EPONG與GPON的區(qū)別和聯(lián)系Microsoft文檔

1、EPON與GPON的聯(lián)系與區(qū)另1JPON技術(shù)簡介PON的發(fā)展背景1980年代后期，有線電視運營商的發(fā)展達(dá)到了這樣一個關(guān)鍵點：帶寬需求和基于同軸電纜的樹形服務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)的物理擴展已經(jīng)達(dá)到了信號質(zhì)量和平臺可 靠性的技術(shù)極限。因此，有線電視運營商迫切需要一種可解決信號質(zhì)量和可靠性 問題的解決方案，業(yè)界開始利用光纖技術(shù)來實現(xiàn)頻分復(fù)用模擬視頻傳輸。從此， 光纖通訊技術(shù)進(jìn)入了高速發(fā)展期，在以后的網(wǎng)絡(luò)演化升級中PON技術(shù)逐漸成熟。PON的概念PON是一種點到多點(P2MP結(jié)構(gòu)的無源光網(wǎng)絡(luò)。PON主要由光線路終端OLT(Optical)、光線路單元 ONU(Optical Network Unit )和無源分光

2、器 POS (Passive Optical Splitter )組成。PON5絡(luò)的構(gòu)成如圖 1.1 所示：圖1-1 PON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖PON的優(yōu)點是：寬帶化、業(yè)務(wù)綜合化、靈活的組網(wǎng)能力、低成本。PON技術(shù)原理PONS統(tǒng)采用WDM波分多路復(fù)用)技術(shù)，實現(xiàn)單纖雙向傳輸。為了分離一根電纜里傳輸?shù)耐鶃硇盘?，采用了兩種復(fù)用技術(shù)，其中OLT?UONU勺下行方向采 用廣播技術(shù)，ONliU OLT的上行方向采用TDMA分時多址）技術(shù)。PONK統(tǒng)中信 號在光纖內(nèi)的傳輸原理如圖1.2所示：1490nm13l0nfnONU/ONT圖1-2 PON系統(tǒng)中信號在光纖內(nèi)的傳輸原理圖PON的分類目前市場上的PON產(chǎn)品按照其

3、采用的技術(shù)，主要分為APON/BPON（ATM PON/寬帶PON）、EPON（以太網(wǎng)PON）和GPON（千兆比特PON）。PON的分類及 關(guān)系如圖2-1所示：APON: ATM Passive Optical NetworksEPON: Ethernet Passive Optical NetworksGE-PON: Giga-bit Ethernet Passive Optical NetworksGPON: Gigabit-capable Passive Optical Networks圖1-3 PON的分類圖二 EPON 與 GPONEPONEPON以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)）是一種點到多點（P

4、2MP結(jié)構(gòu)的單纖雙向光接入 網(wǎng)絡(luò)，采用IEEE802.3ah標(biāo)準(zhǔn)，其典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹形。EPO陳統(tǒng)郵局側(cè)的光線路終端（OLT、用戶側(cè)的光線路單元（ONU和光分 配網(wǎng)絡(luò)（OND組成，為單纖雙向系統(tǒng)。在下行方向，OLT發(fā)送的信號通過 ODU到達(dá)各個ONU在上行方向，ONUS送的信號只會到達(dá)OLT而不會到達(dá)其他ONU 為了避免數(shù)據(jù)沖突并提高網(wǎng)絡(luò)利用效率，上行方向采用TDM能址接入方式并對各ONU勺數(shù)據(jù)發(fā)送進(jìn)行仲裁。ODNfc OLT和ONUJ提供光通道。EPOF#考結(jié)才如圖2-1所示：GPONGPONf兆bit無源光網(wǎng)絡(luò)）系統(tǒng)通常由局側(cè)的 OLT用戶側(cè)的ONUffi ODN 組成，采用點到多點（P2

5、MP的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。ODNi單模光纖和光分路器、光連接 器等無源光器件組成，為OLT和ONU1間的物理連接提供光傳輸媒質(zhì)。用他推口圖2-2 EPON參考結(jié)構(gòu)EPON與GPO的聯(lián)系從EPONK GPON勺參考結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)，它們白組成結(jié)構(gòu)相同。另外， EPON 和GPONt都采用以下關(guān)鍵技術(shù)：（1）突發(fā)光電技術(shù)光突發(fā)交換 OBS（Optical Burst Switching）集中了較大粒度的波長（電路）交換和較細(xì)粒度的分組交換兩者的優(yōu)點，并避免了兩者的不足，因此能有效 的支持上層協(xié)議或高層用戶產(chǎn)生的突發(fā)業(yè)務(wù)。在光突發(fā)交換中，首先在控制波長 上發(fā)送控制（連接建立）分組，然后在另一個不同的波長上發(fā)送突發(fā)

