EPONG與GPON的區(qū)別和聯(lián)系MicrosoftWord文檔

1、epon與gpon的聯(lián)系與區(qū)別一 pon技術(shù)簡介1.1 pon的發(fā)展背景1980 年代后期，有線電視運營商的發(fā)展達到了這樣一個關(guān)鍵點：帶寬需求和基于同軸電纜的樹形服務提供網(wǎng)絡的物理擴展已經(jīng)達到了信號質(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)頻分復用模擬視頻傳輸。從此，光纖通訊技術(shù)進入了高速發(fā)展期，在以后的網(wǎng)絡演化升級中pon技術(shù)逐漸成熟。1.2 pon的概念pon是一種點到多點（p2mp）結(jié)構(gòu)的無源光網(wǎng)絡。pon主要由光線路終端olt(optical)、光線路單元onu（optical network unit）

2、和無源分光器pos（passive optical splitter）組成。pon網(wǎng)絡的構(gòu)成如圖1.1所示：圖1-1 pon網(wǎng)絡架構(gòu)圖pon 的優(yōu)點是：寬帶化、業(yè)務綜合化、靈活的組網(wǎng)能力、低成本。1.3 pon技術(shù)原理pon系統(tǒng)采用wdm（波分多路復用）技術(shù)，實現(xiàn)單纖雙向傳輸。為了分離一根電纜里傳輸?shù)耐鶃硇盘枺捎昧藘煞N復用技術(shù)，其中olt到onu的下行方向采用廣播技術(shù)，onu到olt的上行方向采用tdma（分時多址）技術(shù)。pon系統(tǒng)中信號在光纖內(nèi)的傳輸原理如圖1.2所示：圖1-2 pon系統(tǒng)中信號在光纖內(nèi)的傳輸原理圖1.4 pon的分類目前市場上的pon產(chǎn)品按照其采用的技術(shù)，主要分為apon

3、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：l apon: atm passive optical networks l epon: ethernet passive optical networksl ge-pon: giga-bit ethernet passive optical networksl gpon: gigabit-capable passive optical networks圖1-3 pon的分類圖二 epon 與 gpon2.1 eponepon(以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡)是一種點到多點（p2m

4、p）結(jié)構(gòu)的單纖雙向光接入網(wǎng)絡，采用ieee802.3ah標準，其典型拓撲結(jié)構(gòu)為樹形。epon系統(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（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到達各個onu。在上行方向，onu發(fā)送的信號只會到達olt，而不會到達其他onu。為了避免數(shù)據(jù)沖突并提高網(wǎng)絡利用效率，上行方向采用tdma多址接入方式并對各onu的數(shù)據(jù)發(fā)送進行仲裁。odn在olt和onu間提供光通道。epon參考結(jié)構(gòu)如圖2-1所示：圖2-1 epon參考結(jié)構(gòu)2.2 gpongpon(千兆bit無源光網(wǎng)絡)系統(tǒng)通常由局側(cè)的olt、用戶側(cè)的onu和

5、odn組成，采用點到多點（p2mp）的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。odn由單模光纖和光分路器、光連接器等無源光器件組成，為olt和onu之間的物理連接提供光傳輸媒質(zhì)。圖2-2 epon參考結(jié)構(gòu)2.3 epon與gpon的聯(lián)系從epon和gpon的參考結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)，它們的組成結(jié)構(gòu)相同。另外，epon和gpon也都采用以下關(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。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

6、個不同的波長上發(fā)送突發(fā)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obs網(wǎng)絡中，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)點負責突發(fā)數(shù)據(jù)包的重組和分類，可以提供各類業(yè)務接口，而核心節(jié)點的任務是完成突發(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（pon）中為了避免上行業(yè)務的沖突而引入的關(guān)鍵技術(shù)。pon的上行方向是一個多點點

