(毕业论文 页数:20 字数:10381)关键字：EPON、PON、无源光网络、原理
进入21世纪以来，全球宽带接入网进入了一个大发展阶段，近两年我国宽带接入网的发展也十分迅速。据初步统计，到2004年底我国宽带上网用户达到2500万，宽带注册用户数为1010万。2001～2003年，我国互联网宽带用户从200万增加到1740万，年均增长率为385％，宽带用户增长率是上网用户增长率的5.7倍，说明我国宽带用户增长进入快速发展期。从宽带应用看，按照美国麦肯锡公司的最新分析，初期的宽带应用主要是高速上网，可以增加约30％的上网时间。此后，随着宽带业务的大规模拓展，开发新的业务将成为继续发展的动力。目前ADSL上行1MBit/s和下行8MBit/s的连接速率已无法满足高端用户的长远需求。我国举办2008年奥运会和2010年世界博览会这两大事件将在一定程度上推进宽带光纤接入网的发展。
PON（无源光网络）作为一种新兴的覆盖最后一公里的宽带接入光纤技术，其在光分支点不需要节点设备，只需安装一个简单的光分支器即可，因此具有节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、综合建网成本低等优点。同时，以太网（Ethernet）技术经过二十年的发展，以其简便实用，价格低廉的特性，几乎已经完全统治了局域网，并在事实上被证明是承载IP数据包的最佳载体。随着IP业务在城域和干线传输中所占的比例不断攀升，以太网也在通过传输速率、可管理性等方面的改进，逐渐向接入、城域甚至骨干网上渗透。而以太网与PON的结合，便产生了以太网无源光网络（EPON）。它同时具备了以太网和PON的优点，正成为光接入网领域中的热门技术，成为今后一段时期内发展的方向。因此研究EPON技术的原理有着一定的意义。

目 录
目 录 A
前言 1
一 点到多点系统 2
1 无源光网络技术 2
2 ATM无源光网络和宽带无源光网络 2
3 以太网无源光网络/千兆以太网无源光网络 3
4 千兆无源光网络 3
二 点到点有源以太网系统 5
三 EPON的原理 6
1 EPON的系统结构 6
2 EPON中的同步技术 7
3 EPON中的接入控制技术 7
1) 基于静态分配时隙的接入控制方式 8
2) 基于动态带宽分配的接入机制 8
3) 各种接入控制方式的比较 12
4 多点控制协议（MPCP） 12
5 EPON的OAM功能 14
四 主要的技术难点 15
五 安全管理 16
六 用户管理 17
七 EPONONU实现方案初步讨论 18
八 结论 20
参考文献: 20

一 点到多点系统
1 无源光网络技术
无源光网络（PON）是一种纯介质网络，其主要特点是避免了有源设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，提高了系统的可靠性，同时节省了维护成本，并能比较经济地支持模拟广播电视业务，即具备三重功能（triple-play）。据美国贝尔运营公司报道，采用PON技术每年每线可节约50美元的维护费用，是电信维护部门长期期待的技术；其次，PON的业务透明性较好，原则上可适用于任何制式和速率的信号；最后，由于其光发送机和光纤由用户共享，因而线路成本较其他点到点通信方式低。特别是随着光纤向用户日益推进，其综合优势越来越明显。PON的灵活组网能力和经济适用能力使其最适合于分散的小企业和居民用户，特别是那些用户区域较分散，而每一区域用户又相对集中的小面积密集用户地区。
PON的主要缺点是一次性投入成本较高，因为局端光线路终端（OLT）很贵，光纤和分路器等无源基础设施又必须一次到位，这样当用户数较少或用户分布超过某一限定距离时，单用户成本就很高。另外，其树形分支拓扑结构使用户不具备保护功能或保护功能成本较高，影响了其大规模发展。
2 ATM无源光网络和宽带无源光网络
