网络技术论文：浅谈EPON技术及其发展.doc

1、网络技术论文：浅谈 EPON技术及其发展【摘 要】首先我们将从 PON 技术的发展谈起,通过不同的 PON 技术的比较让我们走进最近比较热捧的 EPON 技术及其发展。最后要看到此技术的发展前景及其所面临的亟需解决的诸多问题。 【关键词】PON;EPON;ONU;OLT;光分路器;FTTH 1. 引言 1.1 PON 技术 1.1.1 PON。PON( 无源光网络)是指 ODN(光配线网) 中不含有任何电子器件及有源设备,DN 全部由光分路器(Splitter)等无源器件组成,不需要贵重的有源电子设备。 PON 网络的突出优点是消除了户外的有源设备,所有的信号处理功能均在交换机和用户宅内设备完

2、成。而且这种接入方式的前期投资小,大部分资金要推迟到用户真正接入时才投入。它的传输距离比有源光纤接入系统的短,覆盖的范围较小,但它造价低,无须另设机房,维护容易。因此这种结构可以经济地为居家用户服务。 PON 的复杂性在于信号处理技术。在下行方向上,交换机发出的信号是广播式发给所有的用户,在上行方向上,各 ONU 必须采用某种多址接入协议如时分多路访问 TDMA(Time Division Mutiple Access)协议才能完成共享传输通道信息访问。光接入网演进的首期目标是FTTB(fiber-to-the-business)和 FTTC(fiber-to-the-curb)系统,然后再发

3、展到 FTTH(fiber-to-the-home),通过一个简单的平台为用户提供包括数据、视频和语音在内的全面服务。EPON 可以提供比 APON 更高的带宽和更全面的服务,成本却很低,同时 EPON 的体系结构也符合G.983 标准的大多数要求。目前 PON 技术主要有 APON、EPON 和 GPON 等几种,其主要差异在于采用了不同的二层技术。(APON 的最高速率为 622Mbps,二层采用的是 ATM 技术。EPON 可以支持 1.25Gbps 对称速率,将来速率还能升级到 10Gbps,二层采用的是 Ethernet 技术。GPON 是指支持 Gbit/s 速率的 EPON, F

4、SAN 与 ITU 已对其进行了标准化,其技术特色是在二层采用 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 1.25 和 2.5Gb/s 下行速率和所有标准的上行速率,并具有强大 OAM 功能,在高速率和支持多业务方面,GPON 有明显优势,但成本目前要高于 EPON,产品的成熟性也逊于EPON。业界最引人注目的两个 PON 标准,一个由 IEEE802.3ah 工作组制定的EthernetPON(EPON)标准,另一个是由 ITU/FSAN 制定的 GigabitPON(GPON)标准。 1.1.2 PON 的应用。从运

5、营商和服务提供商的角度来看,PON 系统可以带来多方面的好处,包括降低安装、管理和运营成本,提高投资回报率,增加新的赢利机会,长期保持竞争优势等。在适当的场合,适时地采用 PON 系统,无论对于原有的运营商还是新兴的运营商,都将是一个明智的选择。 总的看来,PON 系统非常适合于以下应用。 (1)高速接入和传输。PON 系统可以提供 DSL、LAN、Cable Modem 等接入方式无法提供的高质量的宽带。这非常适合于 FTTB 模式,接入到中小型甚至大型商业用户。 PON 系统所能提供的可调节的、有优先级和带宽保证的服务,将非常有吸引力。 (2)集成数据、音频、视频业务。 大多数 PON 系

6、统都可以同时提供 IP 业务和传统的TDM 业务,Salira 的 EPON 系统还提供纯通道的 TDM 服务,这样,原有的 ATM、FR 、DDN等业务都可以通过这套系统继续提供,因为采用独立的带宽,服务质量可以完全保证。这不但使运营商在同一套传输平台上就可以根据用户的要求随时开通所需要的业务,而且非常容易向全 IP 业务网络过渡。 (3)整合 T1/E1 传输线路,降低 T1/E1 维护和运营费用。 T1/E1 因为其高质量的服务和带宽保证一直受到重视,然而 T1/E1 线路的开通和维护都比较昂贵,尤其是在由于距离限制而需要使用中继器的地方更是如此。很多 PON 系统在每个 ONU 上都可

