[發(fā)明專利]一種基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的光纖總線設(shè)計(jì)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310218498.4
• 申請(qǐng)日: 2013-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN103281131A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜和青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杜和青
• 主分類號(hào): H04B10/278
• 分類號(hào): H04B10/278;H04B10/25
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子信息和通信科技領(lǐng)域，涉及一種基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的光纖總線設(shè)計(jì)方法和原理。

背景技術(shù)

1.以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(Ethernet?Passive?Optical?Network，EPON)

以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)是一種以光纖作為傳輸介質(zhì)，用以太網(wǎng)協(xié)議為上層傳輸協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。它由四部分組成：光纖線路終端(Optical?Line?Terminal，OLT)，光網(wǎng)絡(luò)單元(Optical?Network?Unit，ONU)，無源分光器(Passive?Optical?Splitter，POS)、光纖(Optical?Line)。光纖線路終端OLT完成各接入ONU之間的數(shù)據(jù)交換和控制；光網(wǎng)絡(luò)單元ONU完成與用戶設(shè)備的轉(zhuǎn)接，分光器完成光路的分路；光纖是數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ溃灰蕴W(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)是一種新型的寬帶接入技術(shù)，它的用途是實(shí)現(xiàn)光纖到戶的寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入。與以太網(wǎng)交換機(jī)相比，它具有以下特點(diǎn)：

傳輸速率高：由光纖直接聯(lián)入用戶設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)達(dá)1Gbps的帶寬。

-采用時(shí)分復(fù)用機(jī)制：控制單元對(duì)接入的用戶設(shè)備實(shí)行按照時(shí)間間隔來分配數(shù)據(jù)傳輸權(quán)限的機(jī)制。這種機(jī)制避免了以太網(wǎng)中采用的介質(zhì)訪問控制方法——CSMA/CD(Carrier?Sense?Multiple?Access?with?Collision?Detection，沖突檢測(cè)載波監(jiān)聽多點(diǎn)訪問)。這是以太網(wǎng)規(guī)定的一種非確定性或隨機(jī)性通信方式。其基本工作原理是：某節(jié)點(diǎn)要發(fā)送報(bào)文時(shí)，首先監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)，如網(wǎng)絡(luò)忙，則等到其空閑為止，否則將立即發(fā)送，并同時(shí)繼續(xù)監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)；如果兩個(gè)或更多的節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽到網(wǎng)絡(luò)空閑并同時(shí)發(fā)送報(bào)文時(shí)，將發(fā)生碰撞，同時(shí)節(jié)點(diǎn)立即停止發(fā)送，并等待一段隨機(jī)長度的時(shí)間后重新發(fā)送。16次碰撞后，控制器將停止發(fā)送并向節(jié)點(diǎn)微處理器回報(bào)失敗信息。在網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷較高時(shí)，以太網(wǎng)上存在的這種碰撞成了主要問題，因?yàn)樗鼧O大地影響了以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)吞吐量和傳輸延時(shí)，并導(dǎo)致以太網(wǎng)實(shí)際性能的下降。由于在一系列碰撞后，報(bào)文可能會(huì)丟失，因此節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的通信將無法得到保障。以太網(wǎng)的這種CSMA/CD介質(zhì)訪問機(jī)制導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)和通信響應(yīng)的“不確定性”。采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)后，網(wǎng)絡(luò)按照預(yù)定的時(shí)間間隔分配數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，就可以避免信息碰撞。

傳輸距離遠(yuǎn)：由于光纖采用無源的工作模式，傳輸距離可達(dá)20公里。

具有QOS機(jī)制：可以按照用戶端的要求配置優(yōu)先級(jí)控制。

可采用星型、總線型和環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

2.以太網(wǎng)三層交換

以太網(wǎng)協(xié)議中三層交換的“三層”指的是OSI(開放系統(tǒng)互連)七層參考模型的下面三層。OSI參考模型是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織為了解決不同系統(tǒng)的互聯(lián)而提出的模型，它將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按功能劃分為七個(gè)層次，這就是網(wǎng)絡(luò)通信中的七層模型或七層結(jié)構(gòu)，各層名稱如附圖1所示。

(a)第一層——物理層

物理層設(shè)備是最低層次的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，主要負(fù)責(zé)實(shí)際的信號(hào)傳輸，即比特流。對(duì)于物理層設(shè)備來講，它只認(rèn)識(shí)比特流，不認(rèn)MAC地址、IP地址。

(b)第二層——數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)在兩個(gè)主機(jī)上建立數(shù)據(jù)鏈路連接，向物理層傳輸數(shù)據(jù)幀，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理使之無差錯(cuò)并合理地傳輸。二層交換機(jī)只能連接IP地址在同一子網(wǎng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)，如果計(jì)算機(jī)的IP地址在不同的子網(wǎng)內(nèi)，即使連接在同一臺(tái)交換機(jī)的端口上，雖然近在咫尺，也不能相互通信，因?yàn)楝F(xiàn)在的計(jì)算機(jī)是通過IP地址相互通信的，而交換機(jī)不能識(shí)別IP地址。

(c)第三層——網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層主要負(fù)責(zé)路由，即選擇合適的路徑的功能。網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)常使用的路由器就是典型的網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備，它能夠識(shí)別幀中的三層地址。比如一臺(tái)IP地址為“192.168.1.1”的計(jì)算機(jī)想與IP地址為“10.1.1.2”的計(jì)算機(jī)通信，因?yàn)樗鼈儾辉谕蛔泳W(wǎng)里，必須通過路由器路由才能實(shí)現(xiàn)通信。