EPON测试技术
EPON与GPON的区别
一、EPON的技术标准、EPON与GPON比较随着宽带业务的飞速发展，IPTV等新型宽带业务逐渐被大家所重视和期待，这些宽带业务的大规模应用无疑离不开宽带接入网技术的支持。
作为向FTTH过渡的一种宽带光接入技术，PON从它一被提出就得到了市场极大的关注。
1.1 EPON技术的标准化EPON技术首先是由IEEE802.3ah项目组，即EFM（EthernetinFirst Mile，第一英里以太网）提出并进行标准化，EFM的主要目标是为了推动以太网技术在用户接入网络中的应用。
该标准是对IEEE 802.3标准的增补，并尽可能的沿用IEEE 802.3原有的MAC子层、MAC控制子层以及相关的各物理子层。
另外，该标准还包括了网络操作、管理和维护（OAM）机制的内容，以便于网络的运维和故障处理。
EFM定义了两种EPON接口，即1000BASE-PX10和1000BASE-PX20。
1000BASE-PX20-D可以和1000BASE-PX10-U互通，以支持从10km的P2MP网络升级到20km的网络的需求。
EFM同时也给出了EPON支持的点到多点（P2MP）的拓扑结构，它可通过单一splitter拓扑、树型结构拓扑以及混合介质拓扑这三种方式实现。
其中混合介质拓扑方式结合了点到点（P2P）、P2MP的光连接和铜线链接。
EPON在国内的通信行业标准主要由CCSA的TC6（传送网与接入网技术委员会）的接入网工作组负责起草。
EPON的技术要求于2003年3月立项，目前处于征求意见阶段。
EPON的测试方法则是在2005年1月立项，预计在2006年初完成标准化工作。
国内的EPON标准草案主要参考了IEEEStd802.3ah-2004对EPON系统的PMD 子层、RS子层、OAM子层和MPCP协议等内容的要求，并结合了国内的实际应用需求对相关内容进行了修改，同时还增加了对EPON系统的业务能力、业务接口类型、系统功能和网管等方面的规范。
EPON测试方案
EPON技术在配电网中的应用测试1 测试目的配电网是电网的末端环节，负责将输电网的大电力分散分配至千家万户，具有分布广泛和节点众多的特点。
一直以来，配电网中的自动化和信息采集业务受到通信系统的限制无法得以应用，现有的配电网通信技术都具有各自的不足。
光通信技术具有传输容量大、通信稳定的特点，完全能够满足配电网通信的需求。
EPON技术是一种低成本光接入技术，在公网通信领域用于最后一公里的通信接入。
EPON作为一种点到多点的光通信技术，符合配电网中分布广泛和节点众多的特点，同时由于设备成本低，能够明显减少整个配电网通信系统的总投资。
然而，EPON技术作为并非为配电网通信系统开发的专门技术，能否应用于配电网通信系统并可靠运行，有待详细的测试研究。
1）可靠性EPON技术在公网应用中是解决最后一公里的通信接入，其可靠性满足按照公网接入考虑，而并未按照电力专网的可靠性要求考虑。
需要对EPON技术的光纤冗余倒换等提高可靠性的手段进行专门测试。
2）拓扑EPON推荐的星形拓扑同配电网的树形拓扑虽然都为点到多点结构，在实际应用中还需要在对EPON的拓扑做出一定改变。
需要对适应配电网的EPON ODN 拓扑进行专门测试，以评估最适合配电网的EPON拓扑方案。
3）环境适应性当前EPON设备几乎全部为民用级设备，配电网中多存在环境恶劣的设备环境，温度、湿度、灰尘和电磁辐射等有可能严重影响民用级设备的可靠性，因此需要对设备的环境适应性进行专门测试。
4）互通能力配电网通信系统同公网接入网的不同点还在于配电网通信系统存在改造和扩容可能，其后续设备有很大可能不采用同厂家产品，因此需针对不同厂家的设备互通性进行测试。
本次测试一方面验证EPON技术在配电网中应用的可行性，在测试中提出EPON技术在配电网中应用的关键因素；另一方面对国内网不同厂家的设备进行横向测试，得到设备的性能参数。
2 测试对象3 参考标准、规范与技术方案YD/T 1156-2001 路由器测试规范YD/T 1250-2003 接入网测试方法-基于ATM的无源光网络（APON）YD/T 1475-2006 接入网技术要求——基于以太网方式的无源光网络（EPON）YD/T 1531-2006 接入网设备测试方法—基于以太网方式的无源光网络（EPON）YD/T 1809-2008 接入网设备测试方法——以太网无源光网络（EPON）系统互通性泰尔实验室EPON技术的标准化与测试泰尔实验室以太网无源光纤接入设备（E-PON）标准文件（V2.2）中国电信EPON 设备技术要求（V2.0）中国电信EPON 设备测试方案QB/CNC-xx-xxx-2007 中国网通EPON设备技术要求QB/CNC-xx-xxx-2007 中国网通EPON设备测试方法中国网通EPON系统测试方案Q/xxx 