7、以提供多条 T1/E1 链路,使用单路光线代替大量的铜线 ,在提供同样服务的同时,节省了大量的设备、运营和管理成本。 (4)DSL、LAN 扩展。 DSL 和 LAN 是目前中国宽带的两种主要接入方式。但 DSL 的距离限制挡住了大量的客户,传统的 LAN 技术也难以灵活地提供和保证用户的带宽。采用PON 技术 ,不仅可以通过无源传输网络直接连接到服务区域,再进行 DSL 或 LAN 扩展,从而为大范围用户提供服务,而且可以集中进行管理和带宽分配。 (5)广播视频和视频会议。 PON 的点到多点结构非常适合广播和多点广播应用,这种网络结构恰好与我国目前网络建设的小区化相适应。这与传统的点到点结

8、构的网络相比,优势是显而易见的。越来越多的广播视频、视频会议、VOD 等应用将会给 PON 系统带来更多的机会。 EPON 是基于以太网承载技术的一种 PON 标准,采用上下行各 1.25Gbit/s 的速率,其对于 IP 业务有较好的支持能力及效率,并且技术相对简单、成本低,对于采用以太网络为基础的运营商来说是个不错而且性价比较高的选择。 GPON 相对 EPON 来说,更注重对多业务的支持能力 (TDM、IP),上联业务接口及下联用户接口更为丰富(Ge、Fe、 STM-1、E1)。GPON 下行速率高达 2.5Gbit/s,上下行可采用不对称的速率。GPON 标准的制定就是面向运营商提供综

9、合业务接入的。 1.2 EPON 技术 1.2.1 EPON。EPON(Ethernet Passive Optical Network)是 PON 技术中最新的一种,由IEEE802.3 EFM(Ethernet for the First Mile)提出。EPON 采用点到多点网络结构、无源光纤传输方式,也是一种能够提供多种综合业务的宽带接入技术。 EPON 是一种结合了 Ethernet 和 PON 的宽带接入技术。众所周知,Ethernet 简单易用,安装方便,运用广泛,但是一直也存在一些问题,传输距离短,只有 100 米,共享的工作方式,特别是在大规模使用时这些问题更加明显。因此通信

10、业界推出了一系列的解决方案,包括EPON、RPR(Resilient Packet Ring)、MSTP(Multi Service Transport Protocol)等。1.2.2 EPON高效运转的网络系统。典型的 EPON 系统由 OLT,ONU,POS 组成。 OLT(Optical Line Terminal)放在中心机房 ,它可以是一个 L2 交换机或者 L3 路由器。在下行方向,它提供面向无源光纤网络的光纤接口;在上行方向 ,OLT 将提供了 GE(GigabitEthernet)。将来 10Gbit/s 的以太网技术标准定型后,OLT 也会支持类似的高速接口,为了支持其他流

11、行的协议,OLT 还支持 ATM,FR 以及 OC3/12/48/192 等速率的 SDH/SONET 的接口标准。 OLT 通过支持 E1 口来实现传统的 TDM 话音的接入。在 EPON 的统一网管方面,OLT 是主要的控制中心,实现网络管理的五大功能。如通过在 OLT 上通过定义用户带宽参数来控制用户业务质量、通过编写访问控制列表来实现网络安全控制、通过读取 MIB 库获取系统状态以及用户状态信息等,还能提供有效的用户隔离。 POS(Passive Optical Splitter)是无源光纤分支器,是一个连接 OLT 和 ONU 的无源设备。它的功能是分发下行数据和集中上行数据。无源分

12、光器的部署相当灵活。由于是无源操作,几乎可以适应于所有环境。一般一个 POS 的分线率为 8,16,并可以进行多级连接。 ONU(Optical Network Unit)放在用户驻地侧 CPE,EPON 中的 ONU 主要采用以太网协议。在中带宽和高带宽的 ONU 中实现了成本低廉的以太网第二层交换甚至是第三层路由功能。这种类型的 ONU 可以通过堆叠来为多个最终用户提供很高的共享带宽。由于使用以太网协议,在通信的过程中,就不再需要协议转换,实现 ONU 对用户数据的透明传送。从 OLT 到ONU 之间可以实现高速的数据转发。 1.2.3 EPON 的四大优点。 长距离,高宽带(20Km,1

