HCIA-Access V2.5_8_1_EPON原理_PON基本概念

前言

考虑到未来许多带宽的应用,越来越多的国家认识到必须尽早突破接入瓶颈,铜缆的xDSL技术已经走到了尽头,而光纤是迄今发现的最好的传输介质,所以PON网络的应用也是越来越多,本章主要介绍EPON系统原理及相关技术,

目标

学习本课程您将能够了解PON网络的发展背景, 接入网的架构,EPON主要协议,关键技术及业务发放模式

PON网络基本概念

距离与带宽的矛盾

前面也讲过xDSL技术的发展, 先后出现了ISDN,HDSL,ADSL,ADSL2+,VDSL2还有后面的G.fast技术,这些技术的传输速率是越来越快,但是它能提供的传输距离并没有成正比增长,而且很难解决距离和带宽的矛盾,所以就提出了光进铜退的思想,用光纤实现数据传输。

光纤接入网的接入方案

包括点到点,路边交换机,还有无源光网络。首先看一下点到点的网络,点到点的网络其实就是从CO(中心机房),一根纤直接部署到用户家中,这种组网该用户独占这根光缆,用户能够得到很好的带宽体验,便是这种组网有一个问题,就是浪费光缆资源,成本相对较高,所以为了降低传输成本,就有了第二种方案,也就是路边交换机的方案,那么这种方案的话就是中心机房,一根纤到路边交换机,交换机放在靠近用户侧,由它分出多个接口跟用户互联,那么这种组网方式的话降低了传输成本,节约了主干光纤的资源,因为主干光纤只有一根纤,这种方案有什么问题呢?因为中间接了一个交换机,交换机是一个有源设备,是需要配置,需要维护,所以无形中增加了一个故障点。第三种方案就是采用PON网络进行组网,中心机房一根纤,通过分光器互联,分光器分成多束光,连接到多个用户,对于分光器而言,它是一个物理分光,无需要加电,无需要配置,而且出故障的概率也很低,所以这种组网它不仅节约了主干光纤的资源,而且还避免了故障点,所以接入网基本上都采用PON网络架构,个别场景会采用点到点的方案。

为什么选择PON

那么PON网络除了能够节约光缆资源,避免故障点,还有没有什么其它的优势呢?如图就对比了几种xDSL技术,首先可以看到02年的时候主要用ADSL和ADSL2+技术,这个技术能够提供的带宽大概是20M左右,覆盖半径大约是5公里以内,能够提供互联网,视频会议和远程控制等业务,03年以后就开始出现了VDSL和ADSL2+这些技术,那么这些技术在发展的时候最大可以达到百兆带宽,覆盖的半径不足一公里,可以满足标清电视,视频会议和游戏等需求,而06年之后开始大规模部署PON网络,PON网络它能够提供的带宽可达上G,覆盖半径可达到20公里,能够实现HDTV,4K,8K还有VR等业务需求,从上面几种技术可以看出,PON网络的一些优势,主要体现在这三个方面,第一个就是传输距离,EPON最高可达20公里,第二个就是能够提供更高的带宽,EPON是上下行对称的,上下行都可以达到1.25G,第三个就是PON网络其实是采用P2MP这种组网,节约了主干光纤的资源,那么这个就是为什么我们会选择PON网络的原因。

PON网络的架构

PON网络其实主要有三个部分组成,OLT ONU还有中间的ODN网络,它是采用P2MP的架构,ONU通过用户接口接入底下的用户,然后通过分光器跟OLT对接,OLT再通过上行口跟上层的IPTV VoIP,因特网对接。

前面已经学过了GPON网络,那GPON跟EPON有什么区别呢?我们可以看到首先 EPON和GPON它的标准是不一样的,GPON是由ITU-T提出来的一个全新的二层技术,而EPON它是由IEEE定义的,那么第二个的话就是速率不一样,速率的话GPON是上下行不对称的,下行是上行的两倍,而EPON它的上下行都是1.25G,第三个就是分光比,GPON最大可支持1:128的分光比,但实际上用不到这么大,然后EPON最大分光比可以支持1:64,不同的单板它支持的最大分光比是不一样的,有的单板只能够达到1:64,有的只能够达到1:32,所以具体的情况得看单板。第四个的话就是承载的业务类型不一样。对于GPON它可以承载ATM,以太网,TDM等信号,EPON的话主要用于承载以太网业务,当然它也可以承载TDM业务,当然除此之外的话,其实还有可以看到QoS,对于GPON来说,它能够给用户起到更好的服务,特别是在DBA的使用上面,GPON可以针对ONU的不同的T-CONT做调度,也就是说它可以针对不同的业务来做调度,而EPON只能针对ONU来做调度,这是不区分业务的,当然除此之外还有光模块不一样,管理协议不一样,GPON是采用OMCI消息进行管理,而EPON采用OAM消息进行管理。

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