7、網(wǎng)絡。pon中光配線網(wǎng)（odn，optical distributed network）部分為共享光纖媒質(zhì)，上行通道采用tdma方式進行多個onu的上行接入；因為交換局（central office）與每個網(wǎng)絡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)定的時刻到達使之不致相互沖突。通過這

8、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）。（3）動態(tài)帶寬分配（dba）dba非常重要，因為它決定了每個用戶能享受到到的服務質(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 的對話則有非常嚴格的低延遲需求。對第二種情況，一位“黃金級”數(shù)據(jù)服務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，而一個“青銅級”用戶可

9、能要受限于較低帶寬的傳輸速率。有些時候，一個onu可能為一名“黃金級”用戶提供服務，而同一onu提供的其它服務則可能面向“青銅級”用戶。這是在不同服務基礎(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)絡中的重要性。 dba處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onu內(nèi)部緩沖占用報告，以及為某個onu預先設(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 成為新一代加密標準。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，可以在智能卡中實現(xiàn)，且速度較高，算法

10、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des。2.4 epon與gpon的區(qū)別gpon除了采用和epon共同的技術(shù)外，還采用了epon未使用的t-cont技術(shù)。因此，gpon在性能參數(shù)上和epon有一定的區(qū)別。2.4.1 t-contt-cont (transmission containers) 是dba的上行流量調(diào)度單位，即業(yè)務容器。t-cont動態(tài)接收olt下發(fā)的授權(quán) ，用于管理pon系統(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（盡力而為帶寬）。 t-co

11、nt有5種類型，不同的t-cont具有不同的帶寬分配方式，可以滿足不同業(yè)務流對時延、抖動、丟包率的不同qos要求。 type1特點是固定帶寬固定時隙，對應固定帶寬分配，適應對時延敏感的業(yè)務，如語音業(yè)務。 type2特點是固定帶寬不固定時隙，對應保證帶寬分配，適應對抖動要求不高的固定帶寬業(yè)務，如視頻點播業(yè)務。 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，對應非保證帶寬分配，適合于有服務保證要求而又突發(fā)流量較大的業(yè)務，如下載業(yè)務。 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，如web瀏覽業(yè)務。 type5是組合類型，在分配完保證和非保證帶

12、寬后，額外的帶寬需求盡力而為進行分配。 2.4.2 epon和gpon的參數(shù)對比 epon是基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡，采用ieee 802.3ah標準，gpon采用itu-t g.984標準。epon與gpon的詳細參數(shù)對比如圖2-3所示：圖2-2 epon參考結(jié)構(gòu) 三 下一代pon技術(shù)3.1 現(xiàn)有pon技術(shù)的不足隨著技術(shù)的發(fā)展和業(yè)務量的增加 人們對于視頻點播 網(wǎng)絡游戲 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)務量的增大，人們對網(wǎng)絡依賴程

13、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的分光比只有32或64當接入用戶數(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 pon也需要更大的光功率預算范圍（目前epon和gpon分別支持24db和28db）。3.2 下一代pon技術(shù)綜述傳統(tǒng)的 pon 技術(shù)主要包括 1g epon 和gpon 。1g epon 的上下行帶寬均為 1g， 標準為ieee 802.3ah，標準定義的分光比最大為 1:32，采用8b/10b編碼，10 g gpon上行帶寬為 1.25g，下行帶寬為 2.5g 標準為 g.984.x，標準定義的分光比最大為1:128，編碼方式采用 nrb。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pon技術(shù)主要包快10g epon、10g gpon和wdm-pon技術(shù)。3.2.1 10g epon10g ep0n 在系統(tǒng)組成上與1g ep0n相同。但需采用支持10g速率的光線路終端 olt，光網(wǎng)絡單元onu和光分配網(wǎng)絡odn。10g epon在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上仍然延續(xù) 1g epon的典型拓撲結(jié)構(gòu) 。3.2.2 10g gpon10 g gpon在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上仍然延續(xù)gpon的典型拓