基于以太网方式的无源光网络（EPON）系统DL 721-2000 配电网自动化系统远方终端DL 814-2002 配电自动化系统功能规范DL 599-2005 城市中低压配电网改造技术导则GB 23313-2009 工业机械电气设备电磁兼容发射限值电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验G 电磁兼容试验和测量技术供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验4 测试环境1）中国电力科学研究院信息与通信研究所电力通信业务仿真实验室主要进行设备和网络的通信性能测试。
EPON接入设备能效测试方法及案例分析
Ｌ ｉ ｎ ｅ Ｔ ｅ ｒ ｍ ｉ ｎ ａ ｌ ， Ｏ Ｌ Ｔ ） 和光 节 点 （ Ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ Ｕ ｎ ｉ ｔ ，
２块ｘ ４ 交流 电直接供 电
２ ０ １ ３年第 １期（ 总第２ ７ ７期）
有 线 电视 技 术
（ Ｔ Ｃ ６ ： 传送 网与接入网； ＷＧ ２ ： 接入网及家庭 网络工作
组） 起 草制定 。 标 准名 为《 接 入 网设备 节 能技术 要 求和 测试方法》 系列 通 信 标 准 ， 涵盖了 Ｅ Ｐ Ｏ Ｎ系统 、 Ｇ Ｐ Ｏ Ｎ
０ ． ８ Ｗ
Ｏ ． ５ Ｗ
Ｐ ｌ 端
（ 万 兆 光 模块 ）
Ｐ Ｈ 】 Ｐ Ｐ Ｈ 州 ２ ５ ８． ５ Ｗ
（ 千 兆 光模 块 ） （ 千兆光模块 ） （ 千兆 光 模 块 ）
６ ２ ． ４ Ｗ
— —
３８ ． ５ Ｗ ２． Ｏ ９ Ｗ ８ ０Ｗ
源 。而 Ｈ３ Ｃ与未 来宽 带 的产 品采用 内置 电源 。
Ｎ 。 ： 业务 板 满配 时 的数量 。
Ｄ
按 公 式 Ｐ。 刑 胛＝
Ｖ ＯＬ Ｔ
－
计算 Ｏ Ｌ Ｔ设 备 的 单
Ｐ ＯＲｒ
Ｐ Ｏ Ｎ 口平 均 功耗 Ｐ 备 各公 共单元 的功耗 。
。该 功耗 数 值 已分 摊 Ｏ Ｌ Ｔ设
能水 平作 了相 应评估 。
２ 测 试 方 法
２ ． １ 测试 案例 简介
本 次测 试 采 用华 为 、 中兴 、 华 三 和 未来 宽 带 四家
EPON技术与标准
OLT：备用的OLT PON端口处于冷备用状态，由 OLT检测线路状态、OLT PON端口状态，倒换应由 OLT完成。 光分路器：使用2:N光分路器； ONU：无特殊要求。
16
光纤保护倒换：全保护
1:N光分路器 OLT PON 口(主) PON 口(备) PON 口 1:N光分路器 ONU N PON 口 ONU 1
IPTV (5 Gbps), On-Demand (2.5 Gbps), Internet, Gaming, etc. (2.5 Gbps) Massively Multiplayer Gaming, Video Surveillance, Video Telephony (10 Gbps)
PS
ONU
宽带无线接入（WLAM和WiMAX）适合用于个人用户的便 捷接入，是未来发展的重要方向；但受载频宽度、传输 距离等方面的限制，每用户接入带宽有限，难以作为家 庭普遍接入的手段，是有线接入的重要补充
3
第一部分：EPON技术与标准
光纤接入及FTTX的概念
EPON技术标准化 EPON技术 EPON系统多业务承载及QoS 典型EPON系统 下一代EPON技术 GPON技术简介
GPON FSAN提出，ITU-T标准化；
GEM封装；
技术复杂，成本略高 标准仍在完善； 已开始试商用和小规模部署
10
第一部分：EPON技术与标准
光纤接入及FTTX的概念 EPON技术标准化
EPON技术
EPON系统多业务承载及QoS 典型EPON系统 下一代EPON技术 GPON技术简介
18
第一部分：EPON技术与标准
光纤接入及FTTX的概念 EPON技术标准化 EPON技术 EPON系统多业务承载及QoS
EPON测试技术
EPON测试技术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。
图1 EPON系统组成 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。
第八章 EPON技术与应用
光通信专家
பைடு நூலகம்
EPON技术（1）
EPON技术原理
☻ EPON：Ethernet Passive Optical Network
☻ EPON基于IEEE802.3-2005标准，是以太网技术与无源光网络 （PON）的结合，是运行于点对多点环境下的千兆以太网
• 定义了专门的PMD子层（光接口），多点MAC控制协 议（MPCP协议），专门的OAM • MAC层与以太网相同 • 对RS、PCS、PMA子层做了少量扩展