6、數(shù)據(jù)。這種 將控制分組數(shù)據(jù)信道與控制信道的隔離方法簡化了突發(fā)數(shù)據(jù)交換的處理，且控制分組長度非常短，因此使高速處理得以實現(xiàn)。在OBSR絡(luò)中，基本交換單位是突發(fā)（Burst）。突發(fā)是由相同的出口邊緣路 由器地址，以及相同的服務(wù)質(zhì)量（QoS）要求的IP分組組成。光突發(fā)交換節(jié)點包括 核心節(jié)點與邊緣節(jié)點。邊緣節(jié)點負(fù)責(zé)突發(fā)數(shù)據(jù)包的重組和分類，可以提供各類業(yè) 務(wù)接口，而核心節(jié)點的任務(wù)是完成突發(fā)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)與交換。光突發(fā)交換的核心節(jié) 點結(jié)構(gòu)與光分組交換不同，它只需在電域處理控制信令。測距（Ranging）技術(shù)是無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）中為了避免上行業(yè)務(wù)的沖突而引入的關(guān)鍵技術(shù)。PON的上行方向是一個多點一點網(wǎng)絡(luò)。PO

7、N中光配線網(wǎng)（ODN, Optical DistributedNetwork）部分為共享光纖媒質(zhì)，上行通道采用 TDMA方式進(jìn)行多個ONU的上 行接入；因為交換局（Central Office）與每個網(wǎng)絡(luò)單元的距離是各不相同的，如 果每個單元將在它自己的時隙發(fā)送，由于傳輸延時的不同，在來自不同網(wǎng)絡(luò)單元 的光纖的連接點就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)沖突。（2）測距技術(shù)為保證每一個ONU的上行信元在 OLT復(fù)用時能夠插入指定的時隙且彼此 不發(fā)生碰撞，OLT需要一套功能，測量每一 ONU與OLT之間的距離（即延時）， 并指揮每個ONU調(diào)整發(fā)送時間，以保證該ONU的上行信元在OLT規(guī)定的時刻 到達(dá)使之不致相互沖突。通過

8、這個機制可以通過把所有 ONU都調(diào)整到與OLT相 同的邏輯距離處的方法來實現(xiàn)。這種測量 ONU的距離，然后把每個 ONU都調(diào) 整到OLT的相同 虛”距離處的過程就稱為測距（Ranging） 0（3）動態(tài)帶寬分配（DBADBA非常重要，因為它決定了每個用戶能享受到到的服務(wù)質(zhì)量。它必須能 夠在高優(yōu)先權(quán)或低延遲要求之間作出判別， 并且能夠識別出不同服務(wù)等級協(xié)議的 用戶。在第一種情況中，一個上行的 Email傳送可能不需要很高的優(yōu)先級或延 遲，而一個基于VoIP的對話則有非常嚴(yán)格的低延遲需求。 對第二種情況，一位 “黃金級”數(shù)據(jù)服務(wù)用戶可能有高速度的權(quán)利，因此擁有傳輸大量數(shù)據(jù)或視頻文 件的高優(yōu)先級，而

9、一個“青銅級”用戶可能要受限于較低帶寬的傳輸速率。有些時候，一個ONUT能為一名“黃金級”用戶提供服務(wù)， 而同一 ONUI供的其它服 務(wù)則可能面向“青銅級”用戶。這是在不同服務(wù)基礎(chǔ)上為用戶提供不同可用帶寬 的能力，它說明了動態(tài)帶寬分配在成功部署 EPON接入網(wǎng)絡(luò)中的重要性。DBAM理過程可以采用多個系統(tǒng)輸入來完成帶寬分配的計算。最重要的是ONUJ部緩沖占用報告，以及為某個 ONI先設(shè)定的運營商帶寬。（3）下行AES加密技術(shù)從AES算法提出至今，由于其顯著優(yōu)勢已逐步取代 DES成為新一代加密 標(biāo)準(zhǔn)。它的主要特點有：成功運用了二元域上多項式的結(jié)構(gòu)，硬件實現(xiàn)很方便。 軟件實現(xiàn)也方便，可以在智能卡中實

10、現(xiàn)，且速度較高，算法的代碼行少.效率較 高，AES的均衡對稱結(jié)構(gòu)使其對差分分析攻擊明顯強于 DES2.4 EPON與GPO的區(qū)別GPONg了采用和EPONft同的技術(shù)外，還采用了 EPONft使用的T-CON根 術(shù)。因此，GPONy生能參數(shù)上和EPONT一定的區(qū)別。T-CONTT-CONT（Transmission Containers） 是DBA的上行流量調(diào)度單位，即業(yè)務(wù) 容器。T-CON呦態(tài)接收OLTT發(fā)的授權(quán)，用于管理PONS統(tǒng)傳輸匯聚層的上行 帶寬分配，改善PON系統(tǒng)中的上行帶寬。T-CONT的帶寬類型分為FB（固定帶 寬）,AB （保證帶寬），NAB （非保證帶寬），BE （盡力而為

