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1、北京市海淀区中关村E世界C座965双向有线数字电视网EPON培训融合型广播机构双向互动技术战略供应商北京松穹互动动信息技术术有限公司*What is EPON?啥啥是PON？啥啥又是EPON?*What is EPON?什么是PON？ PON是一种点到多点(P2MP)结结构的无源光网络络 PON是无源光网络络的简简称 Passive Optical Network什么是EPON? 以太网无源光网络络 Ethernet Passive Optical Network*Pons historyQuestion:PON是咋来的？PON它用来干啥啥的呀? *Pons historyPON的发发展历历史
2、APON(2001年改名为为BPON):20世界90年代中期出现,二层采 用ATM封装和传送技术,最高速率为622Mbps EPON(GEPON):2001年提出,二层用以太网代替ATM.支持 1.25Gbps对称速率.对于Gbps速率的EPON系统也常被 称为GEPON GPON:与EPON几乎同时提出，二层采用ITU-T定义的GFP（ 通用成帧规程）对Ethernet、TDM、ATM等多种业 务进行封装映射，能提供1.25Gbps和2.5Gbps下行速率 ，和155M、622M、1.25Gbps、2.5Gbps几种上行 速率，并具有较强的OAM功能。 PON的出现,是用来解决接入网带宽瓶颈
3、*Why PON? Questions:Questions: 为啥接入网要使用为啥接入网要使用PONPON呢呢? ? 它和现有的它和现有的DSLDSL接入和无线接入比较有啥优势呢接入和无线接入比较有啥优势呢? ? 在在PONPON的众多技术中的众多技术中, ,为啥我们要选用为啥我们要选用EPONEPON来作为接入来作为接入 网网FTTHFTTH方案方案? ?*Why PON? Questions:Questions: 为什么接入网要使用为什么接入网要使用PONPON呢呢? ? 它和现有的它和现有的DSLDSL接入和无线接入比较有什么优势接入和无线接入比较有什么优势? ?p p 物美物美: :光
4、钎是一种纯介质网络光钎是一种纯介质网络, ,能避免外部干扰能避免外部干扰, ,提高系提高系 统可靠性。与统可靠性。与DslDsl（铜双绞线）和无线相比，质量很好（铜双绞线）和无线相比，质量很好 很强大。很强大。 p p 价廉价廉：消除了局端与客户端之间的有源设备。不用再：消除了局端与客户端之间的有源设备。不用再 在用户小区架设机房。佛曰：剩钱就是赚钱。在用户小区架设机房。佛曰：剩钱就是赚钱。 p p 方便方便：接入距离远远超过无线和：接入距离远远超过无线和DSLDSL。增加用户的模式。增加用户的模式 支持支持“热拔插热拔插”。*Why EPON? Questions:Questions: 在在
5、PONPON的众多技的众多技术术中中, ,为为什么我什么我们们要要选选用用EPONEPON来作来作为为接接 入网入网FTTHFTTH（光（光纤纤到到户户）方案）方案? ?p p APONAPON: :由于二由于二层层采用的是采用的是ATMATM封装和封装和传传送技送技术术，所以存在，所以存在带宽带宽 不足，技不足，技术术复复杂杂 ，承，承载载IPIP业务业务 效率在效率在协议协议 上就先天不足（上就先天不足（48/5348/53）。垃圾，）。垃圾，formatformat，永不，永不录录用。用。 p p GPONGPON：二二层层采用采用GFPGFP（通用成（通用成帧规帧规 程）程）对对eth
6、ernetethernet、TDMTDM、ATMATM等等进进行封装行封装 映射，速率高（上下行能达到映射，速率高（上下行能达到2.5G2.5G），），协议协议 比比EPONEPON成熟。牛，牛的不行。就是太成熟。牛，牛的不行。就是太 贵贵（技（技术术复复杂杂、成本太高），咱老百姓用不起。、成本太高），咱老百姓用不起。 p p EPONEPON：二二层层采用采用ethernetethernet封装，封装，对现对现 在的在的IPIP业务业务 支持的最好，支持的最好，产产品成熟度高，品成熟度高，成本最低。就是它了。我成本最低。就是它了。我选择选择 ，我喜，我喜欢欢。*EPON fantasy ！
7、EPONEPON的的优优点点总结总结 相相对对成本低，成本低，维护简单维护简单 ，容易，容易扩扩展，易于升展，易于升级级。 提供非常高的提供非常高的带宽带宽 。 服务范围大。 带宽分配灵活，服务有保证。 *How does EPON work? Questions:Questions: EPONEPON这这么好，那么它是怎么在接入网工作的呢？么好，那么它是怎么在接入网工作的呢？ 它的它的结结构是怎么构是怎么样样的？的？*接入路由器L2/L3交换机How does EPON work?HOUSEENTERPRISEBUILDINGNETWOK ManagementPSTNInternetBASV
8、oice GatewayPOSPOS城域网IP TVE-PhonePCE-Phone接入路由器CDNPC视频电话PCIP TVPCL2/L3交换机视频电话接入路由器ROUTEROLTOLTONU汇聚层接入汇聚层接入层典型的EPON系统统CATV*How does EPON work?几个名几个名词词的解的解释释： OLTOLTOptical Line TerminalOptical Line Terminal光光线线路路终终端端 ONTONTOptical Network TerminatorOptical Network Terminator光网光网络终络终 端端 POSPOSPassive
