图1:点对点的以太网络路,路边交换机(Curb-Switched)以太网络及EPON间的架构对比
EPON拓朴架构及组成
如图2所示,EPON使用了1:N的分光器,而发展出树状分支结构。
EPON网络包括光线路终端(OpticalLineTerminal,OLT)及光网络单元(OpticalNetworkUnit,ONU)。一般而言,OLT存在于局端电信机房(CentralOffice,CO),多为以太网络交换机或媒体转换器平台,ONU则多置于靠近客户端,如路边、建筑物或用户住处,ONU则提供802.3ahWAN接口及802.3ah客户端接口。
图2:EPON网络系统架构
使用分光器
EPON规划了在单一光纤上作全双工传输,并以点对多点的拓朴架构呈现,用户只看到自己与局端间的传输,而非其它在该拓朴架构的用户。EPON系统使用了分光器(splitter),利用不同的光波长来进行上行串行传输及下行串行传输,其波长如下:
--1490nm下行串行传输
--1310nm上行串行传输
采用多点控制协议MPCP
为了管理点对多点(P2MP)光纤网络,EPON使用多点控制协议(Multi-PointControlProtocol,MPCP)。MPCP执行带宽管理工作,包括带宽的询问、自动发现和排序,它在MAC层实现这些功能,利用了64位的控制信息:
--GATEandREPORT字段用在分配及给予带宽
--REGISTER和REGISTER_REQUEST字段使用在控制自动发现ONU过程
MPCP提供了接通网络资源的最佳化,自动化排序的机制减少了带宽松散的问题,而ONU自动回报带宽需求给OLT的机制用以实现动态带宽分配(DynamicBandwidthAllocation,DBA),光收发器的参数藉由OLT与ONU的交流机制而达到最佳化的目的。
解析OLT和ONU的操作
OLT负责自动发现ONU的过程,其中包含了带宽排序和LogicalLinkIDs(LLID)的指定,利用时间标记字段在下行传输的GATEMAC控制信息,可达到ONU与OLT同步的功能,ONU接收GATE信息并传送REGISTER_REQUEST信息,在预定的时间周期内将其注册到OLT,OLT利用REGISTER信息回复给ONU,用以指明认可ONU的注册。
EPON下行串行传输
EPON网络控制802.3架构的物理层广播,如图3所示,广播帧被LLID在预传时间所摘取,一个64位的GATE信息被送到下行串行传输来分配带宽。
图3:EPON下行传输
EPON上行串行传输
如图4,MPCP利用时槽(timeslot)包含多路802.3帧,利用64位REPORTmessage回报ONU状态至OLT,在这个架构之下,不会有任何冲突及封包碎裂问题。
图4:EPON上行传输