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点对点光以太网技术的发展与应用

gecimao 发表于 2019-06-10 19:00 | 查看: | 回复:

  光纤到户(FTTH)技术采用光纤作为传输媒质,具有传输容量大、传输质量高、可靠性高、传输距离长、抗电磁干扰等优点,是未来宽带固定接入的发展方向。FTTH的实现方式有两大类:点到点(point to point,P2P)有源光网络和点到多点(point to multi-point,P2MP)无源光网络(PON)。随着宽带业务的快速发展和FTTH的不断升温,FTTH网络中的点到点光以太网技术(以下简称P2P),尤其是单纤双向光以太网技术开始受到更多的关注。

  P2P通常是指采用光信号的点到点传输方式,从局端或远端机房到每个用户都用一对或一根独立的光纤,局端和用户端各需要一个光收发器。传统的基于P2P的FTTH实现方式是采用“媒质转换器(MC)+传统以太网交换机”的组网方式,采用MC将电信号转换成光信号进行长距离传输。这种方案主要用于早期的FTTH小区接入和企业客户的专线接入,优点是对于目前已经普及的100 Mbit/s速率的以太网交换机而言,不必更换支持光纤传输的网卡,只需加上MC即可,从而可降低升级成本,如图1所示。

  不过这种方式缺乏相关的国际标准,不同厂家的设备很难做到互通。此外由于MC与以太网交换机是分离的两个设备,不利于维护,而且由于每个用户占用一个以太网端口和一个MC,单位机框可以接入的用户数较低,在做园区接入时,必然采用多级汇聚的组网模式,这也相应地增加了故障点和维护难度,因此是一种过渡性的点对点FTTH方案。

  近年来,单纤双向P2P系统开始受到越来越多的关注。单纤双向P2P系统可以节约一半的光纤消耗,节约系统建设成本,并可改善传统MC方式的P2P系统网管能力弱的问题。目前IEEE EFM工作组、ITU-T以及日本电信技术委员会分别推出了各自的相关标准。

  IEEE 802.3ah于2004年9月定稿,目前标准号为IEEE 802.3-2005。该标准定义了速率100 Mbit/s、传输距离10 km和速率1000 Mbit/s、传输距离10 km两种新的P2P标准,采用WDM(波分复用)方式实现单纤双向传输,上、下行分别选用1310 nm和1550 nm。标准中引入了光接口的物理参数要求,同时定义了基于以太网的链路监控和环回测试的OAM(操作、维护和管理)功能,增强了网络的管理功能。

  ITU-T G.985是ITU-T组织SG15制定的P2P系统标准,2003年3月发布,2005年修订了一版,内容包括P2P系统构架、ODN(光配线网)、物理参数信息及简单的OAM。不过目前此标准只定义了速率100 Mbit/s、传输距离10 km的标准,而且OAM部分也仅仅提及相关概念,并没有定义具体的消息帧。

  TS-1000标准于2003年由日本电信技术委员会制定,它定义了3种距离的单模光纤双向传输方式:Class S(短距离)、Class A(中等距离)、Class B(长距离)。此外,还定义了一个12 byte的短帧用于OAM功能,以改善传统MC方式的P2P没有网络管理能力的问题。最新版本为第2版,于2004年1月发布。表1对这3种标准进行了比较分析。

  可以看出3个标准当中,IEEE 802.3ah定义最为全面,不但规定了单纤双向和双纤双向两种模式,还给出了100 Mbit/s和1000 Mbit/s两种传输速率,此外定义的OAM PDU最多可以承载1496 byte净负荷,可支持更多的管理和维护信息。

  TS-1000是日本为推进其本国FTTH的战略而量身定做的一个标准。本着简单实用的原则,标准中仅仅规定了100 Mbit/s单纤双向的应用模式,OAM定义也非常简单,而且没有考虑ONU侧多端口的情况下OAM的处理情况,实际扩展性较差,目前仅仅在日本国内有少量的应用。

  G.985目前也只定义了100 Mbit/s单纤双向的应用模式,从标准的内容上分析,推测该标准的物理层接口规范与TS-1000同源同根,只不过做了一些细微的扩展和改动。OAM部分参考了IEEE 802.3ah的规定,但是仅仅提及相关的概念,并没有详细定义帧的格式,目前国内的厂家设备对此标准支持或计划支持的并不多见。

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