EPON中测距时延补偿
摘要：无源光网络（PON）接入技术由于其支持高带宽和长距离等特性，将成为解决最后一公里问题的最佳方案。本文对以太无源光网络（EPON）的工作原理、ONU的时延补偿法测距及时延补偿技术进行了分析和研究，并总结了时延补偿法测距的优点带宽分配等关键技术进行了分析和研究，最后对EPON技术发展方向10G EPON以及WDM-PON进行了展望。
关键词：无源光网络、EPON、时延补偿、测距
引言
近年来，随着通信网骨干网和局域网的巨大变化，“最后一公里"的接入网部分成了高速局域网和主干网之间的瓶颈。具有传输频带宽、容量大、抗干扰能力强等优点的无源光网络PON，非常适合作为高速、宽带业务的接入网传输媒体。然而PON只是单纯的物理媒介，必须结合一种链路层协议工作，此时专为承载IP业务而开发的以太网逐渐成为了一个普遍接受的标准，以太网协议成了PON最佳的链路层协议，因此结合IP传输和PON透明宽带传送能力优势的以太无源光接入网（EPON）系统被认为是实现未来宽带接入乃至最终实现FTTH的主要手段。
一、光纤接入技术
光纤接入网可以划分为无源光网络(PON，Passive Optical Network)和有源光网络(AON，Active Optical Network)两种类型。
无源光网络（PON）技术是为了支持点到多点应用发展起来的光接入技术，PON由光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）组成。其本质特征为ODN全部由无源器件组成，无源的特性是指光分配网络(ODN，Optical Distribution Network)中不含任何电子器件及电源，ODN全部由光分路器(Splitter)等无源器件组成；PON网络的突出优点是就消除了户外的有源设备，所有的信号处理功能通过局端交换机和用户宅内设备完成。它的传输距离比AON短，覆盖的范围较小，但它造价低，无需另设机房，且易于维护。
从PON的历史发展角度来看，共经历了四种类型的PON技术，他们分别是APON、BPON、EPON和GPON。
二、EPON技术概述
成，满足远端ONU设计尽量简单的原则。
五、技术展望
1.10Gbit/sEPON技术
随着网络业务的逐渐丰富，高清IPTV业务，高清HDTV等视频业务正在进入越来越多的用户家庭， 需要更大的接入带宽来满足用户的需求。现有的1Gbit/s的EPON技术在高分路比的情况下还无法满足高端用户的需求，因此10Gbit/sEPON技术有着极大的发展空间，目前10G EPON的标准正在制定过程中，它具有以下几个特点：
（1）上下行速率为10Gbit/s，充足的上行带宽可以满足将来网络互动、可视电话、P2P的应用；
（2）10G EPON系统与1G EPON系统必须在同一个ODN网络中共存，保护现有用户投资；
（3）提供灵活的动态带宽分配和QoS机制支持ATM、TDM、P2P、IPTV、VOIP等业务；
（4）需要解决高比特速率下光纤色散、自激辐射等光器件物理特性对EPON系统带来的影响。
2.WDM-PON技术
EPON上行采用时分复用的接入方式，ONU发送Report帧报告队列缓存情况，然后OLT根据DBA算法来决定上行带宽的时隙分配，系统的效率取决于OLT调度算法、ONU队列缓存、是否保证时延等因素。而WDM-PON提供基于波长的点对点逻辑链路，因此WDM-PON也必然是今后的发展方向，它具有以下特点：
（1）不同的ONU使用不同的上下行波长，上下行速率为每波长1Gbit/s，避免信道争用，完全能满足今后的各种业务需求，是接入网技术发展的终极目标；
（2）不需要测距、网络同步、时隙分配等复杂技术，采取全双工永远在线的方式，支持TDM、ATM、Everything Over IP等全业务通信；
（3）在现有光纤基础上，需要解决高分路比时在同一根光纤上传输数据的密集波分复用技术；
（4）需要解决窄带可调谐激光器等光物理器件技术。
WDM-PON技术具有广阔的前景，但其成本是制约其发展的一大主要障碍，只有光器件技术得到突飞发展以及其成本降低到用户可接受的程度WDM-PON才能进入运营商的视线。
六、本文小结
EPON是在标准的以太网协议的基础上扩展MAC协议发展而来，具有标准成熟，协议简单， 随处可见，价格低廉等优势，可以提供高带宽和长距离的综合业务接入，为最后一公里问题提供了很好的解决方案。本文主要对EPON的测距技术进行了阐述，使读者对EPON有一个基本的了解。针对传统的测距技术存在着明显的不足，即造成ONU成本偏高的特点，本文提出了时延补偿(timestamp)法测距的方案。它主要是结合EPON的MAC控制帧，根据系统利用时延补偿机制使系统同步的思想，用被测ONU反馈一个时延补偿的方法，巧妙的完成对ONU的测距。这种方案的优点是算法简单，实现灵活，测距准确快速，并能够支持多个ONU进行测距，且时延补偿法测距能很好地解决EPON上行同步问题，避免了上行信号的冲突。文章最后对EPON技术发展方向进行了展望，目前10Gbit/s的EPON技术以及基于WDM的PON技术也正在研究之中，相信在市场需求的推动下，技术会以更快的速度向前发展。
参考资料
[1] EPON/GPON技术问答[M].中国电信集团公司主编,人民邮电出版社.2010.9.
[2] EPON/GPON从原理到实践[M].郎为民,郭东生等编著.人民邮电出版社,2010.1.
[3] EPON——新一代宽带光接入技术与应用[M].阎德升编著.机械工业出版社,2007.1.
[4] EPON关键技术及展望.曹祥风.UT斯达康通讯有限公司.
[5] 基于QoS的EPON关键技术研究.吕春燕.
http://www.bylw520.net/html/4321.html http://www.bysj360.com/ http://www.bysj360.com/html/4528.html http://www.caddown.com/
