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1、EPON技术白皮书 公开 EPON技术白皮书 page 1 total 36 EPON 技术白皮书 技术白皮书 华为3Com技术有限公司华为3Com技术有限公司 Huawei 3Com Technologies Co Ltd EPON技术白皮书 公开 EPON技术白皮书 page 2 total 36 目 录 1EPON技术介绍 6 1 1PON技术发展 6 1 2EPON的基本原理 8 1 3EPON的传输原理 11 2EPON与其它常见接入技术的比较 12 3EPON协议和关键技术介绍 14 3 1EPON协议栈介绍 14 3 1 1EPON的层次模型 14 3 1 2MPCP子层 14
2、3 1 3EPON的物理层 RS子层 PCS子层 PMA子层 PDM子层 15 3 2EPON关键技术 18 3 2 1EPON数据链路层的关键技术 18 3 2 2EPON物理层的关键技术 21 3 2 3EPON的QoS问题 21 3 3拓扑结构 23 4华为3COM的EPON产品 24 4 1华为3COM的产品形态 24 4 2华为3COM的设备特点 25 附录 27 1EPON与其它常用接入方式比较 27 1 1 EPON与ADSL的比较 27 1 1 1 技术发展趋势 27 1 1 2 运行维护 28 1 2EPON与VDSL的比较 30 1 3 EPON与LAN接入的比较 31 1
3、 4 PON LAN与光纤直驱 LAN的比较 32 1 5 EPON与BPON的比较 34 1 6 EPON和GPON的比较 35 1 7 EPON与HFC 光纤同轴混合网络 的比较 36 EPON技术白皮书 公开 EPON技术白皮书 page 3 total 36 图 目 录 图1 PON的两个主要标准体系 6 图2 EPON原理 9 图3 上下行传输原理 11 图4 EPON的层次模型 14 图5 LLID在帧中的位置 16 图6 测距和时延补偿 20 图7 星型结构 23 图8 树型结构 24 图9 华为3COM 的ONU设备 24 图10华为3COM的 OLT 设备 25 图11传统以
4、太网接入汇聚层解决方案 33 图12EPON 接入汇聚层解决方案 34 EPON技术白皮书 公开 EPON技术白皮书 page 4 total 36 EPON产品技术白皮书产品技术白皮书 关键词 FTTH FTTB FTTx EPON 技术 白皮书 Quidway S6500 摘 要 本文献是关于EPON技术的介绍说明型文档 目的在于说明EPON是一个什么技术 解 决了什么问题 对于不同需要的读者 可以选择性的阅读其中的章节 如果只想了解EPON 技术一个大概 第一章就可以满足你要的要求 如果想了解EPON中的技术细节 请阅读 第三章 如果想了解华为3COM的EPON产品 请阅读第四章 在本文
5、献附件中 我们给 出了EPON技术与其它常见接入技术的区别 可以帮助你了解EPON与各种接入技术的特 点 缩略语清单 Abbreviations缩略语缩略语 Full spelling 英文全名英文全名 Chinese explanation 中文解释中文解释 AON Active Optical Network 有源光网络 CATV Cable TV 有线电视网 CO Central office 中心局 EPON Ethernet Passive Optical Network 以太网无源光网络 FCS Frame Check Sequence 前向纠错 FE Fast Ethernet
6、快速以太网 FTTB Fiber To The Building 光纤到大楼 FTTC Fiber To The Curb 光纤到路边 FTTH Fiber To The Home 光纤到户 GE Gigabit Ethernet 千兆以太网 GEPON Gigabit Ethernet Passive Optical Network 千兆以太网无源光网络 EPON Ethernet Passive Optical Network 以太网无源光网络 GMII Gigabit Media Independent Interface 千兆比特媒体独立接口 GRE Generic Routing E
7、ncapsulation 通用路由封装 IPG Inter Packet Gap 包间隔 ITU T International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector 国际电信联盟 电信标准部 LLID Logical Link Identifier 逻辑链路标识 MAC Medium Access Control 介质访问控制 MDI Media Dependent Interface 媒体相关接口 MIB Management Information Base 管理信息库 MPCP Multiple
8、 point control protocol 点到多点控制协议 NIU Network interface unit 网络接口单元 OAM Operation administration and maintenance 操作 管理 维护 ODN Optical Distribution Network 光分配网 OLT Optical Line Terminal 光线路终端 ONT Optical Network Terminator 光网络终端 ONU Optical Network Unit 光网络单元 EPON技术白皮书 公开 EPON技术白皮书 page 5 total 36 Ab
