无源光网络EPON技术及应用分析
总体来说,EPON支持TDM业务接入要先解决以下几个技术难题:
1)TDM业务的定时与同步
众所周知,TDM业务对定时和同步的要求特别严格。而EPON本质上是基于以太网技术的异步传送网络,没有全网同步的高精度电信时钟。以太网定义的时钟精度为±100ppm,而传统TDM业务要求的时钟精度为±50ppm。此外,在提供全网同步的电信时钟的同时,还必须尽可能周期性地传送TDM数据,以满足其抖动和误码要求。
2)TDM业务的QoS保证
尽管TDM业务占用的带宽较小,但对延时、抖动、漂移、误码率等指标都有很高的要求。这就要求我们不仅在上行动态带宽分配(DBA,Dynamic Bandwidth Allocation)时考虑如何减小TDM业务的传送延时和抖动,也必须在下行带宽控制策略中保证TDM业务对延时和抖动等的严格要求。
3)EPON网络的生存性
此外,TDM业务还要求承载网络必须具有良好的生存性,在发生重大故障时,能在尽可能短的时间内实现业务的可靠倒换。由于EPON主要用于接入网建设,离用户距离较近,各种应用和使用环境复杂,很容易受城市建设等不可知因素的影响,造成链路中断等事故。因此,迫切要求EPON系统能提供经济高效的系统保护方案。
为了解决这些技术难题,除了要在EPON系统自身的设计上充分考虑,还必须采用一些新兴的技术来达到这一目标。除了少数几种私有的实现技术以外,目前主流的应用有基于分组的电路仿真业务(CESoP,Circuit Emulation Serviceover Packet)和VoIP两种技术。
CESoP技术与EPON
CESoP技术基本原理
CESoP的基本思想就是在分组网络上搭建一个"通道",在其中实现TDM电路(如N×64kbps电路业务或E1等),从而使网络任何一端的TDM设备不必担心其所连接的网络是否是一个TDM网络。分组网络被用来仿真TDM电路的行为,故而称为"电路仿真"。
电路仿真要求在分组交换网络的两端都有交互连接功能。在分组交换网络入口处,交互连接功能将TDM数据转换成一系列分组,而在分组交换网络出口处则利用这一系列分组再重新生成TDM电路。有两种基本方法可以实现这种交互功能模块,包括结构化仿真和非结构化仿真或结构不可知(Structure-Agnostic)仿真。
由于EPON是基于以太网技术的一种新兴接入手段,CESoP技术应用到EPON中具体表现为TDMoverEthernet技术。EPON网络具有和传统TDM网络不相同的特性,为此必须考虑以太网帧丢失、以太网帧重新排序和以太网帧延迟变化等因素。
VoIP技术在EPON中的应用
VoIP技术作为一项发展中的热门技术,近些年已实现了一定范围的规模应用,是IP网络承载语音业务的一个有效手段。在EPON系统中,同样可以通过增加某些VoIP设备或功能,实现传统电话业务的接入。利用VoIP技术,只要保证EPON语音业务上/下行的延时和抖动特性,其他功能都留给用户侧的综合接入设备(IAD,IntegratedAccessDevice)和局端的接入网关设备处理,就可以实现语音业务的传输。此种方式实现起来相对简单,可以直接移植现有技术,但需要昂贵的局端接入网关设备,建网成本较高,且会受限于VoIP技术本身的缺陷。此外,也无法提供E1和N×64kbps数据业务的接入。