EPON系统MAC协议设计与实现
EPON系统中MAC算法的仿真设计
EPON系统中MAC算法的仿真设计张跃进【摘要】By analysis MAC protocols and algorithms of EPON system based on mathematical modeling and simulation, proposed bandwidth allocation algorithm based on the OLT. The algorithm can make full use of EPON bandwidth resources,in EPON MAC layer is designed to provide a reference.%在分析EPON系统中MAC协议和算法的基础上进行了数学建模及仿真实验,提出了基于OLT的带宽分配算法.该算法可充分使用EPON的带宽资源,为在EPON的MAC层设计上提供了参考.【期刊名称】《光通信技术》【年(卷),期】2011(035)010【总页数】3页(P16-18)【关键词】EPON;MAC协议;带宽分配;算法【作者】张跃进【作者单位】华东交通大学信息工程学院,南昌330013【正文语种】中文【中图分类】TN929.110 引言EPON系统具有一点对多点的网络拓扑结构，在EPON媒体接入控制（MAC）层，上行链路通信采用时分复用的方式避免不同用户数据的冲突，因此，有效的上行链路带宽分配算法决定了整个网络的性能。
如何在802.3ah的基础上对EPON MAC 层算法进行优化，设计出高带宽利用率，低端到端延迟和延迟抖动，支持业务QoS，公平分配带宽，实时性强，可移植性强的上行链路带宽分配算法，成为决定下一代宽带接入网性能的关键[1]。
IEEE正式提出的EPON802.3ah标准对EPON MAC层定义了多点控制协议（MPCP），却没有进一步对具体的算法进行规定，因此EPON的MAC层算法优化研究成为目前宽带接入技术最有意义的研究热点之一。
GPON的MAC协议设计
GPON 的MAC 协议设计张 涛,李 玲(北京邮电大学电信工程学院光通信中心,北京 100876)摘要:参照IT U 2T 建议草案:吉比特无源光网络传输汇聚层规范(G.G PON.gtc ),提出了一种支持分组业务接入的媒质接入控制(M AC )协议.通过仿真建模对该协议的性能进行了分析.关键词:无源光网络;媒质接入控制;动态带宽分配中图分类号:T N915.6 文献标识码:A 文章编号:1005-8788(2004)05-0023-04Design of GPON ’s medium access control protocolZHANG T ao ,LI Ling(Center of Optical T elecom.,School of T elecommunication Engineering ,Beijing University of P osts &T elecom.,Beijing 100876,China )Abstract :Ass ociated with IT U 2T Draft Recommendation G.G PON.gtc about G igabit 2capable Passive Optical Netw orks (G PON ):T ransmission C onvergence Layer S pecification ,a medium access control (M AC )controller that support the transmission of packet 2oriented traffic to suite e 2merging PONs at G igabit rates is presented in this paper.The characteristics are analyzed through system simulation.K ey w ords :passive optical netw ork (PON );medium access control ;DBA 吉比特无源光网络(G PON )标准的提出和制订,标志着我们向全光网又迈进了一步.通过G PON 系统,既可以传输AT M 信元,也可以传输基于分组的信元流.G PON 致力于提供更高的数据传输效率和业务等级(Q oS ),而这些都是有效支持多媒体业务所必须的.G.G PON.gtc [1]汇聚层的基本要求,与媒质接入控制(MAC )协议最相关的部分是该建议明确了信息流的帧格式、开销字节的安排以及物理层维护信元的分配.