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EPON的主要技术
来源:金钱猫科技股份有限公司 发表于:2018-06-07 浏览1016次 |
EPON的主要技术有:测距技术、ONU自动加入技术、突发发送、突发接收、上行信道接入技术、动态带宽分配等。
1 测距技术
2 ONU自动加入技术
ONU的自动加入技术是EPON系统的关键技术之一。EPON系统最开始也是最关键的一步就是要解决ONU的注册问题。为实现PON系统良好的可扩展性和方便的操作维护管理,在系统开通运行后,随业务发展需要增加新的ONU或故障修复后的ONU要重新加入到系统时,希望这些ONU能够自动地加入而不影响正常工作的ONU。
当网络第一次启动或者有新的ONU加入网络时,自动注册机制会通知OLT这些ONU的存在及它们的参数,根据这些信息,OLT就会给ONU分配带宽并使其在共享媒介上通信。一旦系统发生问题,OLT需要尽快发现ONU,以便使实时业务的碰撞最小化,自动注册实现越快,网络恢复时间就越短。
3 突发发送
EPON的点对多点(P2MP)的特殊结构和时分多址(TDMA)的接入方式决定了ONU发送机工作在突发发送的模式下。ONU在什么时候发送数据。是由OLT来指示的,当ONU发送数据时,打开激光器,发送数据;当ONU不发送数据时,为了避免对其他ONU的上行数据造成干扰,必须完全关闭激光器。
4 突发接收
在EPON系统的下行方向,ONU只能接收OLT的数据,因此ONU上接收来自OLT的功率是相同的,ONU的接收机采用普通的接收机即可。
在EPON系统中,上行数据由各个ONU以突发形式到达OLT,OLT要接收来自不同距离的ONU数据包,并恢复它们的幅度,但因ONU到OLT的距离各不相同,所以他们的数据包到达OLT时的功率变化很大,在极限情况下,从最近ONU发来的代表0信号的关强度甚至比从最远ONU传来的代表1信号的光强度还要大,为了正确恢复出原有数据,必须根据每个ONU的信号强度实时调整接收机的判决门限。
5 上行信道接入技术
上行信道的带宽分配也是衡量EPON产品优劣的主要尺度之一。由于EPON系统中,ONU共享上行带宽,因此如何分配上行信道额带宽,使其得到高效、公平的利用,同时对于各个ONU以及ONU提供的各种不同的服务,保证其公平性和Qos是EPON的难点之一。
动态带宽分配
动态带宽分配(Dynamically Bandwidth Assignment,DBA)是一种能在微秒或者毫秒级的时间间隔内完成对上行带宽的动态分配的机制。
根据业务的优先级,系统对每个ONU设置SLA,对业务的带宽进行限制:最大带宽和最小带宽是对每个ONU的带宽进行极限限制,保证带宽根据业务的优先级不同而不同:一般语音业务的优先级最高,视频业务优先级次之,数据业务的优先级最低。OLT根据业务和SLA及ONU的实际情况进行带宽许可,优先级高的可以得到更高的带宽,满足业务需求。
上行方向,信道中的传输是采用TDMA来共享光纤的,各个ONU收集来自用户的信息并高速向OLT发送数据,不同的ONU发送的数据占用不同的时隙。根据不同用户的业务类型与业务特点合理分配信道带宽,使用网络提供者以一套最有效的手段利用网络资源,是决定EPON系统性能的关键技术之一。
DBA算法就是实时地改变EPON的各ONU上行带宽的机制。EPON中如果用带宽静态分配,对数据通信这样的变速率业务很不适合,如按峰值速率静态分配带宽则整个系统带宽很快就被耗尽,带宽利用率很低,而动态带宽分配使系统带宽利用率大幅度提高。
通过DBA,我们可以根据ONU突发业务的要求,通过在ONU之间的动态调节带宽来提高PON上行带宽效率。
6 OAM
根据运营商网络运营的实际需要,通常将网络的管理工作划分为3大类:操作(Operation)、管理(Administration)、维护(Maintenance),简称OAM。操作主要完成日常网络和业务进行的分析、预测、规划和配置工作;维护主要是对网络及其业务的测试和故障管理等进行的日常操作活动。
EPON具有完善的OAM功能,除基本功能远端故障指示、远端环回、链路管理外,EPON提供Organazation Specific Extension机制,各厂商可以使用这个机制来实现丰富的ONU远程操作、维护和管理(OAM)所必须的管理和维护功能。
OAM信息由OAM协议数据单元(OAM PDU)承载,OAM PDU包含的控制和状态信息可用于管理、测试和诊断已激活OAM功能的链路;OAM PDU仅在对等OAM实体间的单一链路上传送,不会被MAC客户端(如网桥设备和交换机)转发。
7 EPON物理层的关键技术
为降低ONU的成本,EPON物理层的关键技术集中于OLT,包括:突发信号的快速同步、网同步、光收发模块的功率控制和自适应接收。
在EPON系统中,由于OLT接收到的信号为各个ONU的突发信号,OLT必须在很短的时间(几个比特内)内实现相位的同步,进而接收数据。此外,由于上行信道采用TDMA方式,而20km光纤传输可达0.1ms(105个比特的宽度),为避免OLT接收侧的数据碰撞,必须利用测距和时延补偿技术实现全网的时隙同步,使数据包按DBA算法的确定时隙到达。另外,由于各个ONU相对于OLT的距离不同,对于OLT的接收模块,不同时隙的功率不同,在DBA应用中,甚至相同时隙的功率也不同(同一时隙可能对应不同的ONU),称为远近效应。因此,OLT必须能够快速调节其“0”、“1”电平的判决点,为解决“远近效应”,曾提出过功率控制方案,即OLT在测距后通过运行维护管理(OAM)数据包通知ONU的发送功率等级。由于该方案会增加ONU的造价和物理层协议的复杂度,并且使线路传输性能限定在离OLT最远的ONU等级,因而未被EFM工作组采纳。
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