早期的窄带PON是基于TDM的，性能价格比低，已经自然消亡。ATM化的无源光网络/宽带无源光网络（APON/BPON）可以利用ATM的集中和统计复用功能，再结合无源分路器对光纤和光线路终端的共享作用，使性能价格比有很大改进，目前在美国和日本等国已经开始商用，在日本已经敷设了约50万线。然而，目前实际APON/BPON的业务适配提供却很复杂，业务提供能力有限，数据传送速率和效率不高，成本较高，其市场前景由于ATM的衰落而变得很不确定。从长远的业务发展趋势看，APON的可用带宽仍然不够。以FTTC为例，尽管典型主干下行速率可达622Mbit/s，但分路后实际可分到每个用户的带宽将大大减小。按32路计算，每一个分支的可用带宽仅剩19.5Mbit/s，再按10个用户共享计算，则每个用户仅能分到约2Mbit/s。显然，这样的性能价格比无法满足网络和业务的长远发展需要。
3 以太网无源光网络/千兆以太网无源光网络
近几年随着IP的崛起和发展，有人提出了以太网无源光网络（EPON）的概念，即在与APON和BPON类似的结构和G.983的基础上，设法保留其精华部分——物理层PON，而以以太网代替ATM作为链路层协议，构成一个可以提供更大带宽、更低成本和更宽业务能力的新的结合体——EPON。这一思想在以太网界得到了积极响应，在IEEE802.3的旗帜下已经形成了初步标准千兆以太网无源光网络（GEPON）。在实际中，EPON和GEPON的基本差别就是标准化，前者往往指非标设备，后者指符合IEEE802.3ah规范的设备。另外，GEPON的传输距离和分路比均比EPON有所减小。
从EPON/ＧEPON的结构看，其关键优点是极大地简化了传统的多层重叠网络结构，主要特点有：
•消除了ATM和SDH层，从而降低了初始成本和运行成本；
•下行业务速率高达1Gbit/s，允许支持更多用户，每用户带宽可以更高，并能提供视频业务能力和较好的QoS；
•硬件简单，无须室外电子设备，使安装部署工作得以简化；
•改进了电路的灵活指配以及业务的提供和重配置能力。
IEEE802.3ah规范的GEPON技术的规范性好，上下行波长分别是1310nm和1490nm，上下行速率为1.25Gbit/s，传输距离是10/20km，分路比是16，主要业务是数据和语音，增加一个1550nm电视广播波长后，可提供语音、数据和电视三合一的所谓“triple-play”宽带业务捆绑服务，而这将是未来家庭业务的“杀手锏应用”。EPON/GEPON的主要缺点是效率低和难以支持以太网以外的业务。前者是由于采用8B/10B的线路编码，有20％的带宽损失，而APON和GPON都采用不归零（NRZ）扰码为线路码，因此没有带宽损失。再加上承载层、传输汇聚层、业务适配效率等原因，使得EPON总的传输效率很低，大约仅为千兆无源光网络（GPON）的一半。
4 千兆无源光网络
2001年，在IEEE积极制订EPON标准的同时，全业务接入网络（FSAN）组织开始发起制订速率超过1Gbit/s的PON网络标准——GPON。随后，ITU-T也介入到这一新标准的制订工作中来，并于2003年1月通过两个有关GPON的新标准G.984.1和G.984.2（速率提高到2.5Gbit/s）。按照这一最新标准的规定，GPON可以提供1.244Gbit/s和2.488Gbit/s的下行速率以及所有标准的上行速率，传输距离至少达到20km，具有高速高效传输的特点。而且，GPON还在传输汇聚层采用了一个全新的标准GFP，这是一种可以透明高效地将各种数据信号封装进现有网络的、开放的、通用的标准信号适配映射技术，可以适应任何用户信号格式和任何传输网络制式，全面体现了业务提供商对业务提供的灵活要求，而APON/BPON和EPON/GEPON对每种特定业务都需要提供特定的适配方法。由于采用GFP映射，GPON的传输汇聚层本质上是同步的，并使用标准SDH的125μs帧，因而使得GPON可以直接支持TDM业务。