但是,对于MAC 协议中最关键的带宽分配方法没有做出规定,仅指明需要进一步研究.因此,本文对MAC 协议带宽分配算法的研究具有现实意义.本文根据建议要求提出了一种动态分配带宽的MAC 协议.1 MAC 协议描述在分组网络中,由于各种业务对业务质量的要求不尽相同,有的业务类型对时延很敏感(如话音),有的则只对信元丢失率敏感(如FTP 、e 2mail ),若将不同类型的业务不加区别地对待,会导致Q oS 的恶化,甚至会造成信元丢失.尽管可以按峰值速率为业务静态分配带宽,但这样整个系统带宽很快就被耗尽,带宽利用率很低.因而需要动态地分配带宽,合理调度网络资源,提高系统的带宽利用率,满足各种业务等级的Q oS ,避免网络拥塞,并在拥塞发生时能够保证高优先级业务的Q oS.IT U 2T 已经为基于AT M 技术的无源光网络(APON )系统规范了4类不同的业务等级[2].G PON系统中,对分组业务同样也划分为4类业务等级,分别为A 、B 、C 和D 类业务,限于篇幅,本文不再赘述业务等级分类的定义.本文设计的G PON 系统的MAC 协议是全局调度器.MAC 协议应该了解系统的负荷情况、各信元流的业务等级、分组所属的信元流以及信元流的瞬时特性等信息,否则就不能正确地工作,就有可能出现一个光网络单元(ONU )的T CP 业务分组与另一个ONU 的实时业务分组竞争带宽的情况.因此,要求MAC 能为所有ONUs 中高优先级队列的分组提供优先权.根据对不同优先级业务提供不同Q oS 的原则,本文采取将业务队列在网络边缘分类的方法,即在ONUs 侧,将有相同Q oS 要求的业务组成一个队列,每个等级的业务队列缓存在一个队列缓存器中,按照先进先出的原则输出队列,对不同类型的业务队列采用不同的带宽分配机制.因此,在ONUs 侧,每个ONU 需要设置4个队列缓存器.缓存器的填充状况反映了业务的瞬时特性,这个信息通过上行帧的特定信息字节发送到MAC 控制器,这样MAC 控制器就可以了解整个系统的负荷情况.ONUs 内的控制和分配机制必须与全局的控制收稿日期:2004202221作者简介:张涛(1971-),男,辽宁本溪人,博士,主要从事宽带光纤接入网的研究.2004年 第5期(总第125期) 光通信研究ST UDY ON OPTICA L COM M UNICATIONS 2004(Sum.N o.125)和分配机制结合,因为本文设计MAC 协议的目的不是针对单个ONU 的高优先级分组,而是为所有ONUs 的高优先级分组提供优先权.与APON 不同[3],G PON 采用的是通用成帧规程(G FP ),其信元流的大小是任意的,所以APON 中MAC 协议所采用的微时隙方法已经不再适用[4],需要设计新的MAC 协议.本文在描述所设计的MAC 协议之前,先对G PON 的MAC 协议的上行传输帧结构进行简单介绍,上行帧长125μs ,其结构如图1所示.图1 MAC 协议的上行传输结构在图1所示帧结构中,P LOu 、P LOAMu 、P LSu 和PC Bu 分别为上行帧开销.DBA 的长度为12比特,ONUs 利用DBA 将其队列缓存器中的队列信息向光线路终端(O LT )报告,以申请带宽资源.G.G PON.gtc 中未对DBA 的格式和内容进行定义.本文将DBA 分成两个部分:2个比特的Frag 和10比特的BWRF (带宽请求区),Frag 表示ONUs 侧队列缓存器中业务队列的等级,其中,00表示队列中缓存的是A 类业务,优先级为1;01表示队列中缓存的是B 类业务,优先级为2;10表示队列中缓存的是C 类业务,优先级为3;11表示队列中缓存的是D 类业务,优先级为4.BWRF 长10比特,表示队列缓存器中业务队列的长度,ONUs 可以每帧向O LT 报告0～1024个信元或以53字节为单位的业务流的等待情况.O LT 根据ONUs 报告的队列的业务等级以及系统的资源为ONUs 分配带宽.具体的分配过程本文在后面介绍.PC Bu 的最后一个字节的前4个比特作为健壮控制区(3个置位比特)和预留区(1比特预留),用于增加G PON 系统的健壮性和可升级性,最后4个比特用于CRC 校验,完成对请求信息的保护.设G PON 系统可以管理的ONUs 的个数为N (最大为128),本文设计的位于O LT 的MAC 协议算法模型如图2所示.图2 MAC 协议算法模型协议算法描述如下:(1)各ONUs 中,4个等级业务队列分别为A 、B 、C 和D 类业务;(2)根据各队列业务对实时性要求的高低确定各队列轮询的顺序为A →B →C →D ;(3)以帧为基本时间统计单位,将ONUs 各队列的长度(带宽需求)转换为字节数或以53个字节为单位的信元数,构成带宽需求矩阵R ,其中R i ,j (1≤i ≤N ,1≤j ≤4)表示ONU i 中第j 个队列累计的带宽需求,如图2所示.