13、.25G)是 EPON 的一大优点。克服以太网铜线传输距离只有 100米的限制,同时使网络结构更加简单,层次更加清晰。光纤化的 ONU/ONT,非常适合于 FTTB和 FTTO 模式(非常有利于光纤在大楼内的布线和用户扩容), 光纤直接到商业用户。EPON系统所能提供的可调节的、有优先级和带宽保证的服务,将非常有吸引力。同时 EPON 能使维护量大大减少,大楼内无需占用机房和供电设施,大大的减少了有源设备的数量,因有源设备造成网络中断的概率降低。同时支持远端设备 ONU/ONT 的自动测距和自动加入,网络扩容便利,且局端设备和用户端设备为统一网管,对于运营商来可以大大降低运营维护费用。 EPO

14、N 是面向未来的技术,它是一个多业务平台,可以同时提供 IP 业务和传统的 TDM 业务。QoS 可以完全保证,而且完全遵循 IEEE 802.3ah 的标准。这不但使运营商在同一套传输平台上就可以根据用户的要求随时开通所需要的多种业务,而且非常容易向 IP 业务网络过渡。 带宽分配灵活,服务有保证也是 EPON 不可忽视的一个方面。对带宽的分配和保证都有一套完整的体系,EPON 可以通过 DiffServ、PQ/WFQ、WRED 等来实现用户级的SLA。MS-EPON 可以根据需要对每个用户甚至每个端口实现基于连接的带宽分配(区别于普通交换机的基于端口的速率限制),并可根据业务合约保证每个用

15、户连接的 QoS。 纵观通信产业的发展,三网合一是必然的趋势,三网合一后必将向 NGN 网络演进。NGN是电信史一块里程碑,标志着新一代电信网络时代的到来。EPON 技术很好的解决了目前接入网的诸多问题,它可以使 IP 接入网络更可靠,更稳定。它使得在新一代网络上语音、视频、数据等综合业务成为了可能。 鉴于上述的 EPON 技术的很多优点,接下来我们将对其做进一步的探究: 2. EPON 的技术发展背景 早在 2000 年 11 月,来自 80 多家公司的 200 多名专家组成了一个 IEEE 的研究组,开始研究以太网在用户接入网中应用的问题,后来在 2001 年 9 月,这个研究组正式成为

16、IEEE 的第一英里以太网(EFM)工作组 (TaskForce)。在 802.3 协议框架内 ,制定 EPON 标准是这个工作组最重要的任务之一。在制定 EPON 标准的过程中,EFM 工作组又划分为 PMD,P2MP 和OAM 三个小组分别研究 EPON 的物理层(特别是光接口)规范 ,点对多点的控制协议和OAM。PMD 小组的研究成果是定义了两种 EPON 的光接口:1000BASE-PX10-U/D 和1000BASE-PX20-U/D,分别指工作在 10km 范围和 20km 范围的 EPON 光接口;P2MP 小组的研究成果是定义了 MPCP(多点控制协议),使 EPON 系统具备

17、了下行广播发送,上行TDMA(时分多址接入) 的工作机制;OAM 小组的工作成果是定义了可选的 OAM 层功能,力图在 EPON 系统中提供一种运营、管理、维护的机制,使其具有符合电信应用要求的接入网的特性。上述内容于 2004 年 4 月通过的 IEEE802.3ah 标准中描述。 3. EPON 的技术原理 3.1 系统结构。 与所有的 PON 系统一样,EPON 系统由 OLT、ONU 和 ODN 组成,如图 1 所示。 图 1 EPON 的系统结构 OLT 位于局端,是整个 EPON 系统的核心部件,向上提供接入网与核心网 /城域网的高速接口,向下提供一点对多点的 PON 接口;ONU

18、 位于用户端 ,终结光纤链路,并提供对用户业务的各种适配功能;ODN 是由无源光分支分配器组成的光纤分配网络 ,使得一个 PON 接口的光纤传输带宽可以由多个 ONU 共享,节省了大量的光纤铺设成本。EPON 技术利用这种点对多点的拓扑结构,以以太网为承载协议,因此而得名。 3.2 多点控制协议(MPCP)。 EPON 以 MAC 控制子层的 MPCP(multipointcontrolprotocol)机制为基础,MPCP 通过消息、状态机和定时器来控制访问 P2MP 的拓扑结构。MPCP 涉及的内容包括 ONU 发送时隙的分配、ONU 的自动发现和加入、向高层报告拥塞情况以便动态分配带宽。

