EPON原理及相关协议介绍

EPON基本原理EPON宽带接入技术探讨一、EPON简介EPON（Ethernet Passive Optical Network）是PON技术中最新的一种，由IEEE802.3 EFM （Ethernet for the First Mile）提出。

EPON是一种采用点到多点网络结构、无源光纤传输方式、基于高速以太网平台和TDM时分MAC（Media Access Control）媒体访问控制方式、提供多种综合业务的宽带接入技术。

EPON在标准方面处于正在完善阶段。

IEEE 802.3ah工作小组从2000年11月就开始进行EPON的标准化工作。

大约有70个公司加入了这个工作小组，包括Cisco、Nortel、Worldcom、SBC、Verizon、Salira、Broadcom、Agere、Intel、BroadLight、Alcatel等。

估计需要8个月的时间才能有EPON的第一版标准出现。

在PON家族中还有一位早期的成员APON（ATM Passive Optical Network）。

在1995年ATM技术的全盛时期，ITU（the International Telecommunications Union）和FSAN（Full Service Access Network）联盟采纳了A TM标准，把它作为在PON之的第二层的帧封装标准，能为商业用户、家庭用户提供包括IP数据、视频、音频等综合业务，形成了APON的标准（文档号ITU-T Rec G.983）。

但是APON存在着一系列的问题，比如带宽有限、带宽损失大、数据包开销大、协议转换麻烦、技术复杂、设备昂贵、多厂家互操作性差等。

随着以太网技术的异军突起，APON技术一直没有得到大规模应用。

EPON是一种结合了Ethernet和PON的宽带接入技术。

众所周知，Ethernet简单易用，安装方便，运用广泛，但是一直也存在一些问题，特别是在大规模使用时这些问题更加明显。

EPON组播原理及应用一、组播原理1、组播定义大家都知道单播、组播、广播是计算机网络上三种基本的通信方式。

单播是相互感兴趣的主机双方进行通信的方式,主机不能接收对其不感兴趣的其它主机发送的信息,属于点对点通信。

广播是主机向子网内所有主机发送信息,子网内所有主机都能收到来自某台主机的广播信息,属于点对所有点的通信。

组播则介于两者之间,是主机向一组主机发送信息,存在于某个组的所有主机都可以接收到信息,属于点对多点通信。

从这个意义上讲,广播可以认为是组范围最大化的组播。

当然,二者还是存在显著区别的:首先,广播被限制在子网内,不会被路由器转发。

其次,主机被默认为是接收者,而组播方式则需要主机主动加入。

(如下图所示:)2 、组播的特点组播是一种点到多点的技术,解决点到多点的通信,可以通过单播和组播方式实现。

单播可以通过建立多个点对点的连接来达到点对多点的传输。

这种方式将在源点(服务器)与各个接收点建立连接,从服务器开始,就将有多份数据流分别流向分散的接收点。

这种方式将加重服务器的负荷,增大对服务器性能的要求;同时还在网络中造成大流量,从而增加网络的负载,导致网络拥塞。

组播则不然,发送方仅发一份数据包,此后数据包只是在需要复制分发的地方才会被复制分发,每一网段中都将保持只有一份数据流。

这样就可以减轻服务器的负担,节省网络带宽。

总之组播技术有效地解决了单点发送多点接收、多点发送多点接收的问题,实现了IP网络中点到多点的高效数据传送,能够有效地节约网络带宽、减轻服务器及网络的负载。

因此具有增强效率,优化性能,分布式应用等优点。

(单播和组播的区别如下图)3、组播的应用组播最早的应用是音频/视频会议。

但音频/视频会议只是众多IP组播应用之一。

除此之外,还包括数据分发,实时数据组播,以及游戏和仿真应用等。

目前特别是视频业务电信级的视频业务(IPTV)都是基于组播实现的。

4、组播的体系结构组播协议分为主机-路由器之间的组成员关系协议和路由器-路由器之间的组播路由协议。

EPON技术1.E PON产生背景PON指在光线路终端(opticallinetermination,OLT)和光网络单元(opticalnetworkunit,ONU)之间的光分配网(opticaldistributionnetwork,ODN)没有任何有源电子设备.主要采用光无源器件进行连接和交换.它是一种点到多点的光纤传输和接入技术,下行一般采用广播方式,上行一般采用时分多址方式,可以灵活地组成树型、星型和总线型等拓朴结构,在光分支点不需要节点设备,只需要安装一个简单的光分支器即可.具有节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快和综合建网成本低等优点.以PON技术为依托,根据在数据链路层所采用的不同技术,PON又可分为:基于SONET的SPON;基于ATM的APON;基于Ethernet的EPON.其中E2PON技术最为人们所看好.EPON的概念于2000年底提出.IEEE在2000年底成立了EFM工作组,试图引入一种新的接入技术标准-EthernetPON,它的提出主要是人们对接入网低价格和高带宽的追求,而EPON技术恰恰可以满足这方面的要求.因为它不仅可以提供1G的带宽,且不需使用像ATM交换机那样昂贵的设备,还可与以太网兼容.随着QOS技术如多协议标签交换(MPLS)技术的出炉,它能较好的满足传输实时性数据的要求.因此,EPON技术被认为是目前解决接入网“瓶颈”的较佳方案.2.E PON简介和基本原理EPON简单的说，就是无源光网络。