9、breviations缩略语缩略语 Full spelling 英文全名英文全名 Chinese explanation 中文解释中文解释 PCS Physical Code Sublayer 物理编码子层 PMA Physical Medium Attachment 物理媒体附加 子层 PMD Physical Medium Dependent 物理媒体相关 子层 PON Passive optical Network 无源光网络 POS Passive optical splitter 无源分光器 PPP Point to Point Protocol 点到点协议 一种在点到点链路上传输
10、多种协议 网络层协议 数据报文的链 路层协议 QoS Quality of Service 服务质量 指报文传送的吞吐量 时延 时延抖动 丢失率等性能 RADIUS Remote Authentication Dial In User Service 远程验证用户拨入服务 RTT Round Trip Time 往返时间 SLD Start of LLID Delimiter LLID定界符 SNMP Simple Network Management Protocol 简单网络管理协议 SONET SDH Synchronous Optical Network Synchronous Dig
11、ital Hierarchy 同步光纤网 同步数字等级 TDM Time Division Multiplex 时分复用 VLAN Virtual LAN 虚拟局域网 EPON技术白皮书 公开 EPON技术白皮书 page 6 total 36 1 1 EPON技术介绍EPON技术介绍 1 1 PON技术发展技术发展 随着宽带业务的发展 人们越来越意识到网络的接入部分 最后1 km 存在严重的 带宽 瓶颈 客户端和局端目前都已跨入吉比特级以上的速率 如客户端广泛使用的 PC其内部传送速率已达到千兆比特速率 而作为接入部分的另一头 城域网或国干网的 每波长速率也已达到2 5 10 Gbps 它们
12、都比接入部分高出至少3个数量级 随着三网 合一的推行 突破接入网瓶颈变得越来越迫切 只有突破接入部分的带宽 瓶颈 才 能使整个网络有效发挥宽带的作用 真正推动各种业务的发展 给运营商带来经济效益 和社会效益 从技术上讲有三种方式突破接入网瓶颈 一是高速数字用户线路 VDSL 二是基于无源光网络 PON 的光纤到户 FTTH 三是高速无线接入 光纤接入从技术上可分为两大类 有源光网络 AON Active Optical Network 和无 源光网络 PON Passive Optical Network 年 实验室首先发明了 技术 PON是一种纯介质网络 由于消除了局端与客户端之间的有源设备
13、 它能避免 外部设备的电磁干扰和雷电影响 减少线路和外部设备的故障率 提高系统可靠性 同 时可节省维护成本 是电信维护部门长期期待的技术 PON的业务透明性较好 原则上 可适用于任何制式和速率的信号 目前基于PON的实用技术主要有APON BPON GPON EPON GEPON等几种 其主要差异在于采用了不同的二层技术 1998 10通 过 APON G 983 名称变更 BPON G 983 GPON G 984 升级扩展 2002 9推 出 2003 年初通过 EPON 802 3ah 2000 11开始 制定 预计 2004 6发布 基于ATM ITU FSAN联盟 基于以太网 EFM
14、工作组 2001年底 改名 1998 10通 过 APON G 983 名称变更 BPON G 983 GPON G 984 升级扩展 2002 9推 出 2003 年初通过 EPON 802 3ah 2000 11开始 制定 预计 2004 6发布 基于ATM ITU FSAN联盟 基于以太网 EFM工作组 2001年底 改名 图1 PON的两个主要标准体系 EPON技术白皮书 公开 EPON技术白皮书 page 7 total 36 APON是上世纪90年代中期就被ITU和全业务接入网论坛 FSAN 标准化的PON技术 FSAN在2001年底又将APON更名为BPON APON的最高速率为
15、622Mbps 二层采用的是ATM 封装和传送技术 因此存在带宽不足 技术复杂 价格高 承载IP业务效率低等问题 未能取得市场上的成功 为更好适应IP业务 第一英里以太网联盟 EFMA 在2001年初提出了在二层用以太 网取代ATM的EPON技术 IEEE 802 3ah工作小组对其进行了标准化 EPON可以支持 1 25Gbps对称速率 随着光器件的进一步成熟 将来速率还能升级到10Gbps 由于其将 以太网技术与PON技术完美结合 因此成为了非常适合IP业务的宽带接入技术 对于Gbps 速率的EPON系统也常被称为GEPON 100M的EPON与1G的EPON的不同在速率上的差异 在 其中
16、所包含的原理和技术 是一致的 目前业界主要推广的是GEPON 百兆位的EPON也 有不多的一些应用 在后面文档中提到的EPON 如果没有特别说明 都是指千兆位的 GEPON EPON是几种最佳的技术和网络结构的结合 EPON采用点到多点结构 无源光纤传输 方式 在以太网上提供多种业务 目前 IP Ethernet应用占到整个局域网通信的95 以上 EPON由于使用上述经济而高效的结构 从而成为连接接入网最终用户的一种最有 效的通信方法 10Gbps以太主干和城域环的出现也将使EPON成为未来全光网中最佳的最 后一公里的解决方案 在一个EPON中 不需任何复杂的协议 光信号就能准确地传送到最终用户 来自最 终用户的数据也能被集中传送到中心网络 在物理层 EPON使用1000BASE的以太PHY 同时在PON的传输机制上 通过新增加的MAC控制命令来控制和优化各光网络单元 ONU 与光线路终端 OLT 之间突发性数据通信和实时的TDM通信 在协议的第二层 EPON采用 成熟的全双工以太技术 使用TDM 由于ONU在自己的时隙内发送数据报 因此没有碰撞 不需CDMA CD 从而充分利用带宽
