基于以太無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)的信息網(wǎng)絡(luò)傳輸架構(gòu)分析

陳 勝

（作者單位：安廣網(wǎng)絡(luò)青陽分公司）

基于以太無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)的信息網(wǎng)絡(luò)傳輸架構(gòu)分析

陳 勝

（作者單位：安廣網(wǎng)絡(luò)青陽分公司）

隨著新型信息網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)EPON地出現(xiàn)，光纖代替了電話線，使寬帶速度得以提升。EPON是一種在當(dāng)前的信息網(wǎng)絡(luò)傳輸中普遍被使用的信息網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。它具有制造成本低、性能擴(kuò)展性高、與Ethernet兼容、寬帶高速、管理容易等優(yōu)勢，使它被大力推廣。隨著科學(xué)的進(jìn)步，EPON技術(shù)一定會被大力發(fā)展成為信息網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹袌?jiān)力量。本文將會介紹基于以太無源光網(wǎng)絡(luò)的信息網(wǎng)絡(luò)傳輸架構(gòu)，并且對EPON分層、核心技術(shù)等進(jìn)行講解，最后對EPON的前景進(jìn)行展望。

信息傳輸；以太無源光網(wǎng)絡(luò)；構(gòu)架分析

近年來，各地寬帶運(yùn)營商逐漸將以往的電話線換成光纖，以此來提高寬帶速度。寬帶速度飛速上升，是源于一種新型信息網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)——Ethernet Passive Optical Network[1]的出現(xiàn)。以太無源光網(wǎng)絡(luò)，就是一種在PON技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行突破的新型信息傳輸技術(shù)。EPON采取一點(diǎn)至多點(diǎn)的構(gòu)架、傳輸采取無源光，業(yè)務(wù)依舊是在Ethernet之上被提供[2]。EPON同時(shí)發(fā)揮了Ethernet和PON兩者的特長，在之前基礎(chǔ)上對性能擴(kuò)展性進(jìn)行提升，同時(shí)加強(qiáng)與Ethernet的兼容性，它的制造成本低、管理也很容易，如今在信息網(wǎng)絡(luò)傳輸普遍被使用。雖然EPON已經(jīng)在被挖掘，但它的發(fā)展前景仍然被看好，它還有很大的進(jìn)步空間。隨著科學(xué)的進(jìn)步，EPON技術(shù)一定會被大力發(fā)展，成為信息網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹袌?jiān)力量。

1 EPON結(jié)構(gòu)

PON結(jié)構(gòu)的使用很好地建立了EPON信息網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)。利用SNI、UNI來實(shí)現(xiàn)EPON、SN、UE三者的合理連接。為了傳輸通道更快速，EPON的組成部分有三個(gè)，提供光傳輸通道的光配線網(wǎng)絡(luò)（ODN）、接受數(shù)據(jù)的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）、連接光纖的光線路終端（OLT）。光網(wǎng)絡(luò)單元有兩種，分別是有源光和無源光，其中有源光網(wǎng)絡(luò)單元可以接入三網(wǎng)融合終端設(shè)備。光線路終端到光網(wǎng)絡(luò)單元采取下行方向[3]。光線路終端在EPON系統(tǒng)之中可以當(dāng)作Router使用，在一定情況下也可以充當(dāng)多業(yè)務(wù)平臺交換機(jī)，對無源光纖網(wǎng)絡(luò)的連接提供連接口。光線路終端有三個(gè)功能，用廣播的形式給ONU發(fā)送Ethernet數(shù)據(jù)；對測量距離進(jìn)行掌控與記錄，對ONU的數(shù)據(jù)發(fā)起時(shí)間進(jìn)行操控。

2 EPON分層

EPON分層為EPON數(shù)據(jù)鏈路層、EPON物理層、各層之間的接口。其中EPON數(shù)據(jù)鏈路層有OAM子層、多點(diǎn)MAC控制子層、MAC子層；EPON物理層最關(guān)鍵的是RS子層。

3 EPON核心技術(shù)

3.1 核心之一：信號同步快速處理和信道分配的合理化

數(shù)據(jù)流從ONU到達(dá)OLT之后的比特相位不但沒有相似之處，就連傳輸而來的數(shù)據(jù)流也是一種未知狀態(tài)。位于光線路終端之上的比特，相位同步這種情況只可以成立于每個(gè)上行方向的ONU短脈沖數(shù)據(jù)流期間，當(dāng)在比特作周而復(fù)始變化的時(shí)間內(nèi)和輸入數(shù)據(jù)同步之時(shí)，快速比特同步電路才能將光網(wǎng)絡(luò)單元信號恢復(fù)。在EPON系統(tǒng)中，通信道的上行方向采取的是時(shí)分復(fù)用接入方式來共享光纖，在發(fā)送數(shù)據(jù)上，不同的ONU占據(jù)的時(shí)間片也是不同的。因?yàn)樯鐣目焖侔l(fā)展，寬帶需求量日益增加，運(yùn)營商也對業(yè)務(wù)進(jìn)行拓展，與此同時(shí)寬帶用戶對速度的要求要日益提高，這個(gè)時(shí)候如何對信道寬帶的分配是一個(gè)重大問題，EPON技術(shù)就是對此合理分配的關(guān)鍵。

3.2 核心之一：EPON初始鏈接的強(qiáng)化

對EPON系統(tǒng)進(jìn)行啟動，然后是采用TDMA進(jìn)行初始化連接。這種連接方式可以將線路的使用加強(qiáng)，還可以利用動態(tài)請求／準(zhǔn)許機(jī)制提高帶寬的分配率。當(dāng)然用戶在使用這個(gè)機(jī)制之前進(jìn)行信息注冊：提交ONU的硬件地址、ONU向OLT申請初始使用時(shí)間片、分配邏輯鏈路標(biāo)記、報(bào)告服務(wù)等。只要系統(tǒng)運(yùn)行沒有失常，并且在ONU正常數(shù)值范圍內(nèi)，此過程就開始按期檢查ONU的加入是否得當(dāng)[4]。

3.3 核心之一：自主修正沖突與自主加強(qiáng)安全系統(tǒng)

光網(wǎng)絡(luò)單元產(chǎn)生沖突的情況極有可能出現(xiàn)在產(chǎn)生光信號的距離不同時(shí)，在這個(gè)出現(xiàn)沖突的時(shí)候，需要對沖突信號進(jìn)行距離修復(fù)與改正。一般對此的措施是精準(zhǔn)確定所有ONU通道上OLT的距離，對于延遲發(fā)送的ONU進(jìn)行精準(zhǔn)的調(diào)控，以此來優(yōu)化ONU的發(fā)送窗口，達(dá)到高效利用上行方向的信道的目的。EPON系統(tǒng)中，信息安全性的高度尤為重要，對此可以依據(jù)PON系統(tǒng)的組播特性來進(jìn)行加強(qiáng)保護(hù)措施。

4 對EPON前景的探討

在這個(gè)科技發(fā)展迅速的時(shí)代中，技術(shù)也會隨之步步高升，這些高速發(fā)展的科技將會逐漸給人們帶來工作便利以及生活上的巨大改善。信息網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的改革將會改變傳統(tǒng)的信息傳輸方式，是對人類信息傳輸?shù)臉O大改善。EPON利用強(qiáng)大的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，在Ethernet與PON二者優(yōu)點(diǎn)之上進(jìn)行改革，提高傳輸速度、強(qiáng)化信息功能。EPON是前景無限的信息網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，它的未來發(fā)展值得期待。