(4)每个队列的发送授权固定为W j (1≤j ≤4),其中,∑4j =1Wj=100;(5)以帧为基本时间统计单位,将系统中总的可分配带宽转换为字节数或以53字节为单位的信元数M ,将可分配给ONU i 的带宽转换为字节数或以53字节为单位的信元数M i ,M i =(∑4j =1Ri ,j /∑Ni =1∑4j =1Ri ,j )M ;将可为ONU i 的各个队列分配的带宽转换为字节数或以53字节为单位的信元数M i ,j ,M i ,j =(W j /∑4j =1W j)M i;将ONUi的每个等级业务队列的授权带宽转换为字节数或以53字节为单位的信元数G i ,j ,构成带宽分配矩阵,其中,G i ,j =min (R i ,j ,M i ,j ),(1≤i ≤N ,1≤j ≤4);(6)对带宽需求矩阵R 进行更新.按照上述算法和原则为ONUs 分配带宽.2 MAC 协议的性能分析2.1 MAC 协议的CT D 和C DV 特性评估MAC 协议的主要指标是信元传输时延(CT D )和信元时延变化(C DV ).CT D 是指信元从T 接口进入接入网到信元到达V 接口的时间差.根据IT U 2T G.982建议,CT D光通信研究 2004年 第5期 总第125期应该<1.5ms,这个值主要考虑的是话音业务.在本文讨论的系统中,传输时延的产生主要有如下几个原因:(1)信元从T接口进入到ONUs发出上行排队信息,最大时延为一帧时间(125μs).(2)G PON系统中,ONUs与O LT间的最大逻辑距离可为60km,在最远情况下传输时延约为300μs.这部分引入的时延包括上行请求的传输时延、下行准许的传输时延和上行信元的传输时延,所以总的传输时延为900μs.(3)O LT处产生时延的根源有4种:O LT的突发模式接收机处理时间(光/电和电/光变换等);ONUs 请求信息的缓存时延;准许分配时延以及等待下行P LOAM被发送时延等.根据G.983建议,可以计算出上行请求在O LT处转化为准许并在下行帧发出来的时间约为125μs.(4)我们知道,ONU的信号处理电路的固有时延不会大于50μs.综上所述,在最长距离条件下,CT D大约为1.2ms,符合IT U2T的要求.根据IT U2T的I.356建议,信元的时延变化体现了接入网对流过它的业务流的整形程度,一般只讨论一点C DV为正值的情况,意味着信元流的峰值速率提高,对业务质量和后续网络的影响较大.参照G.731,C DV的最大值为250μs.产生C DV的主要原因有:MAC控制信息出错、上报排队信息的分辨率(每125μs统计一次)、统计复用和暂时超载等.本文提出的MAC协议上报的是ONUs信元到达的分段统计结果,C DV在100μs左右,满足G.731规定的C DV最大值为250μs的要求.2.2 MAC协议的性能仿真前面分析过,接入G PON系统的业务等级可分成4类.由于这4类业务的特性不同,因此,在进行MAT LAB仿真时,对这4类业务采用了不同的信元流产生模型,即采用了不同的随机分布函数.仿真时利用MAT LAB构造矩阵的能力产生相应的符合各类业务特性的数据流,以“1”代表对应位置上有信元,“0”代表无信元.对于A类业务,相邻两个非空信元到达时刻的间隔为一个常数,业务流的速率是模型的唯一参数.对于后3类业务,业务流的峰值速率、平均速率和信元平均突发长度这3个参数决定了业务流的特性,这几种业务按照一个在ON和OFF两种状态之间交替的马尔科夫链产生信元.为了考察MAC的性能,给出若干种不同类型和流量的业务相组合的信源模型,在承载不同业务和流量情况下,考察经MAC协议控制的接入G PON系统信元的CT D和C DV,从而能够判断MAC性能的优劣.本文采用的信源流的类型和业务组合种类如表1和表2所示.表1 信源参数信源名称信源类型峰值比特率Mbit/s平均比特率Mbit/s平均突发长度cell发送授权A1A0.0640.064-80A2A22-80A3A1010-80A4A3434-80B1B1011010B2B50510010 C1C5055007D1D100.1103D2D100.11003表2 业务组合种类组合方案信源组成信源个数/ONU ONU个数S1A18030S2A21015S3A373S4B1203S5B11010S6组合业务103A213A3+33B123A3+33D1544 S7组合业务13A423A3+33C123A3+33D2135 用MAT LAB语言对MAC协议进行仿真,图3(a)～(c)是信元时延变化的仿真结果.在仿真结果中未加入信元传输的固定时延,所以有负值存在.