3网融合光纤到户接入系统的设计.docVIP

第  PAGE 12 页 共  NUMPAGES 12 页 得 分：_______ 光纤通信技术实验 (三)三网融合光纤到户接入系统的设计 实验报告 学生姓名： 学号： 专业班级： E-mail： 电话： 指导教师： 柯昌剑 完成日期： 实验目的 1、了解三网融合光纤到户接入系统的网络拓扑结构，掌握星形网络和总线型网络的组网方法，了解数据、语音、视频三网融合业务的单纤传输和双纤传输方案。 2、掌握无源光网络中光功率预算的设计和计算方法，以及传输波长的选择和分配方法。 3、完成三网融合光纤到户接入系统的设计构建和业务配置，了解根据不同应用需求进行业务配置的方法和实现原理，学习三网融合光纤到户接入系统网络管理的基本方法。 二、实验原理与背景知识 1、无源光网络简介 无源光网络（PON，Passive Optical Network）是光接入网的一种，是目前宽带光接入技术的发展方向。无源光网络的显著特点是接入网络只在边缘节点存在有源设备，在网络中间都是无源光节点，这个特点带来的好处是在接入网络中无需“光-电-光”转换，简化网络结构，降低实现成本，并且有效减少网络维护工作。因此无源光网络技术被专家普遍认为是宽带光接入的理想技术。 无源光网络技术根据网络承载协议的不同，分为 APON、 EPON和 GPON 等，其中由于 EPON 采用以太网协议作为二层承载协议，具有很好的兼容性和性价比，并且在 2004 年 6 月成为 IEEE 国际标准，因此目前得到最广泛的应用。 2、EPON 无源光网络体系结构 下图所示为 EPON 无源光网络体系结构图，业务网络接口（SNI）到用户网络接口（UNI）间为EPON，EPON 通过 SNI 与业务节点相连，通过 UNI 与用户设备相连。EPON 主要分成三部分，即 OLT（Optical Line Termination）、ODN（Optical Distribution Network）和 ONU / ONT （Optical Network Unit / Optical Network Termination）组成。其中 OLT 位于局端， ONU/ONT 位于用户端（其区别为 ONT 直接位于用户端，而 ONU 与用户间还有其它的网络如以太网）。 OLT 到 ONU / ONT 的方向为下行方向，反之为上行方向。EPON 采用点到多点的分布结构，多种业务信号通过光纤传输到中心机房，然后被 OLT 通过 ODN 无源地分配到 ONU 单元，经过 ONU 的光/电转换和信号处理后，为用户提供服务。 3、EPON 无源光网络上、下行数据传输原理 EPON 网络的数据链路层采用不定长的以太网数据包进行传输，数据包长度依照 IEEE 802.3 以太网协议，最长可达 1518 字节。在 EPON 网络结构中，物理链路为点到多点，在逻辑链路上 OLT 通过 P2P 仿真技术，为每个 ONU 都指定一个虚拟链路连接，每个链路都通过一个 LLID 来唯一标识，在 ONU 注册成功后，OLT会动态地为其分配一个 LLID。 在 EPON 网络中从 OLT 侧发到多个 ONU 的下行数据流的传输过程与从多个 ONU发往 OLT 的上行数据流传输过程有本质的区别。 EPON 上行数据通道采用时分复用技术，通过 OLT 控制 ONU 在不同的时隙发送上行数据，一个时隙内可能包含多个 802.3 以太网数据帧，这些时隙是同步的，因此当数据包耦合到一根光纤中时，不同 ONU 的数据包之间不会产生干扰。例如，ONU-1 在第 1 个时隙传输数据包 1，ONU-2 在第 2 个没有被占用的时隙传输数据包 2，依此类推。示意图如下图所示： 下行数据采用广播方式从 OLT 发给多个 ONU，根据 IEEE 802.3 协议，这些数据包是不定长的，最长为 1518 字节。每个包携带的信头唯一地标识了数据所要到达的特定 ONU，此外有一些包发给所有的 ONU，称为广播包，还有一些包是发给一组 ONU 的，称为多播包。数据流通过光分路器后分为多路独立的信号，每路信号都含有发给所有特定 ONU 的数据包。当 ONU 接收到数据流时，只提取发给自己的数据包，将发给其他 ONU 的数据包丢弃。例如，在下图中 ONU-1 接收到了数据包 1、2、3，但只将数据包 1 发送给终端用户。 4、EPON 无源光网络设备和器件介绍 （1）EPON 的有源网络设备 EPON 网络中的有源网络设备（OLT