运行维护管理（OAM）功能的实现
☻OAM（操作管理维护）属于EPON系统中网络管理部分 ，是负责系统中性能测量、带宽设置、故障告警等操作 的具体实现的处理。 ☻EPON外部使用SNMP协议来管理整个系统，系统内部 的OLT通过OAM协议来管理该OLT所连接的所有ONU 。如下图8-6所示，网管端通过SNMP协议对代理端（ OLT）进行操作，完成SNMP相关管理操作，完成外部 管理。同时网管端也可以通过OLT对ONU进行远程管理 操作。远程管理的关键的一步是在OLT侧要完成标准 MIB和OAM的MIB的转换，如果完成了该转换，网管侧 就可以透明的对ONU进行管理。这种MIB变量的操作是 通过在OLT和ONU之间用标准OAM和扩展OAM帧来完 成的。 光通信专家
运行维护管理（OAM）功能的实现
图8-6 EPON管理系统
光通信专家
运行维护管理（OAM）功能的实现
☻在图8-1中可以看出EPON系统中有单独的OAM 子层，2004年6月，IEEE正式推出了以太网接 入网的第一个标准——IEEE 802.3ah；标准正 式引入了EFM的OAM规范，详细规定了OAM子 层的位置、功能、实现机制、帧构成等内容。 在EPON标准的制定过程中，对OAM层的位置 和OAM信息的传输机制存在争论。2003年以后 ，基本上把OAM子层的位置定义在MAC（媒体 接入控制）子层和LLC（逻辑链路控制）子层之 间，如图8-7,EPON的OAM层向高层（MAC客 户层和链路汇聚层）和底层（MAC层和MAC控 光通信专家 制层）分别要求IEEE 802. 3 MAC服务接口。
EPON ONU入网测试标准
以太网无源光纤接入用户端设备（EPON ONU） 标准文件 （V2.0）
u 起草单位： 中国泰尔实验室 u 起草人： 侯聪 u 联系电话： 010-62300119 u Email: houcong@ u 发布日期： 2012－06－01 u 实施日期： 2012－06－01
-1dBm～+4dBm
2
工作波长
1260nm～1360nm
3
发射机眼图
{X1,X2,Y1,Y2,Y3}＝
2.1
10/100Base-T 电接口测试（YD/T 1250-2003 9.2）................................... 5
2.2
ADSL2+接口测试（YD/T 1949.1-2009 8.2.8）.......................................... 5
4.4 光纤保护倒换性能
4.5 ADSL2+传输性能测试
5、功能测试 5.1 PON 系统功能测试 5.2 ADSL2+线路接口功能
6、网管功能测试 7、环境测试
7.1 光纤温度交变测试 7.2 低温环境测试 7.3 高温环境测试 7.4 高温高湿环境测试 共计
测试项数 3
说明
10
ONU 应至少支持其
3 ODN 特性测试（YD/T 1475-2006 9.1）..................................................................... 7
4 性能测试........................................................................................................................... 7
epon工作原理
epon工作原理Epon（Ethernet Passive Optical Network）是一种基于以太网的被动光纤网络技术。
它使用一对光纤传输信号，分为上行通路和下行通路。
下面是Epon的工作原理：1. ONU（Optical Network Unit）与OLT（Optical Line Terminal）之间的连接：ONU是用户端设备，OLT是在服务提供商侧的设备。
ONU通过光纤将信号传输给OLT，而OLT将信号通过光缆传输给ONU。
2. 上行通路传输：ONU上的数据通过上行通路传输到OLT。
这个过程利用TDMA（Time Division Multiple Access）技术，即时间分割多路复用技术。
每个ONU被分配一个时间槽，根据时间槽的分配，每个ONU在特定的时间窗口内发送数据。
3. 下行通路传输：OLT上的数据通过下行通路传输到ONU。
OLT将数据封装成帧，并发送到与之连接的ONU。
ONU接收到数据后解析帧，提取与其相关的数据。
4. 点对多点架构：Epon采用点对多点的架构，意味着OLT与多个ONU之间的连接可以通过单根光纤实现。
这种架构减少了所需光纤的数量，减低了网络部署和维护的成本。