图3 (a)是不同速率的A类业务在不同负载率情况下的时延分布曲线,最大时延不超过200μs;图3(b)是B 类业务在不同负载率下的时延分布情况,由于这种业务具有突发性,由暂时过载引起的信元传输时延对S5来说最大值超过了500μs;图3(c)是在混和业务种类下信元时延的分布情况.不难看出,虽然有B、C和D类等具有突发性业务的存在,系统仍具有较好的时延特性,最大时延不超过450μs.图3(d)是混和业务种类下一点C DV的仿真结果,可以看出,在混和业务的情况下,G PON系统具有较小的C DV.张 涛等: G PON的M AC协议设计图3 信元传输时延(CT D )和信元时延变化(C DV )3 结束语随着接入系统的信元的突发性越来越强,设计一个可以动态配置的带宽控制器是非常必要的.本文依据IT U 2T 的建议,提出了适合G PON 系统的MAC 协议,并通过建模仿真分析了协议的性能.仿真的结果符合IT U 2T 建议要求.参考文献:[1] IT U 2T Draft Recommendation G.G PON.gtc 22003,G igabit 2capable passive optical netw orks (G PON ):T ransmission con 2vergence layer specification [S].[2] IT U 2T Recommendation G.983.422001,A broadband opticalaccess system with increased service capability using dynamic bandwidth assignment [S].[3] IT U 2T Recommendation G.983.121998,Broadband opticalaccess systems based on passive optical netw orks (PON )[S].[4] Angelopoulos J D ,Venieris I S ,Protonotarios E N.A trans 2parent M AC method for bandwidth sharing and C DV control at the AT M layer of passive optical netw orks [J ].Lightwave T echnol.,1996,14(12):262522628.欢迎订阅刊登广告光通信研究 2004年 第5期 总第125期。
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。
基于EPON技术的电力通信系统设计与实现
基于EPON技术的电力通信系统设计与实现邢晓溪;吴雁南【期刊名称】《信息技术》【年(卷),期】2017(000)003【摘要】Distribution network communication system is an important part of the power system,in order to improve the accuracy of data transmission,using EPON technology to achieve the structure of the distribution network communication system.On the basis of the construction purpose and principle of the distribution network communication system,the design of distribution network communication system is carried out based on the main technical principles of EPON technology.In order to meet the single point and anti multi point of failure,the system is designed mainly by using of hand in hand network protection structure,followed by using chain network structure.In this paper,the network planning and construction of two 110kV substation is carried out.Analyzing and calculating the optical power of the system,the results show that the test results meet the design and use requirements,the system has a strong practice.