基于以太無源光網絡（EPON）的信息網絡傳輸架構分析

李創杰

（長訊通信服務有限公司，廣東 揭陽515549）

EPON是一種新型的光纖接入網技術，由于其具有成本低、擴展性強、兼容性強、快速、易管理等優點，被廣泛應用到信息網絡的傳輸中。EPON具有強大的功能，它同時具備了以太網和PON的優點，是接入網技術中的熱門技術，發展空間廣闊。EPON使用多點結構和無源光纖傳輸，可以在以太網上提供多種業務。由于EPON具有這些特點，其寬帶用戶具有特殊的優越性，能夠實現網絡和計算機的完美結合，是實現信息網絡傳輸的最佳媒介。隨著時代的進步，EPON技術一定會不斷完善，更多的功能會被逐步開發出來，在信息網絡傳輸中發揮更巨大的作用。

1 EPON的網絡結構層次模型

以太無源光網絡（EPON）的信息網絡使用的是PON結構。EPON和業務節點、用戶設備的連接分別通過SNI、UNI實現。EPON由 ODN、OUN／OUT、OLT三部分組成，其中OLT位于局端，而ONU／ONT則位于客戶端，兩者的區別為：ONT是直接位于用戶端的，ONU和用戶之間還存在其他網絡。OLT到ONU／ONT的方向是下行方向，反之則是上行方向。在EPON系統中，OLT可以作為路由器，也可以作為交換機，而且還是一個多業務平臺，能夠對無源光纖網絡提供光纖接口。OLT是系統的核心，其主要功能是：對測距過程進行控制，記錄測控信息；發送以太網數據；發起并控制ONU功率；對ONU發送數據的窗口大小和起始時間進行控制。

協議參考模型為：設備之間的數據傳輸和互聯是通過物理層實現的，物理層還可以為數據傳輸提供適宜的運行環境，其子層包括物理媒質相關層、物理編碼子層、物理媒質連接子層。數據鏈路能夠實現對物理傳媒質的有效控制，將上層通信發出的數據封裝到以太網的幀結構中，并且選擇合適的發送方式與接受方式。MAC能夠接受數據幀，這個過程是通過媒體無關接口實現的。當幀從MAC向PHY轉移的時候，其上需要帶有MAC的標簽，反傳輸的時候，需要將標簽去掉，還原以太網幀。OLT端區分ONG是通過標簽上的邏輯連接實現的。ONU端根據LLID實現包裹功能。MACContr ol層可以實現多業務數據通路的選錄，在多點控制協議中占據主要位置。

2 EPON的關鍵技術

2.1 連接初始化過程和沖突解決

當啟動EPON系統以后，首先開始的是初始化連接。一般都是使用TDMA作為連接方式，這種方式能夠顯著提高線路的使用效率。另外，還需要使用動態請求／準許機制實現帶寬的高效分配。用戶在使用這個機制之前需要進行注冊。這個過程還需要一些信息：報告ONU的MAC地址、ONU向OLT申請初始使用時隙、分配LLID、報告服務等。如果系統正常運行，且ONU的數值沒有達到最大值，此過程就會定期進行，檢查是否有新的ONU加入。

2.2 測距和時延補償技術

由于產生光信號的光網絡單元的距離不同，其信號可能存在沖突，這就需要進行距離修正。一般都是準確測量所有ONU通道上OLT的距離，對ONU的發送延遲進行精確的調整，使ONU發送窗口的間隔減小，從而使上行信道的利用率提高。

2.3 突發信號的快速同步

當ONU中的數據流到達OLT以后，數據流的比特相位是不相同的而且還是未知的。OLT處的比特同步必須在每個上行ONU短脈沖數據流期間建立，快速比特同步電路在幾個比特周期內和輸入數據同步，從而恢復ONU信號。

2.4 安全性和可靠性

由于PON系統具有組播的特性，為了提高信息的安全性，就需要采取一定的措施進行保護。一般都采用信息擾碼對信息進行保護，這種信息擾碼介于高層編碼和傳輸系統擾碼之間，可以為信息保密提供基本的保護，方法為：OLT定時發布更新ONU秘鑰的命令，然后根據新秘鑰對發送給該ONU的數據信元進行攪動加密，保證所有ONU只能夠按照自身設定的密鑰譯出信息的具體內容，確保信息的安全。

2.5 帶分配技術

EPON系統中，上行方向信道中共享光纖的方式是時分復用接入方式，不同的ONU發送數據的時候占據的時隙也是不同的。隨著社會需求的增長，寬帶業務不斷增大，用戶對寬帶的要求也增大，這就需要結合業務的特點對信道寬帶進行合理的分配。這也是EPON系統中最關鍵的技術之一。

3 結束語

隨著科技的發展，很多先進的技術被開發出來，為人們的工作、生活帶來極大的方便。其中，信息網絡傳輸技術的出現，顛覆了傳統的信息傳輸方式，是信息傳輸的一次重大變革。EPON是一種具有強大功能的光纖接入網技術，它同時具備了以太網和PON的優點，是接入網技術中的熱門技術，發展空間廣闊。

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