5. 被动光纤分配器（PON Splitter）：被动光纤分配器用于分离和合并信号，使得一个OLT可以服务多个ONU。
分配器将光信号分成多个分叉传输，每个分叉传输到一个对应的ONU。
总体来说，Epon的工作原理基于被动光纤分配器的使用和上行/下行通路的分时复用技术，能够实现高效的数据传输和多用户连接。
它在宽带接入领域具有广泛应用，提供高质量的网络连接和快速的互联网访问。
中国电信EPON设备测试方案
确保EPON设备在不同网络环境下能够稳定运行，满足实际应用的 需求。
06
EPON设备测试结果分析
测试数据收集与整理
测试数据来源
收集来自不同厂商、型号的EPON设 备测试数据，确保数据的全面性和代 表性。
数据整理
对收集到的测试数据进行分类、筛选 和整理，确保数据的准确性和完整性 。
测试结果分析与评估
特点
EPON具有高带宽、长距离传输、低 成本、灵活扩展等优点，能够满足电 信运营商对宽带接入不断增长的需求 。
EPON设备在中国电信网络中的应用
宽带接入
EPON设备作为中国电信宽带接入的 主要方式之一，能够提供高带宽、稳 定的网络接入服务，满足各类用户的 需求。
语音通信
视频传输
EPON设备支持高清视频传输，能够 提供IPTV（Internet Protocol Television）等视频业务。
选取不同品牌、型号的网络设备，与EPON设备进行连接，验证
数据传输、路由协议、安全策略等方面的兼容性。
测试标准
03
参考相关行业标准和规范，确保EPON设备与其他设备的兼容性
符合标准要求。
与不同软件的兼容性测试
兼容性测试目标
验证EPON设备与各类软件（如操 作系统、网络管理软件等）的兼 容性。
测试方法
EPON设备支持VoIP（Voice over IP ）功能，能够提供低成本、高质量的 语音通信服务。
02
EPON设备测试需求分析
测试目的与要求
01
验证EPON设备的性能 指标是否符合标准要求 和用户需求。
02
检测EPON设备在各种 场景下的稳定性和可靠 性。
03
评估EPON设备的可维 护性和可扩展性，确保 设备的长期运营。
电力EPON技术标准
缩略语
14
ACLAccess Control List访问控制列表
AMRAutomatic Meter Reading自动抄表
CDTCycleDataTransmitting循环式远动规约
EPON协议分层和OSI参考模型间的关系
图3
PMD
电力EPON综合接入系统使用1000BASE-PX20接口物理层类型，支持20km传输。
EPON系统应使用符合ITU-T G.652要求的单模光纤。
EPON系统为单纤双向系统，上、下行应分别使用不同的波长，其中上行应使用1260nm～1360nm波长，下行应使用1480nm～1500nm波长。
业务类型和设备类型
16
业务类型
电力EPON综合接入系统可能承载的业务类型包括以太网/IP业务和RS232/485串口业务，电力EPON综合接入系统应具承载以太网/IP业务和RS232/485串口业务的能力，支持IEC60870-5-101、IEC60870-5-104、61850（变电站自动化）、CDT、DNP等多种电力通信规约业务的透传。可选支持语音业务、视频监控业务、TDM业务等。
目 次
11
12
本标准根据通信行业标准YD/T 1475-2006《接入网技术要求——基于以太网方式的无源光网络（EPON）》、YD/T 1771-2008《接入网技术要求—EPON系统互通性》，结合电力系统对边缘层信息点的接入要求以及电力行业对电工电子产品的安全性要求，特对电力EPON系统产品及其性能指标作相应规范。
SFDStart of Frame Delimiter帧起始定界符
EPON、EoC测试评估标准研究及“下一代广播电视网(NGB)电缆接入技术(EoC)需求白皮书”
线 电视 网络 双 向 改 造 和 用 户 接 入 网 建设 具 有 非 常 重要 的意 义 ，同 时 为下 一 代 广 播 电视 网 络 （Ｇ ）的 发 ＮＢ
EPON技术及测试
PON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输（强制）。 为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，采用以下两种复用技术： 下行数据流采用TDM技术； 上行数据流采用TDMA技术。
1490nm
1310nm
PON基本原理－下行传输
下行数据广播发送，每个ONU根据下行数据的标识信息接收属于自己的数据，丢弃其他用户的数据
1
Ack
重注册进程成功确认
2-255
保留
接收时应忽略
REGISTER_ACK MPCPDU的标志域
EPON技术研究－下行帧结构
前导码 7Bytes
帧定界符 1Bytes
DA 6Bytes
SA 6Bytes