%配电网通信系统是电力系统的重要组成部分,为了提高数据传输的精准性,使用EPON技术实现了配电网通信系统的架构组成.在给出配电网通信系统建设目的及建设原则的基础上,结合EPON技术的主要技术原则,进行了配电网通信系统设计.为了满足单点及抗多点失效,该系统采用手拉手网络保护结构为主,链型网络结构为辅的设计方案,在两座110kV变电站进行了网络规划建设,针对系统光功率进行分析测算,结果表明,测试结果符合设计及使用要求,该系统具备较强的实用性.【总页数】4页(P110-112,116)【作者】邢晓溪;吴雁南【作者单位】国网北京市电力公司物资分公司,北京100054;国网北京市电力公司,北京100031【正文语种】中文【中图分类】TN91【相关文献】1.基于EPON技术的职业院校网络性能管理系统的设计与实现 [J], 张国柱2.基于EPON技术的电力通信系统设计研究 [J], 黄晓尧;楼其民;田京;毛丽荣3.采用EPON技术的HFC网改造设计与实现 [J], 黄金钢4.采用EPON技术的HFC网改造设计与实现 [J], 黄金钢;5.基于物联网的电力通信系统传输数据感知分配研究 [J], 张华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
EPON在智能变电站中的实现
学生姓名：CCC 学号：&&&&&&&&&&&&& 专业：信号与信息处理
1，EPON原理介绍
1.1 PON原理介绍： 无源光钎网络简称PON，是一种点到多点
结构的无源光网络。如图1所示，由安装于中心 的控制站OLT（光线路终端）、配套安装于用户 场所的ONU（光网络单元），以及ODN（光分 配网络）等组成。网络中不含有任何电子器件及 电子电源，ODN全部由光分路器等无源器件组 成。
2．2 智能变电站 EPON 架构
在智能电网的建设中，用电领域已成功使用EPON 技术，采用光纤复合低压电缆配合EPON技术承载信息 采集、智能用电EPON 技术网络架构。
EPON是针对通信行业应用开发的产品，在电力行业应 用时需针对应用环境和需求进行优化。基于EPON 的智 能变电站建设包含了诸多功能及相应的技术和设备，由 于智能变电站不采用传统电缆传输模拟量及开入量，而 采用数字化方式传输报文，所以在站内会采用全光缆配 置，而非光纤复合电缆。
EPON系统在一根纤芯上传送上下行两个波段。下行 方向OLT到ONU）为广播方式，所有ONU都能收到OLT 发送的相同的数据，通过 LLID（ 逻辑链路标记）来区 分不同的业务，过滤接收属于自己的数据；上行方向 （ ONU 到 OLT），通过 TDMA（ 时分复用）的方式传 输数据，一个 ONU 发送的信号只会到达 OLT，而不会 直接到达其它 ONU； 每个 ONU 会收到 OLT 发给的授 权消息，按 OLT 告知的时间点发送指定的报文数量，避 免了数据冲突并提高网络利用效率。
国家电网公司已颁布了相应的的EPON 标准，要满足智能变电站中的各种应 用，EPON 的具体技术要求包括如下部分：
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。
EPON技术及应用设想
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ＩＸ ｅ ｉ ｎ ｅ Ｅ Ｄ ｒ ｅ ｃ Ｅ
Ｐ ｆ ＯＮ 无源光网络 ｝在 解决术
纤双向传辖 所 示 下ｆ
经济的．面向未来 多业 务的用户接人技术 作为光纤接
八领域最引人注 目的技术 务和阿结发展 趋势 只有适台末端光 纤接＾的业 才能有 机会取 得真正的 商业成功
采用 ８ １Ｂ线路编码和标准 Ｂ／ ０
远近通过分光器级联接人 接＾速率 １ ／ 一 １ ／ 可调 Ｍｂ ｓ Ｇｂｓ 无 源分光器 为光学器件
的上下行 对称 Ｉ ｂｓ数据速率 ｆ 路速率为 Ｉ ５ Ｇ ／Ｊ ／ Ｇ 线 ｂｓ 。 ２
多点 ＭＡＣ控制协议 ｃ ＣＰ ＭＰ ）的功能是 支 在一个点 到多点的 Ｅ ＯＮ系统 中实现点到点 的仿真 Ｐ
端 口 没 有收到报 文则认为环网处 于故障状态 ，进 而打
开 从端口 使其正常转发。
（ ２）丹 置 网 采 用 Ｅ ＯＮ 拉 术 Ｐ 冈实例。 圈 ５为 Ｅ Ｏ 应 用 组 ＰＮ
好的 Ｑ Ｓ保证 和组播业务支持 能力 ｏ 接八网的重要备选技 术之一。
