EPON簡介
EPON(Ethernet Passive Optical Network)以太無源光網路,是一種新型的光纖接入網技術,它採用點到多點結構、無源光纖傳輸,可以提供多種業務。它在物理層次用了PON技術,在鏈路層使用乙太網協定,利用PON的拓撲結構實現了多點乙太網的接入。因此它綜合了PON技術和乙太網技術的優點:成本低、高頻寬;擴展性強,靈活快速的服務重組;與現有的乙太網兼容性;方便的管理等等。
Ethernet的802.3標準系列是乙太網的基礎標準。EPON也是以IEEE802.3體系結構為基礎。
EPON分層模型
EPON的分層結構模型如圖1所示。
1 EPON數據鏈路層
數據鏈路層控制物理傳輸媒質的訪問。這是EPON最重要的一層,相對傳統的點對點乙太網,主要引入MPCP協定,完成在共享網路點到多點的媒體接入和控制。這是EPON最核心的技術。
1.1OAM子層
OAM(Operation & Administration & Management)運行管理維護子層。OAM給網路管理員提供了一套網路健壯性監測和鏈路錯誤定位,以及出錯狀況分析的方法。
1.2 多點MAC控制子層
多點MAC控制子層主要負責ONU的接入控制,通過MAC控制幀完成對ONU的初始化、測距和動態頻寬分配,採用申請/授權(request/grant)機制,執行一整套多點控制協定(MPCP)。
多點MAC控制定義了點對多點光網路的MAC控制操作。多點MAC控制子層取代了MAC控制子層,以延伸支持多客戶端和附加MAC控制功能。
多點MAC控制協定支持幾個MAC和客戶端接口。每次僅一個MAC接口和客戶端接口用來進行傳輸信號。在一個MAC業務接口和一個客戶端接口之間有緊密的映射關係。
1.3 MAC子層
MAC(Media Access Control)媒體接入控制子層,由於PON系統在上行方向共享傳輸媒質,不同ONU傳送的信息在OLT處有可能發生衝突,所以必須進行媒質接入控制(MAC)。MAC子層將上層通信傳送的數據封裝到乙太網的幀結構中,並決定數據的安排、傳送和接收。
在EPON協定中,由於擴展了MAC控制子層的功能,因此新增了五種MAC控制幀,其中用於註冊過程中的MAC控制幀有四種,即註冊允許幀(Discovery Gate)、註冊請求幀(Register Request)、註冊幀(Register)和註冊確認幀(Register ACK)。
2 EPON物理層
EPON物理層由RS、PCS、PMA、PMD組成。
2.1RS子層
通常一個OLT內的多個MAC一定要一個GMII,然而同樣在ONU上單一MAC一定要有GMII。多點控制協定(MPCP)確保任何一個時刻僅傳送一個MAC。但相對而言,在任何時候只有一個PLS_DATA.請求原語是激活狀態。激活的PLS_DATA.請求被映射給GMII信號、TXD<7:0>、TX_EN、TX_ER和GTX_CLK。RS用傳送的MAC的MODE和LLID變數的數值來替代8位組前導碼。
3 各層之間的接口
PCS層與MAC層的接口定義為GMII(Gigabit Medium Independent Interface),是位元組寬度的數據通道。
PMD層與物理媒質的接口為MDI,是串列比特的物理接口。
EPON相關分層如圖2所示。