11、帶寬）。T-CONT有5種 類型，不同的T-CONTM有不同的帶寬分配方式，可以滿足不同業(yè)務(wù)流對時延、 抖動、丟包率的不同QoS要求。Type1特點是固定帶寬固定時隙，對應(yīng)固定帶寬分配，適應(yīng)對時延敏感的業(yè) 務(wù)，如語音業(yè)務(wù)。Type2特點是固定帶寬不固定時隙，對應(yīng)保證帶寬分配，適應(yīng)對抖動要求不 高的固定帶寬業(yè)務(wù)，如視頻點播業(yè)務(wù)。Type3的特點是有最小帶寬保證又能夠動態(tài)共享富余帶寬，并有最大帶寬的約束，對應(yīng)非保證帶寬分配，適合于有服務(wù)保證要求而又突發(fā)流量較大的業(yè)務(wù)， 如下載業(yè)務(wù)。Type4的特點是盡力而為，無帶寬保證，適合于時延和抖動要求不高的業(yè)務(wù)， 如WE成U覽業(yè)務(wù)。Type5是組合類型，在分

12、配完保證和非保證帶寬后，額外的帶寬需求盡力而 為進(jìn)行分配。EPON和GPON勺參數(shù)對比EPON是基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)，采用IEEE 802.3ah標(biāo)準(zhǔn)，GPO匠用ITU-TG.984標(biāo)準(zhǔn)。EPONt GPON勺詳細(xì)參數(shù)對比如圖2-3所示：GPON (ITU-T 0-904)EPON (EE802 33)下田ctfi速率120OJ12M MbpsC!as.sB+:2fidB Cl a% C 30dBPX20 24dB分兆l：i*.可廣展為1：1M實際下行帶克2Mo Mbp900 Mbps瓶上杼常寬11W MbpsB5P Nbpl第用戶冥際下行帶寬72Mbp33e Mtp? l8Mbps(132

13、運營.雎臚2聞M&P) MB砂選，用口NTJfl行至套FSPS 配邕.廿帚，牲屋.要全fl)修理MM電地目灶據(jù)或逑支持：MONTffiffW 抬示.薛知情略同宣TDM性瓣和 瓊鐘封中可克州口呻城SlBTOMlLft RB.電路仿血電婷仿tTU*T Y.1413 第 MEF 寓ETF) O&06AMMG：fef5T-CONT, C-PORT, 砥1*箝0哪旋義四科帶寬類：及定常寬、保 比帶亂北保證帝8L盡力而為帶寬，通過 com契修般U岐器施口日A調(diào)度是位為QMU*刁度校電.GO&BS0WU設(shè)備內(nèi)部1R度實現(xiàn)光燈豉留檢魂QLS G 984 無I圖2-2 EPON參考結(jié)構(gòu)三下一代PON技術(shù)3.1現(xiàn)

14、有PONK術(shù)的不足隨著技術(shù)的發(fā)展和業(yè)務(wù)量的增加 人們對于視頻點播 網(wǎng)絡(luò)游戲交互式 IPTV的要求越來越高 傳統(tǒng)的PON技術(shù)已不能滿足人們的需求 具體表現(xiàn)在以 下兩個方面(1)帶寬能力當(dāng)前EPON和GPON分別可以提供大約1 G和2.4 G 的下行帶寬隨著業(yè)務(wù)量 的增大，人們對網(wǎng)絡(luò)依賴程度的增高對于高帶寬的要求也越來越高， 現(xiàn)有的帶寬 根本無法滿足人們的需求。(2)分光比目前，PON勺分光比只有32或64當(dāng)接入用戶數(shù)量密集時，會增大分光比， 分光比增大1倍，光分路器的插入損耗就會增加 3.5dB,因此，支持高分光比的 PONfi需要更大的光功率預(yù)算范圍(目前 EPO麗GPO附別支持24dB和28

15、dB)。 3.2下一代PON術(shù)綜述傳統(tǒng)的PON技術(shù)主要包括1G EPON和GPONo 1G EPON勺上下行帶寬均為 1G,標(biāo)準(zhǔn)為IEEE 802.3ah,標(biāo)準(zhǔn)定義的分光比最大為 1:32 ,采用8B/10B編碼, 10 G GPONh行帶寬為1.25G,下行帶寬為2.5G 標(biāo)準(zhǔn)為G.984.X ,標(biāo)準(zhǔn)定義的 分光比最大為1:128,編碼方式采用NRR下一代PON技術(shù)在傳統(tǒng)PON技術(shù)的 基礎(chǔ)上做了技術(shù)擴展 以滿足人們對于帶寬 分光比 傳輸距離等方面的需求。下一代 PONg術(shù)主要包快 10G EPON 10G GPON口 WDM-PON術(shù)。10G EPON10G EP0N在系統(tǒng)組成上與1G EP0NS同。但需采用支持10G速率的光線路 終端OLT,光網(wǎng)絡(luò)單元ONlf口光分配網(wǎng)絡(luò)ODN 10GEPONS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上仍然延續(xù) 1G EPON勺典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 。10G GPON10 G G