9、 optical splitterPassive optical splitter 无源分光器无源分光器他们的作用和位置： lPOS：是一个连接OLT和ONU的无源设备，它的功能是分发下行数据，并集中 上行数据。 lOLT：既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台，它提供面向无源光 纤网络的光纤接口（PON接口）。放在电信的CO（中心机房）中。 lOUN：放在用户终端设备附近或者与其合为一体，EPON系统中的用户节点。*How does EPON work?下行波长中还有一个1550nm的波长，用来模拟电视 信号*How does EPON work?看图说话图说话 ：小明说说：下行的数
10、据是广播，那各个OUN是怎么区分是不是自 己的数据呢？ 小白说说：我家要接光网络宽带络宽带 了，新加入的OUN怎么获获得自己 上行数据的时间时间 呢？ Lucy说说：下行广播？那别别人不是就可以知道我上网在干什么了 Lily说说：OUN和OLT的距离肯定都是不一样样的，那会不会由于“ 时时差”造成上行数据撞车车呢？*LLID小明的问题问题 : 下行的数据是广播，那各个OUN是怎么区分是不是自己的数据呢？答： 下行的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 、ONU3ONUn）中的唯一一个。当数据信号到达O
11、NU时，ONU根 据LLID，在物理层上做判断，接收给它自己的数据帧，摒弃那些给其 它ONU的数据帧。 注：这里引入了一个新的问题-OUN是怎么注册的？*带宽分配小白的问题问题 : 新加入的OUN怎么获获得自己上行数据的时间时间 呢？答： 当ONU在注册时成功后，OLT会根据系统的配置，给ONU分配特定的 带宽，（在采用动态带宽调 整时，OLT会根据指定的带宽分配策略和 各个ONU的状态报告，动态的给每一个ONU分配带宽，动态带宽调 整的进一步说明后面讲）。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。 注：这里又引入了一个新的问题-OLT
12、是根据什么机制来通知OUN已分配的带宽*下行广播的安全问题Lucy的问题问题 : 下行广播，如何保证证用户户数据的安全性？答： u硬件方面：所有的ONU接入的时候，系统可以对ONU进行认证，认证信息， 可以是ONU的一个唯一标识（如MAC地址或者是预先写入ONU的一个序列号） ，只有通过认证 的ONU，系统才允许其接入。 u协议方面（这个是最主要的方法）：对于给特定ONU的数据帧，其它的ONU 也会收到数据，在收到数据帧后，首先会比较LLID（处于数据帧的头部）是不 是自己的，如果不是，就直接丢弃，数据不会上二层，这是在芯片层实现 的功 能，对于ONU的上层用户，如果想窃听到其它ONU的信息，
13、除非自己去修改芯 片的实现。 u软件方面：加密，对于每一对ONU与OLT之间，可以启用128位的AES加密。 各个ONU的密钥是不同的。 u策略方面：VLAN隔离，通过VLAN方式，将不同的用户群、或者不同的业务 限制在不同的VLAN，保障相互之间的信息隔离。 注：又又又又有新问题了，EPON在二层承载的是以太网帧，以太网帧里是没 有地方让给LLID这个字段的，那么LLID是怎么实现的呢？*测距、时隙补偿Lily的问题问题 : OUN和OLT的距离肯定都是不一样样的，那会不会由于“时时差”造成上行数据撞 车车呢？答： 传统以太网中使用以太网帧的前导码来同步数据，而EPON中的上行是采用分 时发
14、送的方式。 EPON中采用测距和时隙补偿的方式来实现ONU和OLT的时间同步。 注：又来了，OLT和ONU是用什么方式来测距？怎么实现时 隙补偿的呢？*MPCP强大的 MPCP*MPCPMPCP：Multipoint control protocol （多点控制协议）EPON系统是一种典型的点到多点传输/接入设备,采用MPCP,可以实现一个 可控制的网络配置,如光网络单元(ONU)的自动发现 、终端站点的带宽分配 及查询、监控等. lMPCP在MAC控制层实现 l在EPON中MPCP和现有的以太网兼容 l传统的以太网帧格式仍然被保留 *MPCPDUMPCP：Multipoint control
15、 protocol （多点控制协议）MPCP有5种消息帧 nGate nReport nRegister-request nRegister nRegister-ACK下面我们们来看一下MPCP是如何通过这过这 5 种MPCPDU来解决前面我们们提出的问题问题 的。*ONU的注册和自动发现第一步：OLT发送一条 “Discovery Gate”消息,消息的内 容包括用于发现的授权(Grant), 包括其长度和开始时间,还有物 理层的一些参数,如AGC建立时 间、CDR锁定时间等. OLT大声对周围喊：”我是 格林耐特的HR大L，有没有 人要加进来啊，要的在明天 12点到1点把简历给 我。现 在
16、是北京时间12点整“*ONU的注册和自动发现第二步：新加入的OUN,发送 ”Register-request“给OLT，在 其中包括了ONU的能力矢量 (Capability Vector)和物理层的 一些参数. 第二天12点半，小O把简 历交给了大L。如果在指定时间内，OLT收到 了两个OUN来的Register-req会 怎么样？*ONU的注册和自动发现第三步：OLT接收到后，经 过验证 ，给ONU发Register ，消息的内容包括分配给这 个ONU的LLID值、OLT所支 持的ONU能力、对ONU能力 及物理层参数的回应等. 大L电话通知小O：你的资 料我看过，行，你的工号是 9527，一会邮件告诉你上 班时间。*ONU的注册和自动发现第四步：ONU收到Register后， 经过验证 ，给OLT发Register- ACK,消息的内容包括被ONU所 支持和确认的OLT能力、ONU 对被分配的LLID和被设置的物 理层参数的回应等. 小