19、P2MP 拓扑中的每个 ONU 都包含一个 MPCP 实体,它可以和 OLT 中的 MPCP 实体进行消息交互。MPCP 在 OLT 和 ONU 之间规定了一种控制机制来协调数据的有效发送和接收:系统运行过程中上行方向在一个时刻只允许一个 ONU 发送,位于 OLT 的高层负责处理发送的定时、不同 ONU 的拥塞报告从而优化 PON 系统内部的带宽分配。 P2P 仿真子层是 EPON/MPCP 协议中的关键组件,通过给每个分组包增加LLID(logicallinkidentification)从而替代 2 字节的前缀,它可使 P2MP 网络拓扑对于高层来说表现为多个点对点链路的集合。图 2 表

20、示了 EPON 中 MPCP 在 IEEE802.3 体系结构中的位置,图 3 表示了 P2P 仿真子层的实现原理。 3.3 EPON 的 OAM 功能。 如图 2 所示,IEEE 在 802.3ah 中定义了可选的 OAM 功能,但目前只包含以下这些基本的OAM 功能。 RemoteFailureIndication(远端故障指示) a.提供一种机制来向对端指示接收端的 DTE 已不能运行。 b.物理层链路要支持单向传输,以使 OAM 远端的故障指示能够在链路故障状态下单向传递到对方。 c.RemoteLoopbak(远端环回)提供一种机制来支持让所有帧在数据链路层环回的模式。 d.Link

21、Monitoring(链路监视) 提供一种支持事件报告的机制,报告中可包括诊断信息;提供一种支持变量轮询的机制,可获取任何在 802.3ahMIB 中定义的变量的值。 图 3 P2P 仿真子层的实现 802.3ah 明确说明,EPON 的 OAM 不包含如下功能: (1)和单条链路不相关的管理功能,比如保护倒换和设备管理。标准定义的 OAM 只是定位在链路段(OAM 帧不能穿过交换机),不支持端到端的 OAM 通信。 (2)业务提供和协商功能,比如带宽分配,速率适配和速度 /双工协商等功能。 (3)OAM 数据的安全性保证和 OAM 实体的认证不在标准定义的范畴。 (4)不支持设置写远端 MI

22、B 变量的能力。( 即 MIB 变量的 SET 操作) 。 因此,EPON 中定义的 OAM 有如下特点: (1)OAM 的实现和使能是可选的。 (2)提供一种实现 OAM 能力发现的机制。 (3)提供一种扩展机制使高层管理功能的应用成为可能。 4. EPON 的网络结构 由业务网络接口到用户网络接口间为 EPON,而 EPON 通过 SNI 与业务节点相连,通过UNI 与用户设备相连。EPON 主要分成三部分,即 OLT(Optical Line Termination)、ODN(Optical Distribution Network)和 ONU/ONT(optical network u

23、nit/ optical network Termination)组成。其中 OLT 位于局端,ONU/ONT 位于用户端(其区别为 ONT 直接位于用户端,而 ONU 与用户间还有其它的网络如以太网)。OLT 到 ONU/ONT 的方向为下行方向,反之为上行方向。 尽管在结构上与 ATM PON 类似,但 EPON 在功能和实现上都与 ATM PON 有所不同,因此,其各部分实现的功能也和 ATM PON 不同: 4.1 OLT:作为 EPON 的核心 ,OLT 应实现以下功能。 (1)向 ONU 以广播方式发送以太网数据。 (2)发起并控制测距过程,并记录测距信息。 (3)发起并控制 ON

24、U 功率控制。 (4)为 ONU 分配带宽,即控制 ONU 发送数据的起始时间和发送窗口大小。 (5)其它相关的以太网功能。 4.2 ODN:由无源光分路器(assive Optical Splitter,POS)和光纤构成。 4.3 ONU/ONT:ONU/ONT 为由户提供 EPON 接入的功能。 (1)选择接收 OLT 发送的广播数据。 (2)响应 OLT 发出的测距及功率控制命令,并作相应的调整。 (3)对用户的以太网数据进行缓存,并在 OLT 分配的发送窗口中向上行方向发送。 (4)其它相关的以太网功能。 从 EPON 中功能划分可以看出,EPON 中较为复杂的功能主要集中于 OLT