长度/类型 2Bytes
数据 46—1500Bytes
填充 不定
FCS 4Bytes
前导码 8Bytes
1000BASE-PX10和1000BASE-PX20具有以下基本特征： 点到多点的光纤传输； 在单模光纤上，以1000Mbps速率，分路比为1:32，传输距离达到10km； 在单模光纤上，以1000Mbps速率，分路比为1:16，传输距离达到20km； 在物理层业务接口上，误码率小于等于10-12。
测距
OLT与各ONU间的环路时延不同： 各 ONU距 OLT的光纤路径不同 各ONU元器件的不一致性 环境温度的变化和器件老化，环路延时也会发生不断的变化 测距包括静态测距和动态测距： 静态测距：用在新的ONU安装调试阶段、停机的ONU重新投入运行时，通过开窗测距技术获得往返时延，并对时延差异进行补偿 动态测距：应用于系统运行过程中，通过检测往返时延的变化对温度、光电器件老化等因素的影响进行补偿 测距要求 测距精度高，一般要求在全 1～2bit内 测距过程对运行中的其它ONU的影响最小，保证运行业务的QOS 测距范围大，即能提供的均衡延时大
配电自动化建设工程EPON技术规范
配电自动化建设工程EPON技术规范一、引言随着智能电网的快速发展，配电自动化建设成为电力系统的重要组成部分。
EPON（Ethernet Passive Optical Network）技术以其高带宽、低成本、易于扩展等优点，在配电自动化建设工程中得到了广泛应用。
本文档旨在规范EPON技术在配电自动化建设工程中的应用，确保工程的顺利实施和高效运行。
二、EPON技术概述EPON是一种基于以太网的无源光网络技术，它通过光纤和无源分光器将数据传输到多个终端用户。
EPON技术具有以下特点：高带宽：支持1Gbps的上行和下行速率。
无源网络：网络中除了终端设备外，不需要电源供应。
易于扩展：通过增加分光器，可以轻松扩展用户数量。
成本效益：相比有源网络，EPON的建设和维护成本更低。
三、技术规范光纤类型：根据工程需求，选择合适的单模或多模光纤。
分光器：选择符合标准要求的无源分光器，确保信号质量。
终端设备：采用符合EPON标准的ONU（Optical Network Unit）和OLT（Optical Line Terminal）。
网络架构：设计合理的网络架构，确保网络的稳定性和扩展性。
数据传输：采用以太网帧结构进行数据传输，确保数据的完整性和可靠性。
网络安全：实施必要的网络安全措施，防止数据泄露和网络攻击。
四、系统设计网络拓扑：根据配电自动化的需求，设计合适的网络拓扑结构。
设备选型：选择性能稳定、兼容性好的设备，确保系统的稳定运行。
冗余设计：考虑系统的冗余设计，提高系统的可靠性和容错能力。
接口规范：统一接口规范，确保不同设备之间的兼容性。
电源管理：合理设计电源管理方案，确保系统的稳定供电。
五、施工与安装施工准备：在施工前进行详细的规划和准备，包括材料、工具和人员。
光纤敷设：按照设计要求，正确敷设光纤，确保光纤的安全性和可靠性。
设备安装：按照规范要求，正确安装ONU、OLT等设备。
测试与调试：在安装完成后，进行系统的测试和调试，确保系统的正常运行。
电力EPON技术标准.DOC
e)RS子层和PCS子层/PMA子层、多点控制协议MPCP（MPCP）、OAM功能应符合YD/T1475以及YD/T 1771的规定。
18
OLT
OLT的网络侧必须支持GE接口，可选支持10/100BASE-T、10/100BASE-F接口、10GBASE-X接口。
VLANVirtual Local Area Network虚拟局域网
15
以太网无源光网络（EPON）是一种采用点到多点（P2MP）结构的单纤双向光接入网络。EPON网络可以灵活组成树型、星型、总线型等拓扑结构。
EPON系统由网络侧的光线路终端（OLT）、用户侧的光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）组成(见图1)，下行方向（OLT到ONU）采用广播的方式，OLT发送的信号通过ODN到达各个ONU。在上行方向（ONU到OLT）采用TDMA多址接入方式，ONU发送的信号只会到达OLT，而不会到达其他ONU。
P2MPPoint to Multipoint点到多点
PCSPhysical Code Sublayer物理编码子层
POSPasaive Optical Splitter无源光分路器
PMAPhysical Medium Attachment物理媒质附加（子层）
PMDPhysical Medium Dependent物理媒质相关（子层）
图2EPON协议分层和OSI参考模型间的关系
EPON
a)电力EPON综合接入系统使用1000BASE-PX20接口物理层类型，支持20km传输。
