EPON_技术讲解
《EPON技术培训》课件

2
ODN
光分配器(ODN, Optical Distribution Network),传输OLT信号到ONU,同时把 ONU信号返回OLT。
3
ONU
光网络单元(ONU, Optical Netwo rk Unit),是用户的终端设备,链接家庭或企业 计算机网络。
光纤接入网络的优势
1 高速连接
2 稳定可靠
光衰与光功率控制
EPON中的光模块通过控制光衰 来实现信号的调节,保证传输 质量,同时通过光功率控制算 法,实现光模块和ONU之间的 能量互补。
数据帧格式
EPON的数据封装采用GEM协议, 通过PON层协议,实现OLT和 ONU之间的通讯。
ONU 的功能及其实现
1
ONU的认证方式
2
OLT通过单向消息协商,向ONU发出出示
EPON的发展历程
1980年代,由于以太网的快速发展,人们开始思考 如何将以太网技术应用于光纤接入网。
1995年,IEEE发布了第一个EPON标准,SC/PC连接 器成为标准接口。
2004年,IEEE进一步完善了EPON协议,性能大幅 提升,应用范围扩大。
EPON系统的基本构成
1
பைடு நூலகம்
OLT
光线路终端(OLT, Optical Line Terminal),是EPON系统中的核心设备,负责光纤 的光电转换。
EPON技术培训
本次EPON技术培训PPT课件将介绍EPON的发展历程、系统构成、技术原理及 应用场景,让你深入了解这种高速光纤接入网络技术。
什么是EPON技术
定义
EPON,即乙太网(Passive Op tical Netwo rk),是一种基于光纤接入的局域网技术。
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技术浅析及应用

EPON技术浅析及应用前言随着互联网的迅速发展和网络用户的不断增多,传统的以太网技术已经无法满足用户的要求。
为了提高网络带宽和提高数据传输效率,业界推出了一种新型的网络传输技术——EPON。
本文将基于现有资料和个人理解,对EPON技术进行浅析,同时介绍其在实际应用中的表现和优缺点。
EPON技术简介EPON是以太网被动光纤接入技术(Ethernet Passive Optical Network)的简称,是一种基于光纤的网络通信技术。
与传统的以太网不同的是,EPON使用光纤代替传统的铜线作为通信介质,从而提高了数据传输的速率和稳定性。
EPON的核心是OLT(Optical Line Terminal,光线终端设备)和ONU(Optical Network Unit,光网络单元)。
OLT作为EPON的核心设备,负责将业务数据从上行链路(用户到OLT)转到下行链路(OLT 到用户);而ONU则是终端用户的网关设备,负责将数据从光纤传输到用户终端设备。
EPON的数据传输基于点对点和广播的方式。
OLT向ONU发送广播信息,ONU将信息传送给所有终端设备;而所有终端设备发送的信息都是点对点的传输,即只发送给目标设备。
因为光纤的传输速度比传统的铜线要快得多,所以EPON能提供高速稳定的网络连接。
同时,光纤作为通信介质还具有防水、抗干扰等优势,能够更好地适应各种环境。
EPON技术的应用EPON技术在现实中有广泛的应用。
以下是几个具体的应用场景:宽带接入网络由于EPON具有高速稳定的传输特性,因此在宽带接入网络中有着广泛的应用。
多数宽带接入网络现在都采用了EPON技术,这也是EPON得以得到广泛应用的原因之一。
无线网络EPON还可以与无线网络结合使用,以提供更为便捷的网络连接方式。
通过将EPON网络与WiFi网络结合,可以实现覆盖更广、传输更快速的网络。
IPTV随着IPTV的逐渐流行,EPON技术也得到了更多的应用。
《EPON技术基础原理》课件