25、,而 ONU/ONT的功能较为简单,这主要是为了尽量降低用户端设备的成本。 EPON 的应用: 近几年,EPON 随着技术的不断成熟、各类成本的不断下降得到各运营商的重视,利用其实现 FTTH 在国外取得了很大进展,国内也有越来越多的商用试点。现阶段,国内运营商最关心的是哪种业务模型下适合开展 EPON 建设及如何部署 EPON。 5. EPON 应用模型 利用 EPON 技术是实现 FTTP 的有效网络解决方案,根据目前各运营商对于信息化的需求来看,大致可分为小区、工业区、商业街区和边远地区几种接入方式,下面将逐一进行分析。5.1 在小区接入中的应用。在小区接入中,ONU 可设置在用户端(F

26、TTH)或楼道(FTTB),光分路器可设置在楼道或小区机房。 对于 FTTH 模式,由于用户数不确定,为了提高设备的利用率、降低成本及方便维护,光分路器的设置应相对集中,采用一级分光,可选择在小区机房或者小区内的光交接箱。采用这种方式建设,无论用户数多或少,设备的利用率都是最大化的,但是用户数较多时对接入光缆的需求量相对较大。网络结构如图 4 所示。 图 4 小区 FTTH 模式 对于 FTTB 模式,ONU 设置在楼道,一般需要配合楼道交换机进行业务的接入,光分路器的设置建议与 FTTH 方式相同。网络结构如图 5 所示。 图 5 小区 FTTB+LAN 模式 小区 FTTH 将在实现“三网

27、合一”的时期体现出巨大的优势,但考虑到相关政策的限制,并不是所有运营商都能实现,因此目前在利用 EPON 进行小区接入时采用 FTTB+LAN 的模式将是最佳方案。 5.2 在工业区接入中的应用。工业区一般均为企业用户,建议将 ONU 设置在企业的接入机房,结合其内部交换机完成各类业务的接入。这种模式类似于小区接入中的 FTTB 模式,建议在工业区所属区域设置合适的接入汇聚节点,将 OLT 放置在接入汇聚节点;在工业区范围内,可采用树型结构,沿着主干道选择合适的点(机房或光交接箱) 放置一级光分路器,再根据企业的分布情况布设二级分路器和 ONU,以最大限度地节省光缆。网络结构如图 6 所示。

28、图 6 工业区 EPON 接入模式 考虑到分路器的多级设置,每个分路器将覆盖一定范围内的企业用户,因此建议多设置光交接箱。若无法设置较多的光交接箱,则建议增大光缆芯数,便于未来大量企业的接入。此外,如果需要采用 EPON 的环路保护,则需要将从汇聚点引出的骨干光纤以成环方式建设。 5.3 在商务街区接入中的应用。 商务街区的特点是沿街分布众多的商务楼,楼内分布着多家公司,因此一般将 ONU 设置到公司,即 FTTO(光纤到办公室 ),ONU 通过交换机或路由器与公司内部网相连。网络结构如图 7 所示。 图 7 商务街 EPON 接入模式 1 FTTO 模式类似于小区接入中的 FTTH 模式,建

29、议将光分路器设置在每栋大楼内,ODN采用树型或链型组网。建设初期,建议将 OLT 放置在附近的接入汇聚机房内,光缆可沿大楼的分布情况建设,在每栋大楼的地下室或者在大楼相对集中的地带设置光交接箱,用来放置光分路器。考虑到这种模式在用户数较多时对 ODN 骨干光纤的需求量较大且采用环型组网方式,建议 EPON 的 ODN 骨干光纤使用较大芯数光缆。如果条件允许,建议在大楼相对集中、业务需求较大的区域内寻找合适的点作为未来的接入汇聚节点,将 OLT 的位置往用户侧靠近,并结合光交接箱的设置,采用星型模式接入附近的业务点以减少光纤的使用量,为将来大规模接入打好基础。网络结构如图 8 所示。 5.4 在

30、边远地区接入中的应用。对于距离已有传输接入点较远、用户相对集中的边远地区,采用 EPON 技术将能够很好地发挥其技术优势。将 OLT 设置在汇聚节点,在用户集中的区域设置光分路器,ONU 设置在用户接入点,利用 ONU 丰富的接口就可以利用极少量的光缆解决众多用户的各类业务需求。网络结构如图 9 所示。 应用实例。 (1)商务街区应用实例。 网吧对于接入带宽要求较高,现有的光纤直连方式解决网吧接入导致宝贵的城域光纤资源被大量占用。某运营商采用 EPON 利用少量的城域光缆解决了网吧一条街的业务接入。如图 10 所示,OLT 放置在网吧一条街所在的模块局,在网吧一条街附近的光交接箱内放置光分路器

