EPON关键技术分析
epon中的onu调制技术
epon中的onu调制技术EPON中的ONU调制技术ONU（Optical Network Unit）是EPON（Ethernet Passive Optical Network）中的一个重要组成部分，负责将光信号转换为电信号，并与用户设备进行数据交换。
ONU调制技术是实现ONU功能的关键技术之一，它在EPON系统中起到了至关重要的作用。
ONU调制技术主要包括光电转换和电信号调制两个过程。
光电转换是将光信号转换为电信号的过程，它是ONU接收光信号并解调的关键步骤。
在接收端，ONU将光信号通过光电转换器转换为电信号，然后对电信号进行处理和解码，以获取原始数据。
光电转换技术的性能直接影响到ONU的接收灵敏度和解调能力，决定了ONU能否正常工作以及传输质量的好坏。
电信号调制是将电信号转换为光信号的过程，它是ONU发送数据的关键步骤。
在发送端，ONU将电信号经过调制处理，转换为相应的光信号，并通过光纤传输给OLT（Optical Line Terminal）。
电信号调制技术的性能直接影响到ONU的发送能力和抗干扰能力，决定了ONU能否稳定地将数据传输给OLT，并保证传输质量的稳定性和可靠性。
在EPON系统中，ONU调制技术采用的是正交频分多路复用（OFDM）技术。
OFDM技术是一种多载波调制技术，采用多个正交的子载波进行数据传输，可以有效地提高系统的抗干扰能力和传输容量。
在ONU接收端，OFDM技术可以将频域上的多个子载波解调为相应的数据流，然后进行信号处理和解码，获取原始数据。
在ONU发送端，OFDM技术可以将数据流调制为多个正交的子载波，并通过光纤传输给OLT。
OFDM技术的应用使得ONU的调制技术更加高效和稳定，能够适应不同的传输环境和需求。
除了OFDM技术，ONU调制技术还可以采用其他调制技术，如正交振幅调制（QAM）技术和脉冲振幅调制（PAM）技术。
QAM技术是一种常用的调制技术，可以将多个比特映射到一个符号上，提高传输速率和传输效率。
EPON技术原理及案例分析
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光进铜退－接入网发展趋势
<1Mbps 3M
8M
25M
100M
带宽
接入技术
ADSL/ADSL2+ Copper Based
覆盖半径 <3km
<2km
VDSL / ADSL2+ Copper Based
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宽带光接方式
光纤
ONT
光纤
ONT
OLT
光纤
ONU 金属线/无线 NT
光纤 ONU
金属线/无线
NT
接入网
FTTH FTTO FTTB/C FTTCab
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缩略语
FTTH：Fiber To The Home ——光纤到户 FTTO ：Fiber To The Office ——光纤到办公室 FTTB/C ：Fiber To The Building/ Curb ——光纤到楼宇/分线盒 FTTCab ：Fiber To The Cabinet ——光纤到交接箱 ONU ：Optical Network Unit——光网络单元 ONT：Optical Network Terminal ——光网络终端
SD Digital TV（标清电视）
HD Digital TV （高清电视） Additional TV channels (i.e. 2 HD DTV)
带宽需求 2 Mbps 1 Mbps 2 Mbps 1 Mbps 3 Mbps 10 Mbps 20 Mbps
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住宅业务需求预测
由单业务向多业务甚至全业务模式转化 要求高带宽、高速率 良好的上网体验 用户数据安全保证
EPON关键技术介绍
光功率管理技术
光功率自动调整：根据网络需求自动调整光 功率，保证网络性能
光功率均衡：通过调整光功率，实现网络中 各个节点的光功率均衡，提高网络稳定性
光功率监测：实时监测网络中的光功率变化， 及时发现和解决光功率问题
光功率控制：通过控制光功率，实现网络 中的光功率分配和优化，提高网络效率
EPON技术的发展趋势
远距离传输：支持 20km以上的传输距离
04
05
低成本：相对于其他 技术，成本较低
06
易维护：支持远程管理 和维护，降低维护成本
安全性高：支持加密传 输，保障数据安全
节能环保：功耗较低， 符合绿色环保要求
EPON的应用场景
01
家庭宽带接入：提供 高速稳定的家庭网络 连接
02
企业网络：为企业提 供高速、稳定的网络 连接，支持多种业务 需求
企业网络建设
企业内部网络：实现企业内部各 部门之间的高速数据传输
企业外部网络：实现企业与合作 伙伴、客户之间的高速数据传输
企业数据中心：实现企业数据中 心的高效管理和维护
企业安全防护：实现企业网络安 全防护，保障企业数据安全
智慧城市应用
智能交通：实时监控交 通状况，提高交通效率
01
智能政务：提高政务服
演讲人
EPON关键 技术介绍
2023-10-12
目录