低成本:EPON技 术采用无源光分路 器,降低了网络建 设和维护成本。
灵活性:EPON技 术支持多种业务, 如语音、数据、视 频等,满足不同用 户的需求。
稳定性:EPON技 术采用光纤传输, 具有高可靠性和稳 定性,适合长距离 传输。
挑战分析
带宽限制:EPON技术在带宽上存 在一定的限制,无法满足高带宽应 用的需求。
EPON技术关键技术
PON协议
PON协议是EPON技术的核心,定义了EPON系统的工作方式和数据传输 机制。
PON协议包括数据链路层、网络层和传输层,实现了EPON系统的数据传 输和控制。
PON协议支持多种业务,如语音、视频和数据等,可以满足不同用户的需 求。
PON协议具有高可靠性、高安全性和低成本等特点,使得EPON技术在宽 带接入领域具有广泛的应用前景。
功能:负责将光信号转换为电信号,实现数据传输 特点:具有高带宽、低延迟、高可靠性等优点 应用:广泛应用于光纤到户(FTTH)、光纤到楼(FTTB)等场景 技术:采用时分复用(TDM)、波分复用(WDM)等技术实现数据传输
ODN(光分配网络)
功能:实现光信号的分配和 传输
组成:由光纤、光分路器、 光缆接头等组成
EPON技术基础原理
汇报人:
单击输入目录标题 EPON技术概述 EPON技术组成 EPON技术关键技术 EPON技术优势和挑战 EPON和特点
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EPON(Ethernet Passive Optical Network)是一种基于以太网的无源 光网络技术
特点:具有高带宽、低损耗、 抗干扰能力强等特点
应用:广泛应用于EPON技 术中,实现光信号的分配和
传输
ONU(光网络单元)
EPON关键技术及实现原理

以32个结点为例
P2P
局端
32/64根光纤 64个收发器
P2P
1/2根光纤
局端 66个收发器
小区交换机
局端
P2MP
1根光纤 33个收发器
分光器
用户 用户 用户
OLT功能模块示意图
ODN 接 口功能
ODN 接 口功能
复用 / 解复用 功能
交换 功能
供电
OAM
千兆以 太接口
千兆以 太接口 TDM 接口
核心 网络
ONU功能模块示意图
业务部分
核心部分
用户端 口功能
用户
交换功能
复用/ 解复用 功能
ODN 接口 功能
用户端 口功能
供电
OAM 公共部分
ODN
FTTx的实现技术
丢弃其他用户的数据
PON技术体制
BPON业务适配复杂,业务提供能力有限,传送速率不高,成本较高,IP业务映射效 率低等原因,已经被舍弃,不宜再采用 ;
EPON技术由IEEE标准化。其核心是在保留传统以太网体系结构基础上定义了一种新 的应用于PON系统的物理层(主要是光接口)规范、一种新的MAC多点控制层协议 (MPCP),以实现在点到多点无源光网络中的以太网帧的时分多址接入、一种运行 维护和管理(OAM)机制。
EPON技术研究-MAC帧结构
传统以太网MAC帧
前导码
7Bytes
帧定界符 DA SA 长度/类型
1Bytes
6Bytes 6Bytes
2Bytes
EPON技术介绍

分离器
WDM
WDM
CATV
1550nm CATV信号
CATV信号 传统电视
局端
用户端
....
PON是天然的广播网络,采用单纤波分复用技术,可以在OLT端将有线电视信号 叠加进PON网络中传输,在用户端再通过分离器分离出来,PON既可以传送数 据也可以传送有线电视信号。
11
PON技术优势小结
Tx
Rx
T1
REPORT T2 …
(T2-T1) ONU Tx Rx T1 T1 … T2
REPORT T2 …
GATE
RTT=(T3-T1)-(T2-T1)=T3-T2
GATE帧中含有“时间戳”字段,ONU用这个“时间戳”刷新本地时间寄 存器。OLT可以通过收到的REPORT帧计算出RTT来进行实验补偿。
OLT产生时间戳消息,用于系 统参考时间 OLT 通过MPCP帧指配带宽 OLT 进行测距操作 OLT 控制ONU注册
ONU通过下行控制帧的时间 戳同步于OLT; ONU等待发现帧(gate) ONU进行发现处理,包括: 测距,指定物理ID和带宽 ONU等待授权,ONU只能在 授权时间发送数据
OLT向ONU确认ONU请求注册成功。
REGISTER_ACK(ONU发出)
ONU向OLT确认ONU注册成功。
23
ONU注册过程
24
EPON测距与时延补偿
EPON上行传输采用TDMA方式,由OLT来决定ONU发送数据的时 间,由于每个ONU距离OLT远近不同会产生时延差异,如果没有有 效的时延补偿机制仍然会造成上行数据传输冲突。
13
EPON的信道复用技术
EPON技术介绍

