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EPON系統(tǒng)功能的實(shí)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(gè)ONU按照LLID來判斷屬于自已的信 息，因此下行方向不會有時(shí)隙沖突。但是對于上行方向，來自不同ONU的上行時(shí)隙由于不 同光支路的路徑長短不同而有可能會同時(shí)到達(dá)光合路器從而造成沖突，這時(shí)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(shí)延，安排各ONU上行 時(shí)隙以保證它們不重疊地進(jìn)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(shí)隙沖突

測距的目的是補(bǔ)償因ONU與OLT之間的距離不同而引起的傳輸時(shí)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(shí)延較大的特點(diǎn)，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(gè)ONU到OLT的距離并能精確地調(diào)整ONU 的發(fā)送時(shí)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(shí)延。 產(chǎn)生傳輸時(shí)延差異的根源有兩個(gè)，一個(gè)是物理距離的不同，另一個(gè)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(jìn)行靜態(tài)粗測，這是對物理距離差異進(jìn)行時(shí)延補(bǔ)償；

第2步是在通信過程中實(shí)時(shí)進(jìn)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(shí)延漂移。

光在光纖上傳輸延時(shí)大約是5ns/km,而且環(huán)境溫度的變化也會影響延時(shí)。TDMA接入須 保證每個(gè)ONU的上行信號在交匯處能插入指定時(shí)隙而不碰撞，這就要求對每個(gè)ONU與OLT 的距離進(jìn)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(kuò)頻法測距、帶外法測距和帶內(nèi)開窗測距3種。 1. 擴(kuò)頻法測距 粗測時(shí)，OLT向ONU發(fā)出一條指令，通知ONU發(fā)送一個(gè)特定低幅值的偽隨機(jī)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(jī)碼的時(shí)間差。動態(tài)精測需要開一個(gè)小窗口， 通過監(jiān)測相位變化實(shí)時(shí)調(diào)整時(shí)延值。這種測距的優(yōu)點(diǎn)是不中斷正常業(yè)務(wù)，精測時(shí)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(diǎn)是技術(shù)復(fù)雜，精 度不高。 2. 帶外法測距 粗測時(shí)，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(jì)算出環(huán)路時(shí) 延。精測時(shí)需要開一個(gè)幀大小的窗口。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是測距精度高，對業(yè)務(wù)影響??；缺點(diǎn) 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(shí)，OLT形成一個(gè)測距窗口供被測ONU使用。OLT發(fā)送一個(gè)測距信號， ONU在接收到這個(gè)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(jì)算出均衡時(shí)延 值。采用實(shí)時(shí)監(jiān)測上行信號，無需另外開窗。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是利用成熟的數(shù)字技術(shù)，實(shí)現(xiàn) 簡單、精度高、成本低。缺點(diǎn)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(shí)間戳在監(jiān)測ONU的即插即用QoS的同時(shí)發(fā)起和完成，基 本過程如圖2-17所示。OLT在H時(shí)刻通過下行信道，利用QoS廣播時(shí)隙同步信號和空閑時(shí) 隙標(biāo)記。ONU在接到消息后，立即將本地時(shí)鐘更新為T1,在OLT授權(quán)ONU發(fā)送消息的時(shí) 刻，ONU發(fā)送一個(gè)REPORT消息，該消息包含ONU的地址、服務(wù)登記等參數(shù)，此時(shí)本地時(shí) 間戳為72； OLT在73時(shí)刻接收到REPORT消息，則由圖2-17可知，OLT與ONU之間的信 道延時(shí)(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(shí)間（如3min）收不到ONU的時(shí)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(diǎn)到點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，上行過程中，每個(gè)ONU的發(fā)送時(shí)隙必須與OLT分 配的時(shí)隙保持一致，以防止各個(gè)ONU上行數(shù)據(jù)發(fā)生碰撞，因此，ONU側(cè)的時(shí)鐘應(yīng)與OLT側(cè) 的時(shí)鐘同步。
EPON系統(tǒng)采用時(shí)間戳方式進(jìn)行系統(tǒng)同步。OLT、ONU兩端有同頻系統(tǒng)時(shí)鐘，OLT以一 定的時(shí)間間隔給每個(gè)ONU發(fā)送當(dāng)前OLT的時(shí)鐘計(jì)數(shù)值（時(shí)間戳值），ONU收到OLT發(fā)來的 時(shí)間戳后，用該標(biāo)簽值來刷新ONU的當(dāng)前時(shí)間戳，這樣保證ONU以落后于OLT 一定的時(shí) 間同OLT在時(shí)間上同步。這種同步是一種定期的計(jì)數(shù)器值的修正，保證兩端的計(jì)數(shù)器偏差在 一個(gè)范圍之內(nèi)。如圖2-18所示，OLT在H時(shí)刻發(fā)送出時(shí)間戳Tl, ONU收到后將自己的時(shí) 鐘計(jì)數(shù)器置成T\, OLT在T2時(shí)刻發(fā)送岀時(shí)間戳72, ONU收到后將自己的時(shí)鐘計(jì)數(shù)器置成 72,依此類推。下行時(shí)間戳封裝在OLT發(fā)給ONU的包含發(fā)送開始時(shí)間的GATE MAC控制 幀中。