PON带宽测算和设备配置模型研究.doc

PON带宽测算和设备配置模型研究 第一章 绪论 1.1 研究的意义与背景 最近几年，随着Internet的飞速发展，用户对网络带宽的需求不断提高，传统的接入网已经成为整个网络中的瓶颈。互联网流量的巨大增长更加凸现接入网容量的不足。 “ 最后一英里” 仍是高容量的LANs和骨干网的瓶颈。 当今应用最广泛的“ 宽带”接入方案仍是。DSL和Cable Model网络。 尽管它们同56Kbps拨号上网线路相比，有许多优点，但是对于即将涌现的诸如Vod、交互游戏、双向视频，会议服务， 它们不能提供足够的带宽。 在这种情况下， 要求有一种新的技术提供以上服务。即：既简单、便宜、可升级，又能集成语音、数据与图像服务提供给用户的单一网络。 基于以太网的光纤接入网（EPON）因具有以太网设备价格低廉、光纤设施便宜而成为下代接入网最佳方案之一。 目前最常使用的宽带接入是数字用户线（DSL）和电缆调制解调器（Cable Modem) 。 传统电话公司采用DSL技术能提供的速率为128kbit/s—1.5Mbit/s，比调制解调器快了许多，但还称不上真正的宽带，因为它不能综合支持话音、数据和视像，而且传输距离小于 5 . 5 k m（在美国只有60%左右的用户线比这个短）。因此网络运营商不得不在靠近用户的地方架设远端数字用户线接入复用设备（DSLAM）。通常，因为成本太高，运营商不为到中心局距离大于几英里的用户提供DSL服务。有线电视公司采用混合光纤铜缆（HFC)和Cable Modem技术，在摄像头端或集线器 ( HUB)与路边光节点之间用光纤，从路边光节点到用户的最后一段用同轴电缆。每一光节点的有效数据吞吐量小于36Mbit/s，一般要供2000个家庭分享，在高峰期间速度很慢。 现在，EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太无源光网络）被视为能满足上述要求的下一代接入网的最佳技术，它代表了低成本高带宽以太网设备与低成本光纤网的融合。 APON(ATM Passive Optical Network，异步传输模式无源光网络是数据链路层ATM技术与物理层PON技术相结合的光接入网技术，被认为是当时的最佳结合。然而，随着这几年IP的崛起和发展，由于ATM不敌以太网而导致APON的发展受阻，针对这一问题有人提出了EPON的概念和实施方案，即在与APON类似的结构和G.983的基础上，设法保留APON的精华部分即物理层PON，而用以太网代替ATM作为数据链路层协议，构成一个可以提供更大带宽、更低成本和更宽业务能力的新的结合体EPON。这一思想己经在以太网界获得积极响应。2 0 0 0年 1 1月，IEEE802.3通过成立第一英里以太网(EFM)研究组的方式开始了 EPON的标准化工作，最初69个公司参与这一领域的工作，后来发展为100多家公司，IEEE EFM工作组的目的是在现有IEEE 802.3协议的基础上，通过较小的修改实现在用户接入网络中传输以太网帧。IEEE802.3ah协议于2004年7月正式完成。 从EPON的结构上看，其关键是消除了复杂而昂贵的ATM和SDH网元，从而极大地简化了传统的多层重叠网络结构，也消除了伴随多层重叠网络结构的一系列弱点。总结起来，EPON相对于现有类似技术的优势主要体现在以下几个方面： 1、与现有以太网的兼容性:以太网技术是迄今为止最成功和成熟的局域网技术。EPON只是对现有IEEE802.3协议作一定的补充，基本上是与其兼容的。考虑到以太网的市场优势，EPON与以太网的兼容性是其最大的优势之一。 2、高带宽：EPON上下行信道速率为1Gbit/s，这比目前的接入方式，如Mode、ISDN、ADSL甚至ATM PON(下行622/155Mbps，上行共享155Mbps)都要高得多。 3、低成本：首先，由于采用PON的结构，EPON网络中减少了大量的光纤和光器件以及维护的成本。其次，以太网本身的价格优势，如廉价的器件和安装维护使EPON具有 ATM-PON所无法比拟的低成本。 1.2 无源光网络技术发展概况 当前，以因特网为代表的新技术革命和电信体制改革正在深刻地改变传统的电信概念和体系结构。随着通信业务的发展及其对通信带宽的需求，接入网技术正向多元化发展，出现了光纤接入、铜线接入、混合光纤/ 同轴电缆网络、无线接入等各种接入技术，其中光纤接入无疑是最有效的方法，特别是对于宽带业务。而在各种光纤接入技术中，无源光网络(PON) 是一种很有吸引力的纯介质网络，其主要特点是避免了有源设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本。还能比较经济地支持模拟广