谢 谢!
四、EPON优劣分析
• 3、服务范围大。EPON作为一种点到多点网络,只需增加 ONU的数量和少量的用户侧光纤即可服务大量用户。 4、采用单纤波分复用技术(下行1490nm,上行 1310nm),仅需一根主干光纤和一个OLT,传输距离可达 20公里。在ONU侧通过光分路器分送给最多256个用户,因 此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力; • EPON的缺点主要表现在: • 1、部份ONU设备是通过交流电供电,如果市电停电将导致 整个ONU接入用户中断。 • 2、通过电话线接入,用户上网速率会受到一定限制,达 不到开通的带宽。
EPON技术介绍
-------运维部网管中心
EPON技术介绍
• • • • 一、什么叫EPON 二、软交换与EPON组网方式及EPON系统构成 三、EPON业务介绍 四、EPON优劣分析
一、什么叫EPON
EPON(Ethernet Passive Optical Network以太无源光网络 是一种新型的光纤接入网技术,它采用点到多点结构、无 源光纤传输,在以太网之上提供多种业务。它在物理层采 用了PON技术,在链路层使用以太网协议,利用PON的拓扑 结构实现了以太网的接入。因此,它综合了PON技术和以 太网技术的优点:低成本;高带宽;扩展性强,灵活快速 的服务重组;与现有以太网的兼容性;方便的管理等等。
EPON系统构成-ODN
• ODN(Opitcal Distribute Networ)(Splitter)称为光分 配网即分光器,是一个连接OLT和ONU的无源设备,它的功 能是分发下行数据并集中上行数据。
三、EPON业务介绍
• 1、能实现老牌固网所有语音业务。 • 2、实现视频通话、网络电视。 • 3、实现宽窄带业务的综合接入。
EPON的关键技术及实现原理