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因为Ｐ Ｎ作 为一 种点对多点的技木方案和产品．只有越 Ｏ
接近用户
才能更充分地发挥其独特的优势
Ｅ ＯＮ系统的协议参考模型如圈 Ｉ所示。ＥＰ Ｐ ＯＮ系统
的协议参考 模型在物理层
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总部 出发利用至 当地变电站光 缆线路再延伸 敷设至每个
城郊供 电所 局端的 ＯＬ Ｔ设备对多个 方向的光链路实现 远程教 育及各种信 千兆 光口汇聚 ．提 供诸如视频会 议 息业务系统的接＾
EPON介绍(2-MPCP协议)
MPCP协议详细介绍1MPCP帧结构MPCP定义了5种消息，称之为MPCP DATA UNITs，GA TE、REPORT、REGISTER_RQ、REGISTER、REGISTER_ACK，他们用于OLT和ONU之间的信息交换。
所有的MPCPDU为64字节的MAC控制帧，包括以下域：1、DA（目的地址），6个字节域，所有的MPCPDU都使用一个共同的多播MAC目的地址，其值为：01-80-C2-00-00-01，但是REGISTER报文除外，其使用ONU的实际MAC地址。
2、SA（源地址），在OLT中，对应一个GMII接口有多个MAC实例，因此不同的MAC发出的数据都必须携带其对应的SA。
3、类型域值为88084、Opcode区分MAC控制帧类型。
0001为PAUSE帧，0002为GATE帧，0003为REPORT帧，0004为REGISTER_REQ帧，0005为REGISTER帧，0006为REGISTER_ACK 帧。
5、TIMESTAMP，时标；用于同步OLT与ONU的MPCP CLOCK，其参考点为DA的首字节。
6、Opcode-specific field：用于传输特定的MPCP功能，不用的时候置0；7、FCS，CRC321.1 REPORT帧REPORT帧是ONU用来向OLT上报本地队列状态的。
1.1.1Queue #n report这个域的内容表示的不是实际的队列字节长度，其为传送这些字节需要的时间，这个时间还要考虑上前导码、帧间隔、FEC检验域等时间。
1.1.2Report bitmapQueue有效指示，相应位为1则表示此QUEUE域值有效，否则无效。
总共对应8个队列。
1.1.3Number of Queue Sets由于OLT分配给ONU的时隙不会正好等于ONU中的数据队列的发送时间，因此在时隙边界有可能会浪费部分的带宽（不能传送被切断的以太网帧），所以802.3ah工作组进入了多个queue sets，每个queue set都表示从队列开始的队列指示，但是分别指示了不同的长度，如果OLT分配的时隙中无法发送整个队列的话，则可以选择其中一种queue set来作为给ONU分配时隙的依据。
EPON中ONU固件设计与实现
模块 的功 能。 Ｏ Ｕ 固件 ， Ｎ 就是 固化 在 Ｏ Ｕ主 芯 片 Ｎ
中的程序 ， 程 序 能够 初 始 化 硬 件 ， 且 供 上 层 应 该 并 用程 序调 用 Ｏ Ｕ的功 能模块 。 Ｎ
Ｄ ：０ ３ ６ ／ ． ｓ ．０ １３ ２ ．０ ０ ０ ． ２ ＯＩ １ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ －８ ４ ２ １ ．６ ０ ２ ｓ
Ｅ Ｏ 中 Ｏ Ｕ 固件设计 与实现 Ｐ Ｎ Ｎ
肖 义 黄 俊
（ 庆邮 电大学 信号 处理与 片上 系统实 验室 重 重庆 ４ ０ ６ ） ０ ０ ５
２ １ 设计 思想 ．
１ ｏＮＵ 功 能简 介
Ｅ Ｏ 系 统 有 光 网 络 单 元 Ｏ Ｕ、 线 路 终 端 ＰＮ Ｎ 光 Ｏ Ｔ及光 配 线 器 组 成 。Ｏ Ｕ 位 于 用 户 侧 ， 在 住 Ｌ Ｎ 放
户 、 业或 ＭＤ ／ Ｕ（ 用 户／ 户 单 元 ） ， 企 Ｕ ＭＴ 多 租 处 提供 客户端 语音 、 数据 和视频接 口以及 第二 层交 换功 能。 Ｏ Ｕ提 供 通往 Ｏ Ｎ 的光 接 口， 于 实 现 Ｐ Ｎ Ｎ Ｄ 用 Ｏ
１ 选 择接 收 Ｏ Ｔ发送 的广 播数据 ； ） Ｌ ２ 响应 Ｏ Ｔ发 出 的注册和 测距命 令 ； ） Ｌ
佳接 人方式 之一 。Ｅ Ｏ Ｐ Ｎ是 一种 单 点 到多 点 的拓 扑 结构 的光接 入 网技 术 ， 用无 源 光 器 件连 接 局 端 和 采
３ 对用 户 的以太 网数据进 行缓 存 ， Ｏ Ｔ报 告 ） 向 Ｌ
的用 户 接人 。根 据 Ｏ Ｕ放 置 位 置 的 不 同 ， Ｏ Ｎ Ｐ Ｎ可