基于以太无源光网络（EPON）的信息网络传输架构分析

2014-02-11李创杰

通信电源技术 2014年1期

李创杰

（长讯通信服务有限公司，广东揭阳515549）

EPON是一种新型的光纤接入网技术，由于其具有成本低、扩展性强、兼容性强、快速、易管理等优点，被广泛应用到信息网络的传输中。EPON具有强大的功能，它同时具备了以太网和PON的优点，是接入网技术中的热门技术，发展空间广阔。EPON使用多点结构和无源光纤传输，可以在以太网上提供多种业务。由于EPON具有这些特点，其宽带用户具有特殊的优越性，能够实现网络和计算机的完美结合，是实现信息网络传输的最佳媒介。随着时代的进步，EPON技术一定会不断完善，更多的功能会被逐步开发出来，在信息网络传输中发挥更巨大的作用。

1 EPON的网络结构层次模型

以太无源光网络（EPON）的信息网络使用的是PON结构。EPON和业务节点、用户设备的连接分别通过SNI、UNI实现。EPON由 ODN、OUN／OUT、OLT三部分组成，其中OLT位于局端，而ONU／ONT则位于客户端，两者的区别为：ONT是直接位于用户端的，ONU和用户之间还存在其他网络。OLT到ONU／ONT的方向是下行方向，反之则是上行方向。在EPON系统中，OLT可以作为路由器，也可以作为交换机，而且还是一个多业务平台，能够对无源光纤网络提供光纤接口。OLT是系统的核心，其主要功能是：对测距过程进行控制，记录测控信息；发送以太网数据；发起并控制ONU功率；对ONU发送数据的窗口大小和起始时间进行控制。

协议参考模型为：设备之间的数据传输和互联是通过物理层实现的，物理层还可以为数据传输提供适宜的运行环境，其子层包括物理媒质相关层、物理编码子层、物理媒质连接子层。数据链路能够实现对物理传媒质的有效控制，将上层通信发出的数据封装到以太网的帧结构中，并且选择合适的发送方式与接受方式。MAC能够接受数据帧，这个过程是通过媒体无关接口实现的。当帧从MAC向PHY转移的时候，其上需要带有MAC的标签，反传输的时候，需要将标签去掉，还原以太网帧。OLT端区分ONG是通过标签上的逻辑连接实现的。ONU端根据LLID实现包裹功能。MACContr ol层可以实现多业务数据通路的选录，在多点控制协议中占据主要位置。

2 EPON的关键技术

2.1 连接初始化过程和冲突解决

当启动EPON系统以后，首先开始的是初始化连接。一般都是使用TDMA作为连接方式，这种方式能够显著提高线路的使用效率。另外，还需要使用动态请求／准许机制实现带宽的高效分配。用户在使用这个机制之前需要进行注册。这个过程还需要一些信息：报告ONU的MAC地址、ONU向OLT申请初始使用时隙、分配LLID、报告服务等。如果系统正常运行，且ONU的数值没有达到最大值，此过程就会定期进行，检查是否有新的ONU加入。

2.2 测距和时延补偿技术

由于产生光信号的光网络单元的距离不同，其信号可能存在冲突，这就需要进行距离修正。一般都是准确测量所有ONU通道上OLT的距离，对ONU的发送延迟进行精确的调整，使ONU发送窗口的间隔减小，从而使上行信道的利用率提高。

2.3 突发信号的快速同步

当ONU中的数据流到达OLT以后，数据流的比特相位是不相同的而且还是未知的。OLT处的比特同步必须在每个上行ONU短脉冲数据流期间建立，快速比特同步电路在几个比特周期内和输入数据同步，从而恢复ONU信号。

2.4 安全性和可靠性

由于PON系统具有组播的特性，为了提高信息的安全性，就需要采取一定的措施进行保护。一般都采用信息扰码对信息进行保护，这种信息扰码介于高层编码和传输系统扰码之间，可以为信息保密提供基本的保护，方法为：OLT定时发布更新ONU秘钥的命令，然后根据新秘钥对发送给该ONU的数据信元进行搅动加密，保证所有ONU只能够按照自身设定的密钥译出信息的具体内容，确保信息的安全。