以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)研究及硬件系統(tǒng)實現(xiàn).pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展和廣泛普及，接入網(wǎng)對帶寬的要求也越來越高。目前無源光網(wǎng)絡(luò)(PON，Passive Optical Network)是部署最多的光接入網(wǎng)。本文工作是國家863 計劃項目“基于千兆以太網(wǎng)的寬帶無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”的重要內(nèi)容，針對以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和以及物理層(PHY，Physical Layer)和媒體接入控制層(MAC，MediaAccess Control)的關(guān)鍵技術(shù)進行了深入的分析研究和技術(shù)創(chuàng)新，并詳細闡述

2、了系統(tǒng)的總體設(shè)計和硬件實現(xiàn)。所取得的主要研究成果如下： (1) 研究了四種廣義EPON 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，包括千兆以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(GEPON，Giagabit EPON)/基于波分多址(WDMA)的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(WEPON，EPON Based onWDMA)/萬兆以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（10G EPON）和基于WDMA 的萬兆以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（10G WEPON），其中提出了獨創(chuàng)的WEPON 架構(gòu)。比較了四種EPON 的性能和應用

3、方向。 (2) 研究了GEPON 的物理層和MAC 層協(xié)議。在物理層，提出了一種干線冗余保護技術(shù)，解決了樹型結(jié)構(gòu)下干線單點故障造成所有用戶斷線的問題。在MAC 層，闡述了多點MAC 控制協(xié)議。 (3) 詳細闡述了GEPON 系統(tǒng)的總體設(shè)計和硬件實現(xiàn)，給出了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和功能劃分，定義和描述了系統(tǒng)內(nèi)外部的接口，對局端機的模塊結(jié)構(gòu)板卡等組成單元進行了設(shè)計，對用戶端設(shè)備的功能模塊進行了設(shè)計，對PON 的無源分支設(shè)備做了設(shè)計。最

4、后給出了該GEPON 系統(tǒng)的測試結(jié)果。 (4) 詳細給出了WEPON 的物理層和MAC 層的協(xié)議實現(xiàn)。在物理層提出了低成本的實現(xiàn)技術(shù)：窄帶光濾波器，低成本密集波分復用(DWDM)激光器和上行波長復用、解復用技術(shù)。在MAC 層針對上下行帶寬對稱、不對稱及光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)為站點、網(wǎng)橋等情形給出了WEPON 的點對點仿真(P2PE，Point-to-Point Emulation)實現(xiàn)和虛擬局域網(wǎng)(VLAN，Virtual Loc

5、al Access Network)設(shè)置的兼容性處理方法。 (5) 詳細闡述了WEPON 系統(tǒng)的總體設(shè)計和硬件實現(xiàn)，給出了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和功能劃分，定義和描述了系統(tǒng)內(nèi)外部的接口，對局端機的模塊結(jié)構(gòu)板卡等組成單元進行了設(shè)計，對用戶端設(shè)備的功能模塊進行了設(shè)計，對PON 的無源分支設(shè)備做了設(shè)計。最后給出該WEPON 系統(tǒng)的測試結(jié)果。(6) 研究了10G EPON 和10G WEPON，給出了10G EPON 的協(xié)議模型和最有可能的實現(xiàn)方