摘要：简要介绍了EPON的一些关键技术，包括测距，ONU的自动加入，上行信道接入等技术，详细介绍了EPON测试方法和IXIA公司测试解决方案。 1 引言 伴随着宽带接入技术的迅速发展，各种新兴的宽带接入技术如雨后春笋般不断涌现。PON技术是继DSL技术和Cable技术后，又一个理想的接入平台，PON可以直接提供光业务或FTTH业务。EPON（以太网+无源光网络）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。EPON的测试与传统以太网设备的测试有很大不同，本文着重介绍EPON测试技术。 2 EPON技术介绍以及所面临的测试挑战 EPON系统由多个光网络单元（ONU），一个光线路终端（OLT）和一个或多个分光器组成（见图1）。在下行方向，OLT所发送的信号广播到所有的ONU上。在上行方向，采用TDMA多址接入技术，多个ONU的上行信息组成一个TDM信息流传送到OLT。802.3ah修改了以太网帧格式，重新定义Preamble部分，加入时间戳和逻辑链路标识（LLID）。LLID标识PON系统的每一个ONU，LLID在发现过程中被指定。 2.1 在PON系统中的关键技术 （1）测距 EPON系统中，上行信息传输方向上各ONU与OLT之间的物理距离是不相等的。一般的EPON系统规定ONU到OLT之间的最远距离为20km，最近距离为0km。这种距离差将导致时延在0~200us之间变化。如果没有足够的隔离间隙，来自不同的ONU信号可能同时到达OLT的接收端，这将引起上行信号的冲突。冲突将引起大量的误码和同步丢失等，造成系统不能正常工作。采用测距的方法，首先测量物理距离，然后把所有ONU都调整到与OLT相同的逻辑距离处再进行TDMA的方法来实现冲突避免。目前，采用的测距方法有扩频法测距、带外法测距和带内开窗法测距等几种。例如采用时间标签测距方法，首先测量出各个ONU到OLT的信号环路延迟时间，然后为每个ONU插入一个特定的均衡时延Td值，使所有ONU在插入Td后的环路延迟时间（称为均衡环路延时值Tequ）都相等，其结果类似于使每个ONU都移到与OLT相同的逻辑距离处，以后就可以根据TDMA的技术正确地发送帧，而不会有冲突发生。 （2）发现过程 OLT发现PON系统中的ONU是通过定期发送Gate MPCP消息。收到Gate消息，没有注册的ONU会等待一个随机的时间（避免多个ONU同时注册），然后向OLT发送Register消息。成功注册后，OLT给ONU分配一个LLID。 （3）Ethernet OAM ONU向OLT注册完以后，ONU上的Ethernet OAM开始发现过程，与OLT建立连接。Ethernet OAM用在ONU/OLT链路上，用于发现远端错误，触发远端环回和检测链路质量。然而，Ethernet OAM提供支持定制化的OAM PDU，信息单元和时间报告。许多ONU/OLT厂商利用OAM的扩展来设置ONU的特殊功能。典型的应用是用扩展在ONU内的配置带宽模型控制端用户的带宽数量。这个非标准的应用是测试的关键，成为ONU和OLT的互通障碍。 （4）下游流量 当OLT有流量发送ONU时，会在流量中携带目的ONU的LLID信息。因为PON的广播特性，OLT发送的数据会广播到所有的ONU上。我们要特别考虑下游流量传送视频业务流的情况。由于EPON系统的广播性，当一个用户定制了视频节目，它会广播到所有的用户那，这样非常消耗下游带宽。OLT通常支持IGMP Snooping，它可以探听IGMP Join Request消息，把组播数据发送到与这个组相关的用户，而不是广播到所有的用户，通过这种方式减少流量。 （5）上游流量 在某个时候只有一个ONU可以发送流量。ONU有多个优先级的队列（每个队列对应一个QoS级别。ONU发送Report消息给OLT请求发送机会，详细说明每个队列的情况。OLT发Gate消息回应ONU，告诉ONU下一次发送的开始时间和持续发送的时间。管理上行流量对OLT要面对很多的问题。OLT必须能够为所有ONU管理带宽需求，必须把发送许可分出优先级，根据队列的优先级和平衡多个ONU的请求，动态分配上行带宽（即DBA算法）。 2.2 针对EPON系统的技术特点，EPON系统面临的测试挑战 （1）针对EPON系统的规模考虑 尽管IEEE802.3ah没有定义在一个EPON系统里的{zd0}数，一个EPON系统支持的{zd0}数是从16~128。每个ONU加入到EPON系统都需要一个MPCP会话和OAM会话。当随着更多的站点加入到EPON，系统错误的风险会增大。例如，每个ONU都需要重新发现过程，登录过程和启动OAM会话。因此，整个系统恢复的时间会随ONU的数量增加。 （2）设备的互通问题 对于设备的互通主要考虑以下几个方面： ●不同厂家所提供的动态带宽算法（DBA）有所不同。 ●一些厂家利用OAM的“Organization Specific Elements”设定特定行为。 ●MPCP协议的开发是否xx一致。 ●不同厂家所开发的测距方法和时钟的处理是否一致。 （3）EPON系统传送三重播放业务存在的隐患 由于EPON的传输特性，在传送三重播放业务时也会引入一些隐患： ●下行浪费大量带宽：EPON系统在下行是用广播式的传送方式：每个ONU都会收到大量的发向其它ONU的流量，浪费了大量的下行带宽。 ●上行延迟比较大：ONU在向OLT发送数据时必须等待由OLT分配的传送机会，因此ONU必须缓存大量的上行流量，这将产生延迟、抖动和包丢失。 3 EPON测试技术 对EPON的测试主要包括互通性测试、协议测试、系统传输性能测试、业务和功能验证等几个方面。标准的测试拓扑图如图2所示。IXIA公司的IxN2X产品提供专用的EPON测试卡，提供EPON测试接口，可以捕获和分析MPCP和OAM协议，可以发送EPON流量，提供自动测试程序，可以帮助用户测试DBA算法。 北京信而泰科技有限公司是一家专注于电子通信测试领域的高新技术企业。公司产品除功能和性能{lx1}外，还特别注重产品的工程设计，能为客户提供稳定、可靠的产品。满足客户需求、为客户提供优质产品和服务是公司的不懈追求。 北京信而泰科技有限公司创始人具有华为公司9年工作经验，一直从事宽带和数据通信产品开发，参与过华为公司大部分高中端路由器和交换机产品设计，累计申请通信技术和测试类发明专利15项，在2002年被华为公司授予主任工程师称号，是华为首批150名技术专家之一。北京信而泰科技有限公司技术骨干均有xxxx工作背景，均有8年以上电子通信产品的测试设计、实现和验证经验。核心团队良好的职业素养使得我们有能力为客户提供低成本、高质量、高可靠的测试设备和专业化服务，快速响应客户需求，为客户创造价值。 公司网址: |