b)EPON系统应使用符合ITU-T G.652要求的单模光纤。
c)EPON系统为单纤双向系统，上、下行应分别使用不同的波长，其中上行应使用1260nm～1360nm波长，下行应使用1480nm～1500nm波长。
GPON和EPON的技术对比
随着宽带的兴起和多样化业务需求的增加，在接入层网络上对于高带宽和业务支持的需求越来越多。
光进铜退，光纤逐步向用户侧延伸是网络建设的大势所趋。
光纤提供高带宽、多业务接入的能力使其应用越来越广泛，光纤接入已经成为下一代网络建设的最佳选择。
而目前国内国际铜价的节节攀升也为光纤的大规模应用提供了良好的催化作用，加速刺激FTTx市场发展。
5光纤接入有多种技术可供选择，而EPON和GPON则是目前业界比较看好的两种新技术，两者均具备长距、高带宽、无源免维护、抗电磁干扰能力强、使用周期长等特点，并且具备相似的拓扑结构，因此被业界普遍看好。
这也造成许多运营商在进行光纤接入技术选择时很难抉择。
从全球范围看来，EPON和GPON的标准之争也一直在进行。
而运营商在选择时不但需要考虑到技术本身的进展，而且需要和现有的网络情况结合起来，选择符10合自身发展的技术。
有基于此，下面对EPON、GPON两种技术进行一个全方位比较。
GPON和EPON的技术对比1、相似性●均是被业界广泛认可的国际标准；●具备相似的拓扑结构，均由局端设备OLT、用户端设备ONU/ONT、ODN和网管组15成，均能提供对于FTTH/FTTB/FTTO/FTTB/FTTN等应用场景的支持；●均采用不对称波长来进行数据的传输，下行1490nm，上行1310nm，并且支持第三方波长1550nm；●支持Multi-play业务，提供对于语音、数据、视频和图像的支持，具备组播支持功能，全面承载IPTV和CATV业务；20●最大物理传输距离均是20km；●均支持运营商级别的保护，支持链路及关键部件的冗余备份；2、区别●标准不同★ EPON基于IP以太网技术，符合IEEE 802.3标准，因此EPON天性支持以太网25体系特征；★ GPON符合ITU-T G.984系列标准，包括G.984.1 GSR、 G.984.2 GPM、G.984.3 GTC、G.984.4 OMCI；GPON 同时继承了BPON标准ITU-T G.983的部分特性，如DBA和链路保护机制；●传输速率不同★ EPON采用上下行对称1.25Gbps速率传输；5★ GPON定义了以下7种传输速率模式:下行上行1244.16 Mbps， 155.52 Mbps1244.16 Mbps， 622.08 Mbps101244.16 Mbps， 1244.16 Mbps2488.32 Mbps， 155.52 Mbps2488.32 Mbps， 622.08 Mbps2488.32 Mbps， 1244.16 Mbps2488.32 Mbps， 2488.32 Mbps目前业务主流解决方案为下行2488.32 Mbps，上行1244.16 Mbps。
EPON技术分析
EPON技术分析1、EPON技术简介原文位置EPON技术由IEEE 802.3 EFM工作组进行标准化。
2004年6月，IEEE 802.3EFM工作组发布了EPON标准——IEEE 802.3ah(2005年并入IEEE 802.3-2005标准)。
在该标准中将以太网和PON技术相结合，在无源光网络体系架构的基础上，定义了一种新的、应用于EPON系统的物理层(主要是光接口)规范和扩展的以太网数据链路层协议，以实现在点到多点的PON中以太网帧的TDM接入。
此外，EPON还定义了一种运行、维护和管理(OAM)机制，以实现必要的运行管理和维护功能。
EPON系统的协议参考模型如图1所示。
原文位置原文位置原文位置图1 EPON系统的协议参考模型原文位置在物理层，IEEE 802.3-2005规定采用单纤波分复用技术(下行1490 nm，上行1310 nm)实现单纤双向传输，同时定义了1000 BASE-PX-10 U/D和1000 BASE-PX-20 U/D两种PON光接口，分别支持10 km和20 km的最大距离传输。
在物理编码子层，EPON系统继承了吉比特以太网的原有标准，采用8B/10B线路编码和标准的上下行对称1 Gbit/s数据速率(线路速率为1.25 Gbit/s)。
在数据链路层，多点MAC控制协议(MPCP)的功能是在一个点到多点的EPON系统中实现点到点的仿真，支持点到多点网络中多个MAC客户层实体，并支持对额外MAC的控制功能。
图1示意了EPON协议参考模型及多点MAC控制协议的位置。
MPCP主要处理ONU的发现和注册，多个ONU之间上行传输资源的分配、动态带宽分配，统计复用的ONU本地拥塞状态的汇报等。
