[信息与通信]EPON技术原理协议.ppt

推荐书籍 基于以太网的无源光网络 (美)格伦﹒克雷默(Glen Kramer)著 THANK YOU EPON技术原理技术交流 PON（无源光网络)的工作原理 下行数据广播发送 上行采用TDMA方式 TDMA (Time Division Multiple Access ) 下行波长为1490nm OLT发送的混合数据通过Splitter到达每个ONU； 每个ONU只接收发给自己的数据，丢弃其它数据； 上行波长为1310nm 每个ONU在OLT允许的时间段内向OLT发送数据； 无需冲突检测 报文不需要分片 EPON基本特点 采用8B/10B的线路编码，数据速率为上下行对称1Gbps,线路比特率为上下行对称1.25Gbps 以MAC控制子层的MPCP（multi point control protocol）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 P2P仿真子层(RS协调子层的扩展功能） 分光比1：32 支持A、B类ODN网络 OLT与ONU之间信号传输基于IEEE 802.3以太网帧 Attenuation range (ITU-T Rec. G.982) dB Class A: 5-20、Class B: 10-25、 Class C: 15-30 EPON的关键技术 突发模式光收发器技术 EPON MAC帧结构 MPCP自动发现 测距技术 动态带宽分配（DBA）机制 下行数据安全性技术 业务QoS处理 运行维护管理（OAM）功能的实现 突发模式光收发器技术 EPON的数据信号突发性，同一逻辑电平有不同的电平幅度。 ONU光发射机的突发发射和关断 为抑制自发散射噪声，要求ONU的激光器能够快速的冷却和回暖 OLT光接收机的快速功率恢复 OLT与各ONU的距离不等，光信号的衰减对各ONU是不同的。OLT接收到的功率电平在各个时隙是不同的。(远近效应)为了正确检测接收比特流，OLT接收机必须在每一个突发时隙的开头迅速调整0-1判决门限。AGC OLT光接收机的突发同步技术 上行接收数据相位的突变 OLT的接收机和ONU的发射器工作在突发模式 EPON协议栈 物理媒质相关（PMD）子层 主要完成光纤连接，光/电转换等功能。PMD为光/电收发机，把输入的电压变化状态变为光波或光脉冲，以便在光纤中传输。 规定了1000BASE-PX10和1000BASE-PX20两种光模块： 在单模光纤上，以1000Mbps速率，分路比为1:16，传输距离达到10km； 在单模光纤上，以1000Mbps速率，分路比为1:16，传输距离达到20km； 在物理层业务接口上，误码率小于等于10-12。 目前的PX10/20光模块分别可以达到1:32的分路比和10/20公里的传输距离 物理媒质相关（PMD）子层 描述 1000BASEPX10-U 1000BASEPX10-D 1000BASEPX20-U 1000BASEPX20-D 单位 光纤类型 B1.1, B1.3单模光纤 光纤数目 1 标称发射波长 1310 1490 1310 1490 nm 发射方向 上行 下行 上行 下行 最小范围（注1） 0.5m～10km 0.5m～20km 最大通道插入损耗（注2） 20 19.5 24 23.5 dB 最小通道插入损耗（注3） 5 10 dB 注1：如果在链路上启用前向纠错，可获得较大的最小传输范围；也可以允许链路上有较高的通道插入损耗。 注2：在标称发射波长处。 注3：链路的差分插入损耗是通道最大插入损耗和最小插入损耗之差。 物理媒质接入（PMA）子层 为PCS提供了一种与媒介无关的方法，支持使用串行比特的物理媒介，发送部分把10位并行码组转换为串行位流，发送到PMD层；接收部分把来自PMD层的串行数据，转换为10位并行数据。 PCS子层对数据监测和前向纠错的扩展 主要完成物理层8B/10B编码转换。 对IEEE 802.3定义的PCS层的扩展，以支持在点对多点物理介质中的突发模式操作。 突发模式操作：为了避免近端ONU的发射噪声造成远端ONU的信号衰减，ONU的激光器在信号发送间隔必须能够关闭。为了控制激光器，PCS必须进行扩展以便能根据信号状态产生tx_enable信号，在正确的时刻开/关激光器。 标准定义了可选择的前向纠错机制（FEC），用于提高光连接可靠性和传输距离，增大分光比或者是延长传输距离。 FEC具有以下基本特性： 保证帧格式符合1000BASE-X PCS； 支持功能可选； 向后兼容1000BASE-X设备； 支持PCS子层10-12误码特性； 支持FEC子层10-4误码特性。 MAC控制子层 MAC控制子层主要负责ONU的接入控制，通过MAC控制帧完成对ONU的初