31、,ONU 放置在各网吧内,通过少量的城域接入光缆实现了多个高带宽需求的接入,取得了良好的效果。 (2)边远地区应用实例。 某移动公司在一山谷地区采用 WiMAX 进行覆盖,对于 WiMAX 覆盖盲区的用户则采用EPON 接入。如图 11 所示,OLT 放置在数据汇聚节点,ONU 放置在某一用户的室内,利用五类线和光纤收发器完成本用户及邻近用户的接入。 6. EPON 面临的技术挑战 EFM 制定 EPON 标准的基本原则是尽量在 802.3 体系结构内进行 EPON 的标准化工作,最小程度地扩充以太网 MAC 协议。虽然增加了可选的 OAM 功能,并提出需支持 IP 业务所需的各种业务配置和管

32、理功能,但在电信级的应用领域,仍然面临诸多技术挑战。在与 GPON技术比较时,这些问题尤为明显。 6.1 GPON 标准介绍。 GPON 技术由 ITU-T 提出并标准化。2003 年 1 月 31 日,ITU-T 批准了 GPON 标准G984.1 和 G.984.2,2004 年,相继批准了 G.984.3 和 G.984.4,形成了 G.984.x 系列标准,至此,GPON 技术标准已经完成。 各标准内容如下: (1)G.984.1(G.gpon.gsr):千兆比无源光网络的总体特性。 该标准主要规范了 GPON 系统的总体要求,包括 OAN 的体系结构、业务类型、SNI 和UNI、物理

33、速率、逻辑传输距离以及系统的性能目标。 G.984.1 对 GPON 提出了总体目标 ,要求 ONU 的最大逻辑距离差可达 20km,支持的最大分路比为 16、32 或 64,不同的分路比对设备的要求不同。从分层结构上看,ITU 定义的GPON 由 PMD 层和 TC 层构成,分别由 G.984.2 和 G.984.3 进行规范; 图 11 EPON 在边远地区的应用实例 (2)G.984.2(G.gpon.pmd):千兆比无源光网络的物理媒质相关(PMD)层规范。 该标准 2003 年定稿,主要规范了 GPON 系统的物理层要求。G.984.2 要求,系统下行速率为 1.244 或 2.48

34、8Gbit/s,上行速率为 0.155、0.622、1.244 或 2.488Gbit/s。标准规定了在各种速率等级下 OLT 和 ONU 光接口的物理特性 ,提出了 1.244Gbit/s 及其以下各速率等级的OLT 和 ONU 光接口参数。但是对于 2.488Gbit/s 速率等级 ,并没有定义光接口参数,原因在于此速率等级的物理层速率较高,对光器件的特性提出了更高的要求,有待进一步研究,从实用性角度看,在 PON 中实现 2.488Gbit/s 速率等级将会比较难。 (3)G.984.3(G.gpon.gtc):千兆比无源光网络的传输汇聚(TC)层规范。 该规范 2003 年完成,规定了

35、 GPON 的 TC 子层、帧格式、测距、安全、动态带宽分配(DBA)、操作维护管理功能等。 G.984.3 引入了一种新的传输汇聚子层 ,用于承载 ATM 业务流和GEM(GPONEncapsulationMethod)业务流。GEM 是一种新的封装结构 ,主要用于封装那些长度可变的数据信号和 TDM 业务。 G.984.3 中规范了 GPON 的帧结构、封装方法、适配方法、测距机制、 QoS 机制、加密机制等要求,是 GPON 系统的关键技术要求; (4)G.984.4(GPONOMCI 规范):GPON 系统管理控制接口规范。 2004 年 6 月正式完成的 G.984.4 规范提出了对

36、 OMCI 的要求,目标是实现多厂家 OLT和 ONT 设备的互通性。该建议指定了协议无关的 MIB 管理实体 ,模拟了 OLT 和 ONT 之间信息交换的过程。 6.2 EPON 对 TDM 业务承载。 从 IEEE802.3 工作组制定 EPON 标准的原则来看,具体的业务封装由高层协议支持 ,因此,对于 TDM 业务在 EPON 中的传送,大部分厂家认为应该采用 VoIP 的业务方式。但目前对于电路交换方式 TDM 业务的需求占主要地位 ,主要是一些企事业单位希望光纤接入网能提供E1 的传输能力,所以,一些厂家各自推出了私有的 TDMoverEPON 的解决方案。总的来看,TDMover