原文位置利用其下行广播的传输方式，EPON定义了广播LLID(LLID=0xFF)作为单拷贝广播(SCB)信道，用于高效传输下行视频广播/组播业务。
EPON还提供了一种可选的OAM功能，提供一种诸如远端故障指示和远端环回控制等管理链路的运行机制，用于管理、测试和诊断已激活OAM功能的链路。
中国网通EPON系统互通测试方案
中国网通EPON系统互通测试方案摘要：本文主要介绍中国网通EPON系统的互通测试方案。
首先，对于EPON系统的基本原理进行了简要的介绍；其次，详细描述了互通测试的流程和方法；最后，给出了测试结果的分析和问题的处理方法，以及未来可能的改进方向。
一、EPON系统的基本原理EPON（Ethernet Passive Optical Network）系统是一种基于以太网传输技术的被动式光纤接入网络，其基本原理如下：1. OLT（Optical Line Terminal）：位于网络的中心位置，负责光纤链路的管理和调度，与上层网络交换设备相连。
2. ONU（Optical Network Unit）：位于用户终端，负责光纤链路的接入和光发射机的控制。
3.分光器：将光信号分为多个光路，用于连接多个ONU。
二、互通测试的流程和方法互通测试是为了验证EPON系统的相互连接和数据传输的可靠性。
1.环境准备：a)搭建测试环境，包括OLT、ONU和上层网络交换设备。
b)配置网络参数，确保所有设备能够正常通信。
2.基础功能测试：a)验证OLT与上层交换设备之间的连通性，确保能够正常通信。
b)验证ONU与OLT之间的连通性，确保能够正常注册。
3.数据传输测试：a)在OLT上配置虚拟局域网（VLAN），将不同的ONU划分到不同的VLAN中。
b)测试不同VLAN之间的数据传输，包括通过OLT跨VLAN转发和通过上层交换设备转发的情况。
4.故障恢复测试：a)模拟OLT或ONU的故障，观察系统是否能够自动切换到备份设备。
b)模拟光纤链路的中断，观察系统的恢复时间和恢复后的性能。
三、测试结果的分析和问题处理根据互通测试的结果，可以得出以下结论和问题：1.连接性良好：互通测试的基础功能测试结果显示，OLT与上层交换设备、ONU与OLT之间的连通性良好，能够正常通信和注册。
2.数据传输正常：数据传输测试结果显示，不同VLAN之间的数据传输正常，通过OLT跨VLAN转发和通过上层交换设备转发都能够实现。
EPON测距
EPON系统关键技术和相关测试方法分析近年来，随着互联网中多媒体信息的日益丰富，网络带宽的需求量在成倍增长。
接入网的带宽瓶颈问题变得越来越突出，现有的xDSL技术已经使以铜线资源为传输介质的接入网带宽发挥到了接近理论极致，仍难以满足日益增长的需求；而光接入网的引入无疑是解决接入网带宽瓶颈问题的有效方式。
所谓光接入网（OAN）是指在本地交换机或端模块与用户之间采用光纤（或部分采用光纤）为传输介质的通信系统。
它从形式上可分为有源光网络（AON）和无源光网络（PON）。
在AON中，主要采用SDH、PDH、Ethernet的有源设备为节点，设备往往要完成光-电信号转换的再生过程，优点是节点设备大多具有智能性，可以上/下或终结业务；缺点是网络成本高，管理、维护成本高。
PON是一种树状结构的全光网络，采用点到多点拓扑结构和稀疏波分复用(CWDM)技术来解决双向传输问题，具有节约光纤资源和便于运营、维护的特点，适合在接入网使用。
因此，许多国家和ITU组织更注重推动无源光网络在接入网的发展。
信息产业部电信研究院刘册一、技术发展与标准化情况目前，大量应用于宽带光接入网的技术主要是以GPON、EPON为代表的无源光网络技术。
GPON是ITU组织推出并持续致力于研究的技术，在ITU-TG.984系列标准中规定了GPON的物理层、TC层和OAM相关功能。
由于ITU在制定GPON标准的过程中考虑到对传统TDM业务的承载问题，沿用了125ms固定帧结构，以保持8k定时基准；而为了支持A TM等业务，GPON定义了一种全新的封装结构GEM(GPONencapsulationmethod)，可以把A TM和其它协议的数据混合封装成帧。
以上因素加大了GPON系统的技术复杂度，在一定程度上阻碍了其商用推广。
EPON是IEEE组织推出并持续致力研究的技术，它是基于吉比特以太网的无源光网络技术，继承了以太网的低成本和易用性以及光网络的高带宽，它是当前实现光接入网众多技术中性价比相对较高的一种。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
EPON测试技术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。
