EPON的應用前景
訊石光通訊網
2007/6/1 9:03:45
摘要 從目前電信級用戶接入應用的五個方面要求闡述了以太網無源光網絡(EPON)對現有業務的保證及EPON的應用前景。
關鍵詞 多業務 服務質量 信息安全 保護倒換 維護管理
0、前言
根據信息產業部公布的數據，截至2005年6月，我國寬帶用戶已經達到了3165.1萬。Internet的迅猛發展使用戶已不再僅僅局限于以電話為代表的傳統業務應用，寬帶上網、視頻點播、游戲等業務正逐步走向千家萬戶，這些寬帶業務的應用反過來又進一步推動了Internet的發展。用戶對網絡帶寬日益增長的需求驅動了產業鏈的發展，而光纖成本的下降使光纖到戶(FTTH)的應用前景更為廣闊，使用戶接入方式從銅纜接入逐步向FTTH發展成為可能，傳輸技術的進步也使接入手段由PDH加收發器方式逐步向以SDH為基礎的MSTP發展。
作為電信級的用戶接入技術，應在多業務接入、業務的QoS保障、網絡和信息的安全、網絡保護倒換和運行維護管理等幾個方面滿足需求，適應現有及未來各種業務的發展。EPON技術不僅能夠在上述幾個方面很好地符合用戶綜合業務接入的要求，符合技術發展的方向，而且使基于以太網的接入傳輸系統成本大大降低。本文將結合用戶接入要求介紹EPON的主要技術特點和應用前景。
1、EPON的主要技術特點
1.1 多業務接入功能
EPON主要由3個部分構成：光線路終端(0LT)、光分配網(0DN)和光網絡單元(0NU)。其中，OLT位于局端，ONU位于用戶端，ODN由無源分光器件和光纖線路構成。OLT可提供各種廣域網接口，可與上連的IP網絡設備相連；可提供千兆以太網接口，并能提供IP網絡二、三層的交換與路由功能。ONU提供給用戶數據、視頻和電話網絡接口。目前多個廠家的設備已能提供給用戶以太網接口和2M接口等。
與基于SDH的接入方式相比，EPON全程采用IP包的形式傳送，不需要進行協議轉換。在目前用戶業務以固定電話為主的應用情況下，對于2M電路接口，把E1電路業務數據封裝成標準的IP包，與承載數據業務的IP包統一在EPON中傳輸，這也正是EPON的特色。由于E1 over IP不能完全保證TDM業務的QoS要求，EPON傳輸幀中除以E1以太網之間的適配封裝、E1信號同步定時外，還采用動態帶寬分配控制來加以保證。
1.2 業務的QoS保障
影響傳統TDM業務在EPON中傳輸的主要性能指標是延時和丟幀率。無論EPON的上行信道還是下行信道都不會發生丟幀，因此，EPON所要考慮的重點是保證面向連接業務的低延時。低延時通過EPON的DBA算法和時隙劃分的“低顆粒度”(Tin Granularity)來保障。
端到端的QoS支持可由現存的IP網絡中如虛擬局域網(VLAN)(IEEE802.1p-IEEE802.1r)、IP-VPN、多協議標簽交換(MPLS)、支持業務等級區分等來實現，其中為不同服務質量要求的信號設置不同優先級，以保證信息包按預先設置的優先級傳遞。支持業務等級區分已被多數廠家應用于其EPON產品中作為其QoS協議。技術實現方案是：在EPON的下行信道上，OLT建立8種業務隊列，不同的隊列采用不同的轉發方式；在上行信道上，ONU建立8種業務端口隊列，既要區分業務又要區分不同用戶的服務等級。
1.3 網絡和信息的安全
EPON中OLT至ONU的傳輸是以廣播方式傳遞的，每個ONU能接收到所有的下行數據。802.3ah標準中為每個連接設定LLID邏輯鏈路標識，每個ONU只能接收帶有屬于自己的LLID的數據包，其余的數據包丟棄不再轉發。因為標準的以太網幀中用戶可以不管LLID而獲取非本ONU的信息，信息的保密性受到威脅。為保證每個ONU數據的保密性，需要在下行方向對每個ONU的數據進行加密算法；而ONU至OLT是TDMA方式共享以太網通道，上行方向同樣也存在非法的用戶通過數據通道偽造以太幀來進行破壞，為了保證系統的安全性，需要對MAC控制幀和OAM幀進行加密。目前生產廠家以128位AES加密技術或ACL功能或攪動加密來增強網絡安全性。
1.4 保護倒換
目前，ITU-T關于EPON保護的G.983.5建議中已經明確兩種方式：骨干光纖保護倒換方式和光纖全保護倒換方式。骨干光纖保護方式中，OLT側的主備PON口分別連接到2：N分路器的兩個端口，從分路器到ONU側采用常規連接，倒換只在OLT與分路器間。這種方式的投資比較小，可以對EPON的骨干段光纖實現保護以提高系統的可靠性。光纖全保護倒換方式中，每個ONU通過兩個上行PON口與兩個獨立的光分路器實現雙歸屬連接，每個分路器連接至OLT的兩個PON口。這種方式徹底消除了EPON系統中的單點故障隱患，但是投資太大，目前在實際組網中，前一種方法應用較多。
1.5 運行維護管理(OAM)
為了支持點對多點(P2MP)拓撲的EPON網絡。IEEE制定了802.3ah協議，其中定義了多點控制協議(MPCP)、點對點仿真(RS子層擴展)、運行維護管理(OAM)以及10和20km兩種PMD。在OLT和ONU之間還特別定義了OAM子層，提供在線的性能監測、各種故障告警和遠端故障指示、遠端近端環回等功能，OAM為網絡管理員提供了監控網絡以及快速故障定位和錯誤告警的能力。OAM功能的實現是可選的，可在系統的某些端口單獨實現可選的OAM功能，OAM不包括狀態管理、帶寬分配和提供功能。
OAM主要功能包括：
a)遠端故障指示；
b)指示對端本地接收通道處于不工作狀態：
c)支持單向操作的物理層設備在故障期間可支持OAM遠端故障指示；
d)符合RS子層規定的用戶接入物理層設備在故障期間可支持OLT至ONU的單向OAM遠端故障指示操作；
e)遠端環回：提供了一種支持數據鏈路層幀一級環回模式的機制；
f)鏈路管理：支持包括診斷信息的事件通知，支持輪詢MIB變量。
除上面列出的物理層設備外，其他設備在故障期間不支持OAM遠端故障指示單向操作，一些設備在物理層有專門的遠端故障指示機制。
2、EPON的應用前景
在局域網、城域網到廣域網全部是以太網結構的IP網絡中，采用與IP統一以太網幀結構的EPON接入技術，各網之間可以實現無縫連接，不需要任何格式轉換，這將大大提高運行效率，方便管理，降低成本，并且可以提供端到端的連接和提供與用戶簽訂服務協議的保證服務質量QoS。EPON技術簡單，標準化程度和QoS支持的折衷將有力地推動ONU廠家的互通互用，而且EPON屬于無源光網絡，大大降低了維護成本，是現階段綜合業務接入網的一種選擇，具有十分光明的應用前景。但是，EPON作為新一代的接入網如果要進一步發展，必須要克服傳統以太網的缺陷，即在以支持IP業務為主、提高接入帶寬的QoS保證和多業務接入等方面，必須有網絡層以上的端到端服務來保障。
作者：張曉華 來源：中國聯通網站
新聞來源：本站原創