37、 EPON 需解决如下问题: (1)TDM 信号与以太网之间高效合理的适配封装; (2)TDM 信号的严格同步定时; (3)电路业务的 QoS 的保证。 目前,EPON 对于以上问题的解决主要集中在以下方式上: (1)提供的电路型 TDM 业务以 NE1 类型为主,这主要是因为 NE1 的 TDM 信号封装在以太网帧中的效率较 N64kbit/s 的方式要高,提供以 64kbit/s 为单位的业务在设备实现上成本与复杂度都较高; (2)定时发送 E1overEthernet 帧。发送 E1over Ethernet 帧的周期有具体的系统设计决定; (3)采用预留带宽的方式保证 TDM 业务的传

38、送是最高优先级的业务。 以上方式虽然很好地解决了 EPON 承载 TDM 业务的问题,但其仍然是一种非标准化的基于厂家私有协议的解决方案,这与 GPON 的 TC 层具有天然的承载 TDM 业务能力相比,还是有很大的局限性的。 6.3 PON 的 OAM 支持能力。 从前面对 IEEE802.3ah 中规范的 OAM 能力功能及特点可以看出,这种 OAM 的支持能力与传统的电信级网络要求的 OAM 功能是有很大差距的,至少在功能的支持范围和具体功能的定义上很不具体。而 ITU-T 制定的 GPON 标准则充分地考虑了这些问题。 在 GPON 的帧结构设计中,预留了多个域用做 OAM 功能,从另

39、一个角度看,可以将这些功能抽象为 GPON 的 C/M(控制/ 管理) 功能集,该功能集由三部分组成:嵌入的OAM、PLOAM 和 OMCI(ONU 管理控制接口)。嵌入的 OAM 和 PLOAM 管理物理层和TC(传输汇聚) 层的功能 ,OMCI 提供对高层(与承载业务相关)的统一管理。 嵌入的 OAM 通道功能包括:上行带宽授权、密钥切换指示和 DBA 信息报告。由于采用 OAM 信息直接映射到帧中的相应域,保证了控制信息的传送于处理的实时性。 PLOAM 通道功能包括嵌入 OAM 通道传送信息以外的所有物理层和 TC(传输汇聚)层的功能,通过消息交互方式实现,因此是实时性低于嵌入 OAM

40、 通道的低时延通道。 OMCI 信道用来管理高层定义的业务,包括 ONU 的可实现的功能集、T-CONT 业务种类与数量、QoS 参数协商等参数。是实现 GPON 网络集中业务管理的信令传输通道,通过ATMPVC 或 GEM 封装,实时性最低 ,处理层次高,并保证了开放性、可扩展的特性。 6.4 EPON 终端的互通性问题。 从 DSL 产业的发展过程中可以看到,终端的互通性将是实现 FTTH 规模发展的重要前提。采用不同厂家的设备实现 OLT 和 ONU 功能将有效地降低网络建设的成本 ,并能促使终端设备的专业厂家加入到 FTTH 产业中来。但设备间互通的实现在很大程度上依赖于国际标准的成熟

41、度,在 EPON 系统中,这不仅涉及到 PMD 层定义的标准光接口 ,MPCP 机制中定义的 ONU 自动发现与加入等基本功能,还涉及到动态带宽分配,下行数据加密机制,TDM 业务实现的具体方案,与高层业务相关的管理通道及其交互机制等更复杂的功能。EPON 在标准化方面高度的开放性和可扩展性带来的不利影响就是在上述附加功能集方面不做规范,导致的结果是厂家纷纷利用私有协议实现各自的系统功能,终端互通无法实现。 8. 结论 2004 年 4 月 IEEE802.3ah 标准的通过极大地促进了 EPON 技术的发展,这使得早期开发非标准化的 100MEPON 的厂家开始转向标准化的 EPON,并将其命名为 GEPON,另外,许多传统电信设备制造商和专业化的终端设备厂家开始 EPON 系统的研发。尽管 EPON 技术面临着诸多的技术挑战,但不可否认的是,EPON 技术是目前 FTTH 领域中为用户提供光纤接入的最为经济有效的方式。随着实际应用经验的积累和研究的深入,EPON 技术会不断走向成熟的。