01. EPON技术概述 02. EPON的关键技术 03. EPON技术的发展趋势 04. EPON技术的应用案例
EPON技术概述
EPON的定义
EPON（Ethernet Passive Optical Network）
01
是一种基于以太网的无源光网络技术。
EPON系统架构及关键技术
1EPON系统架构及关键技术1.1 EPON系统架构与分层模型图1为EFM建议的一种EPON开放式接入系统架构。
从图中可以看出，对于EPON系统本身，既可以是只提供光/电转换的媒体转换器，也可以是具有L2汇聚功能的业务集中器，具体实现可以根据用户的实际需要确定。
在这个开放系统架构中，有2种业务模型：一种是通过L3业务复用交换设备与一个集成的业务提供商相连，同时提供多种宽带接入业务；另一种是通过L2带宽集中器直接与各业务提供商的IP router、V oIP Gateway、Video Server等相连，提供灵活的业务选择。
此种架构可以最大限度提高EPON系统设计的灵活性，降低设备成本，保护现有投资，具有强大的扩容和升级能力，便于实现业务平面与承载平面的分离，易于开展多项增值业务。
从图中还可以清楚看出，对于EPON OLT设备，是不需要提供L3路由等功能的，否则将影响系统的模块化分割和业务的灵活性与扩展性。
图 1 EFM EPON开放式接入业务模型在IEEE802.3ah-2004中，定义了EPON系统的ISO/OSI参考模型（如图2所示）。
其中，与高层接口的是传统的MAC客户子层，负责将高层的业务流映射进EPON中进行传送；OAM子层是新增加的一项可选功能模块，主要用于传递OLT与ONU间的操作、维护和管理（OAM）消息；多点MAC控制子层则是EPON的核心功能层，负责一个OLT与多个ONU 的通信控制和协调，利用MAC控制帧（如Gate、Report等）实现控制信息的交互；MAC 子层则是通信的主体，与普通以太网MAC没有区别；适配子层（RS子层）则被用于实现点到点的仿真（P2PE：Point to Point Emulation），用于对EPON内部的逻辑链路标识（LLID）进行处理；数据链路层与物理层通过GMII接口通信；物理编码子层（PCS）则在完成传统PCS子层8B/10B编解码和字节同步的功能之外，新增加了可选的前向纠错（FEC）模块，以进一步提高系统的性能；PMA子层则主要完成串并和并串转换及时钟提取等功能，与普通千兆以太网技术一致；PMD子层则主要完成信号的光电转换，根据EPON自身的特点，要求OLT的光收发模块具有突发接收的能力，而ONU的光收发模块则必须具备突发发送的能力。
EPON关键技术
1EPON介绍1.1 系统结构EPON由光线路终端（OLT）、光合／分路器和光网络单元（ONU）组成，采用树形拓扑结构。
OLT放置在中心局端，分配和控制信道的连接，并有实时监控、管理及维护功能。
ONU放置在用户侧，OLT与ONU之间通过无源光合／分路器连接。
EPON使用波分复用（W DM）技术，同时处理双向信号传输，上、下行信号分别用不同的波长，但在同一根光纤中传送．EPON只在IEEE802．3的以太数据帧格式上做必要的改动，如在以太帧中加入时戳（Time Stamp）、PON－ID等内容．下行采用纯广播的方式，注册后，OLT为已注册的O NU分配PON－ID，由各个ONU监测到达帧的PON－ID，以决定是否接收该帧，如果该帧所含的PON－ID和自己的PON－ID相同，则接收该帧；反之则丢弃。
上行采用时分多址接入（TDMA）技术。
此外EPON还需通过已定义的接口与电信管理网相连，进行配置管理、性能管理、故障管理、安全管理及计费管理，完成操作维护管理（OAM）功能。
虽然APON对实时业务的支持性能优越，但随着多协议标签交换（MPLS）等新的IP 服务质量（QoS）技术的采用，高层协议与EPON MAC协议相配合，EPON已完全可能以相对较低的成本提供足够的QoS保证．加之EPON的价格优势明显，因而被认为是解决“第一英里”电信接入瓶颈，最终实现光纤到家的优秀过渡方案。
随着Internet的迅速普及，网上内容的爆炸性扩充，一个巨大的网络社会已然形成，人们的生活、学习和工作越来越离不开网络。
正如在现实生活中美好生活离不开高速畅捷的交通一样，人们对网络带宽的需求也在不断提高。
毫无疑问，光纤在传输带宽方面具有无与伦比的优势。
经过多年的发展，长途干线光纤通信网络几乎已经铺满全球。
此时，接入网带宽成为整个传输网络的瓶颈，并开始迎接光通信时代的到来。
无源光网络（PON）的概念由来已久，它具有节省光纤资源、对网络协议透明的的特点，在光接入网中扮演着越来越重要的角色。
epon中onu的调制技术
epon中onu的调制技术在EPON（Ethernet Passive Optical Network）中，ONU（Optical Network Unit）扮演着重要的角色，它是终端用户与光纤网络之间的桥梁。
ONU的调制技术是实现光信号与电信号之间的转换，保证数据的传输和接收的关键。
ONU的调制技术主要包括光电转换和电光转换两个方面。
光电转换是将光信号转换成电信号，电光转换则是将电信号转换成光信号。
这两个过程是ONU调制技术中的核心环节。
我们来了解光电转换技术。
光电转换是指将光信号转换成电信号的过程。
ONU的接收端光模块通过光探测器将光信号转换成电流信号。