图1 EPON系统组成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 OAMONU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系统里的最大数，一个EPON系统支持的最大数是从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协议的开发是否完全一致。
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。
图2 EPON系统测试拓扑图3.1 MPCP注册过程的测试测试目的：在正确的时间窗口内，ONU向OLT注册。
测试方法：利用IxN2X分析MPCP并完成此项测试。
可以设置触发器，当捕获到OLT的Gate消息以后，开始捕获其它交互的消息。
OLT定期发出Gate消息，Gate消息里的Discovery Flag是置位的。
ONU在发送Register消息时等待一个随机的时间。
测试的关键点是来测试ONU的注册过程所用的时间。
可以分析所捕获的Gate消息，得出Discovery Window，然后比较所收到的Register消息的时间戳应保证在Discovery Window 内。
3.2 下行流量广播测试目的：下行流量能正确转发到指定ONU。
尽管下行流量可以广播到所有的ONU，但只有被指定的ONU才能把流量转发到它的端用户。
测试方法：利用IxN2X可以发现为每个ONU分配的LLID，然后在指定的ONU上接收流量，观察是否能在指定的ONU上接收到流量。
捕获MPCP消息，查看为每个ONU分配的LLID。
从OLT端发送流量，流量的LLID指向某个ONU。
在指定的ONU端，能够接收到此ONU转发的流量。
在其它的ONU端，不能够接收到此ONU转发的流量。
3.3 上行发送队列测试目的：此测试是验证ONU能在传送窗口时间内发送流量。
测试方法：IxN2X可以精确计算ONU发送包的时间，能够验证ONU是否是在发送窗口内发送流量。
设置触发器：当双向捕获到指定的LLID的Gate消息时开始捕获。
设置过滤器：只捕获指定的LLID的上行流量。
向带有指定的LLID的ONU发送流量，ONU向OLT发送Report消息，OLT向ONU发送Gate 消息。
用IxN2X捕获协议包，查看OLT为这个LLID分配的发送窗口。
捕获指定的ONU发送的上行流量。
通过比较时间戳，可以验证出ONU应在发送窗口内发送流量。
3.4 EPON测距性能测试（见图3）图3 测距测试拓扑图测试目的：测试OLT侧对ONU进行测距所能达到的最小距离和最大距离；测试新加入网络的ONU在测距时是否影响其它在线ONU的正常运行；测试测量测距精度。
测试方法：搭建好测试配置，使系统在最大分路比下工作，ONU1~ONUn-1与OLT距离为0km（通过分路器直连），ONUn与OLT距离为10km/20km。
在所有ONU正常工作的条件下，在OLT侧对各ONU分别测距。
如果所有ONU都能正常测距，用IxN2X可以监视所有ONU（ONU1~ONUn）是否能正常工作（对于IP业务，要求在吞吐量的90%时测试，无丢包），说明测距范围符合指标。
对ONU3进行测距，记录测距值为b1。
在ONU3加入3m的光跳线。
重新对ONU3进行测距，记录测距值为b2。
去掉光跳线，再对ONU3进行测距，记录测距值为b3。
计算测距值的变化| b2 -b1|和| b2 –b3|应≤16ns。
3.5 EPON系统的性能测试（见图4）图4 性能测试拓扑图测试目的：能够更好地隔离造成系统转发性能下降的原因。
测试方法：IxN2X可以在PON端口统计PON的流量，计算时延和包丢失。
测试拓扑如图4所示。
IxN2X 103/2和N2X 103/3是以太网端口，N2X 101/1是EPON接口，统计上行流量，IxN2X 101/2是EPON接口，统计下行流量。
在103/2和103/3之间互相发双向业务流。
分别在101/1和101/2端口统计上行和下行的流量。
用户可以分别计算出通过ONU和OLT的延迟。
测试结果如图5所示。
丢包也可以用同样的方法计算。
图5 ONU端和OLT端性能测试结果从以上测试结果，我们可以计算出：OLT Downstream avg Latency=10.4us。
ONU Upstream avg Latency=406.4us。
OLT Upstream avg Latency=416.7-406.4=10.3us。
ONU Downstream avg Latency=13.4-10.4=3us。
4 结束语IXIA IxN2X在EPON测试领域一直处于领先地位，它提供了丰富的EPON测试功能，可以测试MPCP，OAM协议，可以测试DBA算法，可以测试EPON系统的转发性能，可以测试EPON 系统的QoS保证能力等。
根据EPON的传输特性，有效地测试EPON系统是必要的。