光纤到户的毕业论文设计(2)

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率为2、4或8,并可以多级连接[1]。在EPON中,OLT到ONU间的距离最大可达2Okm,如果使用光纤放大器(有源中继器),距离还可以延长。 EPON中的ONU采用了技术成熟而又经济的以太网络协议,在中带宽和高带宽的ONU中实现了成本低廉的以太网第二层或第三层交换功能。这种类型的ONU可以通过层叠来为多个最终用户提供

相当高的共享带宽。因为都使用以太网协议,在通信的过程中,就无需协议转换,而实现ONU对用户数

据的透明传送。当然,对于光纤到家(FTTH)的接入方式,ONU可以不需要交换功能,从而能在极低的成本下为终端用户分配所需的带宽。

远程业务分配控制(remote provisioning)管理可以让运营商通过对用户不同时段的不同业务需求做出响应,这样可以提高用户满意度。运营商可以通过中心管理系统对OLT、ONU等所有网络单元设备进行管理,同时可以很灵活地根据用户的需要来动态分配带宽。 1.2EPON原理 一、EPON系统简介

以太网无源光纤网络（EPON）是一种采用点到多点（P2MP）结构的单纤双向光接入网络，其典型拓扑结构如图2所示：

IFPON SNIIFPON ODNONU1ONU2UNIOLT1:n无源光分路器SNI：业务节点接口UNI：用户网络接口IFPON：PON专用接口 ONUn

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图2. EPON系统

EPON系统由局侧的光线路终端（OLT）、用户侧的光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）组成，为单纤双向系统。在下行方向（OLT到ONU），OLT发送的信号通过一个1:n的无源光分路器（或几个分路器的级联）到达各个ONU；在上行方向（ONU到OLT），一个ONU发送的信号只会到达OLT，而不会到达其他ONU。为了避免数据冲突并提高网络利用效率，上行方向采用TDMA多址接入方式并对各ONU的数据发送进行仲裁。 二、EPON传输原理[2]

EPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输。其中上行波长1310nm，下行波长1490nm,用于传递数据业务。另外光纤上还可以传送1550nm的波长，这个波长主要是用来传递CATV信号，如 图 1所示。

图3. EPON上下行传输

EPON 从OLT 到多个 ONU 下行传输数据和从多个ONU到OLT上行数据传输是十分不同的。 下行传输

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从OLT 到多个ONU 以广播式下行（时分复用技术TDM ）每一个数据帧的帧头包含前面注册时分配的、特定 ONU 的逻辑链路标识（LLID ），该标识表明本数据帧是给ONU（ONU1 、ONU2 、ONU3......ONUn ）中的唯一一个。另外，部分数据帧可以是给所有的ONU（广播式）或者特殊的一组ONU（组播）。如 图 1所示。，ONU1 收到包 1、2、3，但是它仅仅发送包1 给终端用户1 ，丢弃包2和包3。

图4. EPON下行传输 上行传输

从多个ONU到OLT上行数据，采用时分多址接入技术（TDMA ）分时隙给ONU 传输上行流量。当ONU 在注册时成功后，OLT会给ONU分配特定的带宽。带宽对于PON层面来说，就是多少可以传输数据的基本时隙，每一个基本时隙单位时间长度为16ns 。在一个OLT 端口（PON端口）下面，所有的ONU与OLT PON 端口之间时钟是严格同步的，每一个ONU 只能够在OLT 给他分配的时刻上面开始，用分配给它的时隙长度传输数据。通过时隙分配和时延补偿，确保多个ONU的数据信号耦合到一根光纤时，各个ONU 的上行包不会互相干扰，如 图 1所示。

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图5. EPON上行传输 1.3 EPON的关键技术 (1)系统同步。

系统同步是指由于EPON上行为多点到一点的拓扑结构,每个ONU发送时隙必须与OLT的系统分配的时隙保持一致,以防止各个ONU上行数据发生碰撞。

(2)ONU的自动识别。

ONU自动加入目的是通过系统的自动运行,不需人工干预的完成对新ONU的发现和注册,使新ONU能够自动加入到EPON系统而不影响其他ONU运行[3]。

(3)EPON中TDM业务的传输。

尽管数据业务的带宽需求正快速增长,但现有的电路业务还有很大的市场,在短期内仍将发挥其巨大的作用,在今后几年内仍是业务运营商的主要收入来源。

(4)动态带宽分配(DBA)。

带宽分配分为静态和动态两种,静态带宽由打开的窗口尺寸决定,动态带宽则根据ONU的需要,由OLT分配。DBA技术是MAC层技术关键,它直接关

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系到上行信道的利用率和数据时延。

1.4 实现EPON存在的一些技术难点 EPON技术难点有待解决。

1）因为PON是一种点到多点的物理和逻辑拓扑结构，而传统的以太网是点到点的协议，如何在点到多点的PON中传送点到点的以太网协议，是以太网应解决的技术问题，通过对MAC

2）必须解决点到多点的光系统中突发模式传

3）PON中不同ONU与OLT的距离相差较大，如何解决到达OLT光信号强度的巨大偏差问题。如何解决非授权ONU的累积噪声对授权ONU发出的

4）主干光纤需要求量过大，光纤资源难以满足，投资过大。节点数和用户数量增加，维修管理难度增大。

5）由于用户对通信需求的多用化，导致网络及其接入端口的利用率低。用率低。

1.5 FTTH与wimka的结合使用[5]

微波接入世界的互操作 (word interoperability for microwave access；WiMAX）由于传输距离远、传输速度高，且没有布线要求，近年来受到业界广泛关注，目前已有十几款固定WiMAX产品通过WiMAX论坛的认证。所以，随着固定WiMAX的发展成熟，当成本下降到一定程度后，采用EPON技术的FTTN与WiMAX结合使用将是宽带光纤接入的另一种应用模式，

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