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EPON系統(tǒng)功能的實現(xiàn)離不開各種關(guān)鍵技術(shù)，這些關(guān)鍵技術(shù)主要包括測距、系統(tǒng)同步、 QoS以及動態(tài)帶寬分配等。 測距 PON系統(tǒng)在下行方向采用TDM的廣播方式，各個ONU按照LLID來判斷屬于自已的信 息，因此下行方向不會有時隙沖突。但是對于上行方向，來自不同ONU的上行時隙由于不 同光支路的路徑長短不同而有可能會同時到達光合路器從而造成沖突，這時由于OLT無法正 確判斷和提取沖突的信息，就可能會引發(fā)大量的誤碼或同步丟失，造成系統(tǒng)不能正常地工作, 如圖2」6所示。為避免這種情況的發(fā)生，必須測得OLT到ONU的時延，安排各ONU上行 時隙以保證它們不重疊地進行復(fù)用，這種測量的過程就叫做測距。

圖2.16 EPON上行傳輸ONU的時隙沖突

測距的目的是補償因ONU與OLT之間的距離不同而引起的傳輸時延差異，使所有ONU 感覺到與OLT的邏輯距離相同。由于光纖信道具有時延較大的特點，ONU與OLT之間的距離將會影響到上行信道的復(fù)用，如果準(zhǔn)確測量各個ONU到OLT的距離并能精確地調(diào)整ONU 的發(fā)送時延，則可以減小ONU發(fā)送窗口間的間隔，從而提高上行信道的利用率并減小時延。 產(chǎn)生傳輸時延差異的根源有兩個，一個是物理距離的不同，另一個是由環(huán)境溫度的變化和光 電器件的老化等因素造成的。測距的程序也相應(yīng)地分為兩步：

第1步是在新ONU的安裝調(diào) 測階段進行靜態(tài)粗測，這是對物理距離差異進行時延補償；

第2步是在通信過程中實時進行 的動態(tài)精測，以校正由環(huán)境溫度變化和器件老化等因素引起的時延漂移。

光在光纖上傳輸延時大約是5ns/km,而且環(huán)境溫度的變化也會影響延時。TDMA接入須 保證每個ONU的上行信號在交匯處能插入指定時隙而不碰撞，這就要求對每個ONU與OLT 的距離進行精確測定，G.983.1建議的測距精度為±2bit。
測距方法主要包括擴頻法測距、帶外法測距和帶內(nèi)開窗測距3種。 1. 擴頻法測距 粗測時，OLT向ONU發(fā)出一條指令，通知ONU發(fā)送一個特定低幅值的偽隨機碼，OLT 利用相關(guān)技術(shù)檢測出從發(fā)出指令至接收到偽隨機碼的時間差。動態(tài)精測需要開一個小窗口， 通過監(jiān)測相位變化實時調(diào)整時延值。這種測距的優(yōu)點是不中斷正常業(yè)務(wù)，精測時占用的通信 帶寬很窄，ONU所需的緩存區(qū)較小，對業(yè)務(wù)質(zhì)量(QoS)的影響不大。缺點是技術(shù)復(fù)雜，精 度不高。 2. 帶外法測距 粗測時，OLT向ONU發(fā)出一條測距指令，ONU接到指令后將低頻小振幅的正弦波加到 激光器的偏置電流中，正弦波的初始相位固定。OLT通過檢測正弦波的相位值計算出環(huán)路時 延。精測時需要開一個幀大小的窗口。這種方法的優(yōu)點是測距精度高，對業(yè)務(wù)影響??；缺點 是技術(shù)復(fù)雜，成本較高，測距信號是模擬信號。 3. 帶內(nèi)開窗測距

當(dāng)OLT需要測距時，OLT形成一個測距窗口供被測ONU使用。OLT發(fā)送一個測距信號， ONU在接收到這個信號后，在測距窗口發(fā)送應(yīng)答信號。OLT接收應(yīng)答信號后計算出均衡時延 值。采用實時監(jiān)測上行信號，無需另外開窗。這種方法的優(yōu)點是利用成熟的數(shù)字技術(shù)，實現(xiàn) 簡單、精度高、成本低。缺點是測距占用上行帶寬。利用合理的帶寬分配算法能夠在一定的 程度上避免其對業(yè)務(wù)QoS的影響。接入網(wǎng)最敏感的是成本問題，所以，綜合考慮，EPON宜 采用帶內(nèi)開窗法測距技術(shù)。

帶內(nèi)開窗法測距由OLT通過時間戳在監(jiān)測ONU的即插即用QoS的同時發(fā)起和完成，基 本過程如圖2-17所示。OLT在H時刻通過下行信道，利用QoS廣播時隙同步信號和空閑時 隙標(biāo)記。ONU在接到消息后，立即將本地時鐘更新為T1,在OLT授權(quán)ONU發(fā)送消息的時 刻，ONU發(fā)送一個REPORT消息，該消息包含ONU的地址、服務(wù)登記等參數(shù)，此時本地時 間戳為72； OLT在73時刻接收到REPORT消息，則由圖2-17可知，OLT與ONU之間的信 道延時(RTT) = (73-H) - (72-H) =73-72,之后，OLT便依據(jù)DBA協(xié)議為ONU分配帶寬。當(dāng)ONU離線后，由于OLT長時間（如3min）收不到ONU的時間戳標(biāo)記，則判定其離線。

圖2-17帶內(nèi)開窗法測距基本流程

系統(tǒng)同步 由于EPON為多點到點的拓撲結(jié)構(gòu)，上行過程中，每個ONU的發(fā)送時隙必須與OLT分 配的時隙保持一致，以防止各個ONU上行數(shù)據(jù)發(fā)生碰撞，因此，ONU側(cè)的時鐘應(yīng)與OLT側(cè) 的時鐘同步。
EPON系統(tǒng)采用時間戳方式進行系統(tǒng)同步。OLT、ONU兩端有同頻系統(tǒng)時鐘，OLT以一 定的時間間隔給每個ONU發(fā)送當(dāng)前OLT的時鐘計數(shù)值（時間戳值），ONU收到OLT發(fā)來的 時間戳后，用該標(biāo)簽值來刷新ONU的當(dāng)前時間戳，這樣保證ONU以落后于OLT 一定的時 間同OLT在時間上同步。這種同步是一種定期的計數(shù)器值的修正，保證兩端的計數(shù)器偏差在 一個范圍之內(nèi)。如圖2-18所示，OLT在H時刻發(fā)送出時間戳Tl, ONU收到后將自己的時 鐘計數(shù)器置成T\, OLT在T2時刻發(fā)送岀時間戳72, ONU收到后將自己的時鐘計數(shù)器置成 72,依此類推。下行時間戳封裝在OLT發(fā)給ONU的包含發(fā)送開始時間的GATE MAC控制 幀中。