光探测器是一种半导体器件，根据光线的照射产生电流。
光电转换技术的关键在于选择合适的光探测器，以获得高灵敏度和低噪声的电信号。
常见的光探测器有光电二极管（PD）和光电倍增管（PMT）。
光电二极管基于内部光电效应工作，当光线照射在二极管上时，产生信号电流。
光电倍增管则是将光信号经过光电阴极放大，再通过电子倍增过程产生电流。
这两种光探测器各有优劣，可以根据具体的应用需求进行选择。
接下来，我们来了解电光转换技术。
电光转换是指将电信号转换成光信号的过程。
ONU的发送端光模块通过激光器将电信号转换成光信号。
激光器是一种能够产生相干光的器件，它通过电流的注入激活激光介质，产生激射光。
激光器的关键在于控制电流的注入和调制，以实现高速、稳定的光信号输出。
常见的激光器有Fabry-Perot激光器和DFB（Distributed Feedback）激光器。
Fabry-Perot激光器是利用两个反射镜之间的干涉来产生激射光，其结构简单、成本低廉，适用于一般的ONU应用。
DFB激光器则是利用光纤中的布拉格光栅来实现单模激射光的产生，具有较窄的光谱带宽和较高的频率稳定性，适用于高速、长距离传输的ONU应用。
除了光电转换和电光转换技术，ONU的调制技术还包括调制方式的选择。
EPON_技术讲解
确定物理层和数据链路层的参数和操作，制 定P2P和P2MP光网上的以太接入标准以及相 关的OAM
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MPCP协议与DBA
EPON接入技术
➢ MPCP：针对P2MP拓扑与以太框架相整 合的问题，定义了多点MAC控制 （Multi-point MAC Control）子层，使 ONU就像使用专线一样通过共享链路进 行收发。
➢ 交织轮询式：OLT发送一个ONU的授权与
接收另一个ONU的数据同时进行，两个ONU 的授权与发送时间重叠。需要细致地计算定 时，信道利用率较高
➢ 集中分配式：OLT集中向所有ONU授权，
然后等待收到所有ONU的REPORT后，再次 发送所有ONU的GATE。容易实施DBA分配 原则，定时也相对简单，但引入了一段空闲 时间（DBA延时）
TDM方式的上行通信，性价比最优
EPON接入技术
ONU i
ONU i＋1
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EPON的关键技术
✓ 突发模式的收发 ✓ 自动功率控制 ✓ 同步定时 ✓ 动态测距 ✓ 自动发现和注册 ✓ 安全和认证机制 ✓ 电路级连接仿真技术
EPON接入技术
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EPON的关键技术
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EPON接入技术
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MPCP协议与DBA
EPON接入技术
➢ MPCP的功能包括：
✓ 实现ONU的发现和注册，补偿环路延时
✓ 处理REPORT消息，将带宽请求从ONU传达 给OLT
✓ 处理GATE消息，实现信道时分复用
EPON
浅谈EPON技术及应用随着现代科技的不断发展，人们对通信的要求不断提高。
为了满足人们对宽带增长的要求，实现接入网的高速化、宽带化和智能化，各种接入技术层出不穷，如LAN、数字用户（DSL，Digital Subscriber Line）、电缆调制解调器（CM，Cable Modem）、电力线通信（PLC，Power Line Communication）等，然而被认为最有前途的是光接入技术，无源光网络（PON）具有以维护、高宽带、低成本等优点，是通过单一平台综合接入语音、数据、视频等多种业务的理想平台。
一 EPON的概述无源光网络产生自20世纪80年代以来经过几个发展阶段，起初人们认为将ATM技术与PON技术结合的APON/BPON技术是实现综合接入的理想模式，但由于数据业务爆炸式的增长，ATM技术暴露出效率不高、协议复杂等弱点，因而未能大规模应用。
在这种背景下两个引人关注的PON新标准出台，其中之一是ITU/FSAN负责制定用来代替APON/BPON的GPON标准，另一个是IEEE 802.3ah工作组制定的EPON标准。
2000年12月，在IEEE的赞助下，成立了EFM（以太网第一英里）研究小组，开始了EPON技术的标准化工作。
EPON标准IEEE802.3ah于2004年6月正式公布。
进一步增强EPON 竞争力，IEEE于2006年成立了802.3av工作组开展了10G EPON系统的研究，从而使得带宽能力方面得到了一定程度上的提高，但带宽使用效率上尚无明显改善。
随后，10GEPON标准IEEE802.3av在2009年9月正式颁布。
EPON（Ethernet Passive Optical Network）以太网无源光网络，由IEEE802.3EFM （Ethernet for the First Mile）提出，是PON技术中的一种，它将简单经济的以太网技术与PON的传输结构结合起来，从而实现了再以太网上提供语音、数据、视频等多种业务。