EPON的关键技术及实现原理EPON(Ethernet Passive Optical Network)是一种基于以太网技术的无源光网络,它使用光纤作为传输介质,在光线从中心局传入用户终端的过程中不需要中继节点的参与。
EPON将以太网和光纤接入技术结合,实现了大带宽、高可靠性和低成本的宽带接入。
一、光传输技术光传输技术是EPON中最基础的技术之一,它包括了光纤的选择和光纤传输的参数设计。
在EPON中,一般采用单模光纤进行传输,因为它具有更低的衰减和更高的带宽。
此外,还需要考虑光纤的长度、连接等参数的设计,以实现光信号的高速传输。
二、光分配技术光分配技术是EPON中的关键技术之一,它主要包括了光发送和接收的技术。
EPON使用了一种被称为比例脉冲宽度调制(PON)的技术,它通过在一个周期内改变光脉冲的宽度来传输数字信号。
在EPON中,光发送端使用激光器将数字信号转换为光信号,并通过光纤传输到用户终端,光接收端再将光信号转换为数字信号,实现数据的传输。
三、以太网技术以太网技术是EPON的核心技术之一,EPON使用以太网协议作为数据的传输协议,这使得EPON可以兼容现有的以太网设备和系统。
EPON将以太网帧封装在光信号中进行传输,用户终端上的以太网设备可以直接接入EPON,无需进行额外的协议转换。
四、调度控制技术调度控制技术是EPON中的关键技术之一,它主要用于实现共享信道的调度和管理。
EPON中采用了一种被称为动态带宽分配(DBA)的技术,它可以根据不同的用户需求和网络负载情况动态地分配带宽资源。
DBA技术通过控制ONU(光网络单元)的发送速率和发送时隙来实现带宽的分配,从而提高网络的效率和性能。
EPON的实现原理主要是基于光纤传输和以太网技术的结合。
当用户需要接入宽带网络时,光纤连接到用户终端设备的光接收端口,光信号经过光分配器进入光纤传输中。
同时,用户终端设备上的以太网设备通过以太网接口与EPON网络相连,可以直接发送和接收数据。
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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
~13 ~
03:09:40
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
~9 ~
03:09:40
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
~10 ~
03:09:40
EPON的关键技术
~14 ~
03:09:40
EPON接入技术
~15 ~
03:09:40
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
➢ 定义了5条新的控制消息协助完成新增的 功能:GATE、REPORT、REGISTER_REQ、
~6 ~
03:09:40
EPON接入技术
➢ EPON的系统结构和优势 ➢ EPON的关键技术 ➢ MPCP协议与DBA ➢ DBA的原理和两种基本方式 ➢ 典型DBA算法
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03:09:40
EPON的关键技术
EPON接入技术
通信的特点:共享媒质与P2P方式的结合
~8 ~
03:09:40
EPON的关键技术
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03:09:40
EPON接入技术
集中分配方式的DBA延时
OLT
ONU OLT
DBA 运算
RTT /2
GAT E RTT /2
DBA延时a. 无交织
DBA 运算
DBA 运算
~22 ~
03:09:40
EPON接入技术
DBA的原理和两种基本方式
DBA算法的目标:
✓ 信道利用率高。同样的链路容量, 利用率高就意味着净带宽大,而带 宽是其他指标的基础;
EPON的优点
EPON接入技术
✓ 以太网专为承载IP业务而开发,切合通 信IP化的发展趋势
✓ 高速以太网技术与光纤相结合,以太网 便于升级,使得EPON能够成为最终的 接入网
✓ p802.1p、p802.1Q、SBM等QoS技术支 持语音、视频和数据的高质量传输
✓ 以太产品的普及性和低廉的价格,与其 他设备良好的互通性
REGISTER,REGISTER_ACK。
~16 ~
03:09:40
息 格 式
消
REPORT
EPON接入技术
~17 ~
03:09:40
GATE
EPON接入技术
消 息 格 式
~18 ~
03:09:40
EPON接入技术
➢ EPON的系统结构和优势 ➢ EPON的关键技术 ➢ MPCP协议与DBA ➢ DBA的原理和两种基本方式 ➢ 典型DBA算法
✓ 支持不同业务的QoS ✓ 公平 ✓ 算法可扩展性良好、
复杂度不太高……
~23 ~
03:09:40
EPON接入技术
➢ EPON的系统结构和优势 ➢ EPON的关键技术 ➢ MPCP协议与DBA ➢ DBA的原理和两种基本方式 ➢ 典型DBA算法
~24 ~
03:09:40
典型DBA算法
EPON接入技术
EPON接入技术
✓ 动态带宽分配 Dynamic Bandwidt
• 固定时隙TDMA(静态带宽分配)无 法实行统计复用,效率低
• 需要一种动态分配机制,当ONU待发 送的数据较少时缩短分给它的时隙, 需求大的ONU得到更大的时隙。
~11 ~
03:09:40
EPON接入技术
➢ EPON的系统结构和优势 ➢ EPON的关键技术 ➢ MPCP协议与DBA ➢ DBA的原理和两种基本方式 ➢ 典型DBA算法
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03:09:40
MPCP协议与DBA
Multi-Point Control Protocol
EPON接入技术
➢ Ethernet in the First Mile(EFM)任务组
✓ IPACT ✓ ETRI (cyclic polling based DBA) ✓ Chadi Assi 的算法 ✓ 多阈值报告法 ✓ HPFCT
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03:09:40
EPON接入技术
典型DBA算法——IPACT
Interleaved Polling with Adaptive Cycle Time 第一个DBA算法,交织轮询方式
EPON
——一种宽带接入技术
EPON接入技术
EPON的系统结构和优势 EPON的关键技术 MPCP协议与动态带宽分配(DBA) DBA的原理和两种基本方式 典型DBA算法
~2 ~
03:09:40
EPON的系统结构和优势
EPON接入技术
PON 的特点和优势
✓ 20公里 vs. DSL之5.5公里 ✓ 所需光纤最少
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03:09:40
EPON接入技术
DBA的原理和两种基本方式
DBA:以OLT为中心,根据需求动态分配 时隙
ONU用REPORT消息报告带宽需求,包 括IEEE802.1q定义的8种优先级业务各 自的需求 OLT用GATE消息指派时隙起点和长度
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03:09:40
EPON接入技术
DBA的原理和两种基本方式
✓ 能提供最大的带宽,光纤到户是接入 网的最终目标
✓ 无源设备不需繁复的维护工作,甚至 可以埋设在地下
✓ 便于升级到更高的数据率或增加波段
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03:09:40
PON接入的结构
EPON接入技术
树型 总线型
环型
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03:09:40
EPON
EPON接入技术
——以太技术与PON的结合
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03:09:40