EPON 所要考慮的重點(diǎn)是保證面向連接業(yè)務(wù)的低延時(shí)。 端到端的 QoS 支持可由現(xiàn)存的 IP 網(wǎng) 絡(luò) 中 如 虛 擬 局域網(wǎng)(VLAN)()、 IPVPN、多協(xié)議標(biāo)簽交換 (MPLS)、支持業(yè)務(wù)等級(jí)區(qū)分等來實(shí)現(xiàn)，其中為不同服務(wù)質(zhì)量要求的信號(hào)設(shè)置不同優(yōu)先級(jí)，以保證信息包按預(yù)先設(shè)置的優(yōu)先級(jí)傳遞。技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案是：在 EPON 的下行信道上， OLT 建立8 種業(yè)務(wù)隊(duì)列，不同的隊(duì)列采用不同的轉(zhuǎn)發(fā)方式；在上行信道上， ONU 建立 8種業(yè)務(wù)端口隊(duì)列，既要區(qū)分業(yè)務(wù)又要區(qū)分不同用戶的服務(wù)等級(jí) 。 標(biāo)準(zhǔn)中為每個(gè)連接設(shè)定 LLID 邏輯鏈路標(biāo)識(shí)，每個(gè) ONU只能接收帶有屬于自己的 LLID 的數(shù)據(jù)包，其余的數(shù)據(jù)包丟棄不再轉(zhuǎn)發(fā)。為保證每個(gè) ONU 數(shù)據(jù)的保密性，需要在下行方向?qū)γ總€(gè) ONU 的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密算法；而 ONU 至 OLT 是 TDMA 方式共享以太網(wǎng)通道，上行方向同樣 也存在非法的用戶通過數(shù)據(jù)通道偽造以太幀來進(jìn)行破壞，為了保證系統(tǒng)的安全性，需要對(duì) MAC 控制幀和 OAM 幀進(jìn)行加 密。 2． 4 EPON 在 HFC 中的應(yīng)用 圖 2－ 2 EPON 在 HFC 的應(yīng)用 一般在 HFC 網(wǎng)絡(luò)中 ,光發(fā)射機(jī)選擇 1310nm 或者 1550nm。通過 波分復(fù)用（ WDM）的方式與 EPON 的 OLT 合成于一根光纖。 由于 HFC 網(wǎng)絡(luò)采用星型結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)與 EPON 十分相似；因此，在 HFC網(wǎng)絡(luò)中采用 EPON，只需在原來的光纖網(wǎng)絡(luò)上做簡(jiǎn)單的配置，可在較短時(shí)間內(nèi)完成網(wǎng)絡(luò)的疊加。 三個(gè)波長(zhǎng) EPON 中也可以采用 DWDM 設(shè)計(jì)。 1550nm 窗口（ 1530nm 到 1565nm）允許 DWDM 信道在 PON 中透明傳輸，增加 VOD、數(shù)字視頻和帶寬等功能。 HFC 目前是最經(jīng)濟(jì)的 CATV 信號(hào)傳輸接入方式，它的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與 EPON 十分相似。 第三 章 GPON 3． 1GPON 的簡(jiǎn)介 1． 什么是 GPON GPON（ GigabitCapablePassiveOpticalNetwork，千兆無源光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)是無源光網(wǎng)絡(luò)（ PON）家族中一個(gè)重要的技術(shù)分支，其它類似技術(shù)包括APON/BPON 和 EPON 技術(shù)等。 GPON 的概念最早由 FSAN（ FullServiceAccessNetwork，全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)聯(lián)盟）在 20xx 年提出，在此之前， FSAN/ITU 還提出并標(biāo)準(zhǔn)化了 APON/BPON技術(shù)（ ITUT 系列標(biāo)準(zhǔn)）， IEEE 也已經(jīng)開始 EPON 技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作并很快于 20xx 年正式發(fā)布 IEEE ，這標(biāo)志著 EPON 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作的完成。在這樣的背景下， FSAN/ITU 以 APON 標(biāo)準(zhǔn)為基本框架，重新設(shè)計(jì)了新的物理層傳輸速率和 TC 層，推出了新的 GPON 技術(shù)和標(biāo) 準(zhǔn)。所謂 “無源 ”，是指 ODN 中不含有任何有源電子器件及電子電源，全部由光纖和光分 /合路器（ Splitter）等無源光器件組成，沒有昂貴的有源電子設(shè)備。 GPON 系統(tǒng)要求 OLT 和 ONU 之間 的光傳輸系統(tǒng)使用符合 標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖，上下行一般采用波分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)單纖雙向的上下行傳輸，上行使用 1260nm～ 1360nm 波長(zhǎng)，下行使用1480nm～ 1500nm 波長(zhǎng)。 GPON 系統(tǒng)的 ONU/ONT（ ONT 是用于 FTTH 并具有用戶端口功能的 ONU）可放置在交接箱、樓宇 /分線盒、公司 /辦公室和家庭等不同的位置，形成 FTTCab（光纖到交接箱）、 FTTB/C（光纖到樓宇 /分線盒）、 FTTO（光纖到辦公室）和FTTH（光纖到家庭用戶）等不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 GPON 速率高達(dá) ／ s，能提供足夠大的帶寬以滿足未來網(wǎng)絡(luò)日益增長(zhǎng)的對(duì)高帶寬的需求，同時(shí)非對(duì)稱特性更能適應(yīng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場(chǎng)。 GPON 能夠同時(shí)承載 ATM 信元和 (或 )GEM幀，有很好的提供服務(wù)等級(jí)、支持 QoS 保證和全業(yè)務(wù)接入的能力。 (3)很好地支 持 TDM 業(yè)務(wù)。將 TDM 業(yè)務(wù)映射到 ATM 信元中也能提供有 QoS 保證的實(shí)時(shí)傳輸。 (4)簡(jiǎn)單、高效的適配封裝。 (5)強(qiáng)大的 OAM 能力。它們承擔(dān)不同的 OAM 任務(wù)，形成 C／MPlane(控制，管理平面 )，平面中的不同信息對(duì)各自的 OAM功能進(jìn)行管理。 (6)技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，設(shè)備成本較高。在商業(yè)客戶和商業(yè)客戶比較集中的寫字樓、工業(yè)園區(qū)和網(wǎng)吧集中區(qū)，用戶分布較為分散，帶寬需求相對(duì)較高 (典型需求為 10M、 100M 甚至 1000M)，除了基本的語音業(yè)務(wù)、高速 Inter 專線接入等業(yè)務(wù)外，還存在 TDM(E1)專線、視訊會(huì)議、視頻監(jiān)控、 VPN、無線覆蓋等多樣化的業(yè)務(wù)需求，對(duì)系統(tǒng)的可用性、業(yè)務(wù)質(zhì)量和維護(hù)質(zhì)量要