以太网无源光网络（EthernetPassiveOpticalNetwork，EPON）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的工作原理
Epon（Ethernet Passive Optical Network）是一种基于光纤传输
的以太网被动光纤网络，其工作原理如下：
1. OLT（Optical Line Terminal）：OLT是Epon中的上级设备，负责管理整个光网络。

它将发送的数据分配给光纤链路中的各个ONU（Optical Network Unit）。

2. ONU（Optical Network Unit）：ONU是Epon中的末端设备，相当于用户侧的网络终端。

它连接到光纤链路，并接收OLT
发送过来的数据。

3. 光纤链路：光纤传输是Epon的核心。

光纤链路将光信号从OLT传输到ONU，同时将ONU发送过来的数据反向传输到OLT。

4. 光分复用：Epon使用TDMA（Time Division Multiple Access）技术进行光信号传输的分复用。

在一个光纤链路中，
可以同时传输多个ONU的数据，通过时间分割的方式，每个ONU在不同的时间片发送和接收数据，实现多路访问。

5. 光功率平衡：Epon中的光信号在传输过程中，会遇到衰减
和光衰等影响。

因此，需要调整信号的光功率，使其在整个链路上保持平衡和稳定。

6. 帧格式：Epon中的数据传输采用以太网帧格式，和传统以
太网一样，使用MAC（Media Access Control）地址进行数据
的发送和接收。

7. 安全性：Epon可以采用各种加密和安全措施，保护数据的安全性，防止数据被非法窃取或篡改。

通过以上工作原理，Epon可以实现高带宽、长距离传输和多路访问的特性，广泛应用于光纤接入网络、宽带接入等领域。

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技术工作原理及应用1。

1 PON技术发展光纤接入从技术上可分为两大类：有源光网络（AON，Active Optical Network)和无源光网络（PON，Passive Optical Network)。

１９８３年，ＢＴ实验室首先发明了ＰＯＮ技术；PON 是一种纯介质网络，由于消除了局端与客户端之间的有源设备，它能避免外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少线路和外部设备的故障率，提高系统可靠性，同时可节省维护成本，是电信维护部门长期期待的技术。

PON的业务透明性较好，原则上可适用于任何制式和速率的信号。

目前基于PON的实用技术主要有APON/BPON、GPON、EPON/GEPON等几种，其主要差异在于采用了不同的二层技术。

图1 PON的两个主要标准体系APON是上世纪90年代中期就被ITU和全业务接入网论坛（FSAN）标准化的PON技术,FSAN在2001年底又将APON更名为BPON，APON的最高速率为622Mbps，二层采用的是ATM封装和传送技术，因此存在带宽不足、技术复杂、价格高、承载IP业务效率低等问题，未能取得市场上的成功.为更好适应IP业务，第一英里以太网联盟（EFMA）在2001年初提出了在二层用以太网取代ATM的EPON技术，IEEE 802.3ah工作小组对其进行了标准化，EPON可以支持1.25Gbps 对称速率，随着光器件的进一步成熟，将来速率还能升级到10Gbps。

由于其将以太网技术与PON技术完美结合,因此成为了非常适合IP业务的宽带接入技术。

对于Gbps速率的EPON 系统也常被称为GEPON。

100M的EPON与1G的EPON的不同在速率上的差异，在其中所包含的原理和技术,是一致的，目前业界主要推广的是GEPON,百兆位的EPON也有不多的一些应用。

在后面文档中提到的EPON,如果没有特别说明，都是指千兆位的GEPON. EPON是几种最佳的技术和网络结构的结合。

epon的概念EPON的概念EPON，全称为以太网无源光网络（Ethernet Passive Optical Network），是一种基于以太网技术的被动光纤接入网络。

它是一种高速、低成本、易部署的解决方案，可用于覆盖大面积的住宅区和企业园区等。

一、EPON的工作原理1.1 OLT（Optical Line Terminal）OLT是EPON系统中最重要的设备之一，负责将数据从上层网络传输到下层网络。

OLT通常安装在数据中心或交换机房内，通过光纤与ODN（Optical Distribution Network）连接。

1.2 ONU（Optical Network Unit）ONU是EPON系统中的用户侧设备，也称为ONT（Optical Network Terminal）。

它负责将光信号转换为电信号，并将数据传输到用户终端设备上。

1.3 ODN（Optical Distribution Network）ODN是EPON系统中连接OLT和ONU之间的光纤网络。

它包括主干光缆、分配光缆和接入点等组成部分。

二、EPON的优势2.1 高速率由于使用了光纤作为传输介质，EPON具有非常高的带宽和传输速率。

其理论带宽可达到10Gbps。

2.2 节约成本相比于传统的基于铜线的接入网络，EPON的部署和维护成本更低。

由于使用光纤作为传输介质，不需要进行大规模的电缆敷设，同时也不需要在用户侧安装调制解调器等设备。

2.3 易部署EPON系统可以很容易地与现有的以太网网络集成。

由于其采用了标准化的以太网协议，因此可以与其他网络设备无缝连接。

2.4 灵活性EPON系统具有很高的灵活性和可扩展性。

它可以根据用户需求进行灵活配置，例如增加或减少用户数量、增加带宽等。

三、EPON的应用场景3.1 家庭宽带接入EPON系统可以为家庭提供高速宽带接入服务。

通过将OLT安装在运营商数据中心或交换机房内，将光纤引入小区或楼宇内，并在每个用户处安装一个ONU，就可以实现家庭宽带接入。