基于以太無源光網(wǎng)絡（EPON）的信息網(wǎng)絡傳輸架構(gòu)分析

李創(chuàng)杰

（長訊通信服務有限公司，廣東 揭陽515549）

EPON是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，由于其具有成本低、擴展性強、兼容性強、快速、易管理等優(yōu)點，被廣泛應用到信息網(wǎng)絡的傳輸中。EPON具有強大的功能，它同時具備了以太網(wǎng)和PON的優(yōu)點，是接入網(wǎng)技術(shù)中的熱門技術(shù)，發(fā)展空間廣闊。EPON使用多點結(jié)構(gòu)和無源光纖傳輸，可以在以太網(wǎng)上提供多種業(yè)務。由于EPON具有這些特點，其寬帶用戶具有特殊的優(yōu)越性，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡和計算機的完美結(jié)合，是實現(xiàn)信息網(wǎng)絡傳輸?shù)淖罴衙浇椤ｋS著時代的進步，EPON技術(shù)一定會不斷完善，更多的功能會被逐步開發(fā)出來，在信息網(wǎng)絡傳輸中發(fā)揮更巨大的作用。

1 EPON的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)層次模型

以太無源光網(wǎng)絡（EPON）的信息網(wǎng)絡使用的是PON結(jié)構(gòu)。EPON和業(yè)務節(jié)點、用戶設備的連接分別通過SNI、UNI實現(xiàn)。EPON由 ODN、OUN／OUT、OLT三部分組成，其中OLT位于局端，而ONU／ONT則位于客戶端，兩者的區(qū)別為：ONT是直接位于用戶端的，ONU和用戶之間還存在其他網(wǎng)絡。OLT到ONU／ONT的方向是下行方向，反之則是上行方向。在EPON系統(tǒng)中，OLT可以作為路由器，也可以作為交換機，而且還是一個多業(yè)務平臺，能夠?qū)o源光纖網(wǎng)絡提供光纖接口。OLT是系統(tǒng)的核心，其主要功能是：對測距過程進行控制，記錄測控信息；發(fā)送以太網(wǎng)數(shù)據(jù)；發(fā)起并控制ONU功率；對ONU發(fā)送數(shù)據(jù)的窗口大小和起始時間進行控制。

協(xié)議參考模型為：設備之間的數(shù)據(jù)傳輸和互聯(lián)是通過物理層實現(xiàn)的，物理層還可以為數(shù)據(jù)傳輸提供適宜的運行環(huán)境，其子層包括物理媒質(zhì)相關(guān)層、物理編碼子層、物理媒質(zhì)連接子層。數(shù)據(jù)鏈路能夠?qū)崿F(xiàn)對物理傳媒質(zhì)的有效控制，將上層通信發(fā)出的數(shù)據(jù)封裝到以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)中，并且選擇合適的發(fā)送方式與接受方式。MAC能夠接受數(shù)據(jù)幀，這個過程是通過媒體無關(guān)接口實現(xiàn)的。當幀從MAC向PHY轉(zhuǎn)移的時候，其上需要帶有MAC的標簽，反傳輸?shù)臅r候，需要將標簽去掉，還原以太網(wǎng)幀。OLT端區(qū)分ONG是通過標簽上的邏輯連接實現(xiàn)的。ONU端根據(jù)LLID實現(xiàn)包裹功能。MACContr ol層可以實現(xiàn)多業(yè)務數(shù)據(jù)通路的選錄，在多點控制協(xié)議中占據(jù)主要位置。

2 EPON的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 連接初始化過程和沖突解決

當啟動EPON系統(tǒng)以后，首先開始的是初始化連接。一般都是使用TDMA作為連接方式，這種方式能夠顯著提高線路的使用效率。另外，還需要使用動態(tài)請求／準許機制實現(xiàn)帶寬的高效分配。用戶在使用這個機制之前需要進行注冊。這個過程還需要一些信息：報告ONU的MAC地址、ONU向OLT申請初始使用時隙、分配LLID、報告服務等。如果系統(tǒng)正常運行，且ONU的數(shù)值沒有達到最大值，此過程就會定期進行，檢查是否有新的ONU加入。

2.2 測距和時延補償技術(shù)

由于產(chǎn)生光信號的光網(wǎng)絡單元的距離不同，其信號可能存在沖突，這就需要進行距離修正。一般都是準確測量所有ONU通道上OLT的距離，對ONU的發(fā)送延遲進行精確的調(diào)整，使ONU發(fā)送窗口的間隔減小，從而使上行信道的利用率提高。

2.3 突發(fā)信號的快速同步

當ONU中的數(shù)據(jù)流到達OLT以后，數(shù)據(jù)流的比特相位是不相同的而且還是未知的。OLT處的比特同步必須在每個上行ONU短脈沖數(shù)據(jù)流期間建立，快速比特同步電路在幾個比特周期內(nèi)和輸入數(shù)據(jù)同步，從而恢復ONU信號。

2.4 安全性和可靠性

由于PON系統(tǒng)具有組播的特性，為了提高信息的安全性，就需要采取一定的措施進行保護。一般都采用信息擾碼對信息進行保護，這種信息擾碼介于高層編碼和傳輸系統(tǒng)擾碼之間，可以為信息保密提供基本的保護，方法為：OLT定時發(fā)布更新ONU秘鑰的命令，然后根據(jù)新秘鑰對發(fā)送給該ONU的數(shù)據(jù)信元進行攪動加密，保證所有ONU只能夠按照自身設定的密鑰譯出信息的具體內(nèi)容，確保信息的安全。

2.5 帶分配技術(shù)

EPON系統(tǒng)中，上行方向信道中共享光纖的方式是時分復用接入方式，不同的ONU發(fā)送數(shù)據(jù)的時候占據(jù)的時隙也是不同的。隨著社會需求的增長，寬帶業(yè)務不斷增大，用戶對寬帶的要求也增大，這就需要結(jié)合業(yè)務的特點對信道寬帶進行合理的分配。這也是EPON系統(tǒng)中最關(guān)鍵的技術(shù)之一。

3 結(jié)束語

隨著科技的發(fā)展，很多先進的技術(shù)被開發(fā)出來，為人們的工作、生活帶來極大的方便。其中，信息網(wǎng)絡傳輸技術(shù)的出現(xiàn)，顛覆了傳統(tǒng)的信息傳輸方式，是信息傳輸?shù)囊淮沃卮笞兏铩PON是一種具有強大功能的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，它同時具備了以太網(wǎng)和PON的優(yōu)點，是接入網(wǎng)技術(shù)中的熱門技術(shù)，發(fā)展空間廣闊。

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