EPON技術(shù)淺析及其在我公司的具體應(yīng)用

一、引 言

從2000年開始，我國的寬帶網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展，主要的寬帶接入技術(shù)DSL因受傳統(tǒng)電信運(yùn)營商的青睞而成了擁有用戶數(shù)最多和發(fā)展最快的技術(shù)。隨著寬帶市場(chǎng)的發(fā)展和電信市場(chǎng)競爭的日益激烈，現(xiàn)有的以銅纜為傳輸媒質(zhì)、基于不對(duì)稱數(shù)字用戶線(ADsL)技術(shù)為基礎(chǔ)的寬帶接入建設(shè)模式將不能適應(yīng)未來開展高清視頻、安全監(jiān)控等高速率帶寬業(yè)務(wù)的需求?！肮膺M(jìn)銅退”作為實(shí)施網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型和固網(wǎng)寬帶化的有效措施，在提高接入帶寬，提升網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)的支撐能力，增強(qiáng)運(yùn)營商的核心競爭能力方面將發(fā)揮重要作用。IP技術(shù)和接入技術(shù)的結(jié)合，誕生了一種最新的寬帶接入技術(shù)一以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)。由于大量光纖的敷設(shè)，以太網(wǎng)技術(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)的更進(jìn)一步發(fā)展，以及對(duì)寬帶業(yè)務(wù)需求的增加，在一定程度上刺激了EPON市場(chǎng)的發(fā)展。EPON將以太網(wǎng)技術(shù)與無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù)結(jié)合起來，其目標(biāo)是用最簡單的方式實(shí)現(xiàn)一個(gè)點(diǎn)到多點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的千兆以太網(wǎng)光纖接入網(wǎng)絡(luò)。

二、EPON基本原理

EPON的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.3ah，標(biāo)準(zhǔn)中定義了EPON的物理層、MPcP(多點(diǎn)控制協(xié)議)、OAM(運(yùn)行管理維護(hù))等相關(guān)內(nèi)容。IEEE制定EPON標(biāo)準(zhǔn)的基本原則是盡量在802.3體系結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行EPON的標(biāo)準(zhǔn)化工作，最小程度地?cái)U(kuò)充標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的MAc協(xié)議。這就最大程度地繼承了以太網(wǎng)經(jīng)過長期、大規(guī)模實(shí)踐檢驗(yàn)積累下來的寶貴技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。EPON就是以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)，由OLT、分路器、ONU幾部分組成，可以實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的傳輸。下行采用廣播的方式，上行采用時(shí)分復(fù)用的方式。

1.工作原理

EPON由光纖線路終端、光分配網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)單元組成，采用的是樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。使用上行1310nm和下行1490nm波長傳送數(shù)據(jù)和語音。OLT放置在中心局端，分配和控制信道的連接，并有實(shí)時(shí)監(jiān)控、管理及維護(hù)功能。ONU放置在用戶側(cè)，OLT與ONu間通過無源的光分配網(wǎng)絡(luò)按照1:16/1:32/1:64方式連接，系統(tǒng)參考配置如圖所示:

EPON網(wǎng)絡(luò)采用一點(diǎn)至多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，取代點(diǎn)到點(diǎn)結(jié)構(gòu)，大大節(jié)省了光纖的用量和管理成本。無源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備代替了傳統(tǒng)的ATM/SONET寬帶接入系統(tǒng)中的中繼器、放大器和激光器，減少了中心局端所需的激光器數(shù)目，并且OLT由許多ONU用戶分擔(dān)。此外EPON利--用以太網(wǎng)技術(shù)，采用標(biāo)準(zhǔn)以太幀，無須任何轉(zhuǎn)換就可以承載目前的主流業(yè)務(wù)IP業(yè)務(wù)。因此EPON十分簡單、高效、建設(shè)費(fèi)用低、維護(hù)費(fèi)用低。最適合寬帶接入網(wǎng)需求。

在EPON中，從OLT到多個(gè)ONu下行傳輸數(shù)據(jù)的過程采用數(shù)據(jù)廣播方式發(fā)送。數(shù)據(jù)以變長信息包的形式從0LT下行廣播到多個(gè)ONU。依據(jù)IEEE 802.3協(xié)議，信息包最長為1518字節(jié)。每個(gè)信息包帶有一個(gè)EPON包頭，惟一標(biāo)識(shí)該信息包是發(fā)給ONu-1、ONU- 2還是ONU-3。也可標(biāo)識(shí)為廣播信息包發(fā)給所有ONu或發(fā)給特定的ONu組(多點(diǎn)傳送信息包)。當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)ONu時(shí)，0Nu通過地址匹配，接受并識(shí)別發(fā)給它的信息包，丟棄發(fā)給其他ONU的信息包。

EPON上行數(shù)據(jù)傳輸采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)，每個(gè)ONU上行數(shù)據(jù)分配一個(gè)專用時(shí)隙，使得在數(shù)據(jù)匯合到公共光纖的時(shí)候，從ONu來的信息包不會(huì)互相干擾。

2.EPON系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

EPON系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢(shì):

(1)相對(duì)成本低，維護(hù)簡單，容易擴(kuò)展，易于升級(jí)

EPON結(jié)構(gòu)在傳輸途中不需電源，沒有電子部件，因此容易鋪設(shè)，基本不用維護(hù)，長期運(yùn)營成本和管理成本的節(jié)省很大。EPON系統(tǒng)對(duì)局端資源占用很少，模塊化程度高，系統(tǒng)初期投入低，擴(kuò)展容易，投資回報(bào)率高。EPON系統(tǒng)是面向未來的技術(shù)，大多數(shù)EPON系統(tǒng)都是一個(gè)多業(yè)務(wù)平臺(tái)，對(duì)于向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)過渡是一個(gè)很好的選擇

(2)兼容性

EPON采用以太網(wǎng)的傳輸格式同時(shí)也是用戶局域網(wǎng)的主流技術(shù)，二者具有天然的融合性，消除了復(fù)雜的傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換帶來的成本因素。

(3)長距離

采用單纖波分復(fù)用技術(shù)(下行1490nm，上行1310nm)，僅需一根主干光纖和一個(gè)OLT，傳輸距離可達(dá)20公里。在ONu側(cè)通過光分路器分送給最多32個(gè)用戶。因此可大大節(jié)約主干光纖及OLT的成本壓力。

(4)提供非常高的帶寬

EPON目前可以提供上下行對(duì)稱的1.25Gb/s的帶寬，并且隨著以太技術(shù)的發(fā)展可以升級(jí)到10Gb/s。

(5)高質(zhì)量

EPON具有同時(shí)傳輸TDM、IP數(shù)據(jù)和視頻廣播的能力，其中TDM和IP數(shù)據(jù)采用IEEE802.3以太網(wǎng)的格式進(jìn)行傳輸，輔以電信級(jí)的網(wǎng)管系統(tǒng)，以保證傳輸質(zhì)量。

三、EPON的組網(wǎng)及其在我公司的具體應(yīng)用

1.根據(jù)ONu布放的位置，可將EPON分為以下幾種場(chǎng)景:光纖到戶(FTTH)、光纖到大樓(FTTB)、光纖到節(jié)點(diǎn)(FTTN)等。

FTTH即光纖到戶方式適用于用戶居住比較分散且用戶對(duì)帶寬的要求較高的區(qū)域。

FTTB方式適用于在單棟商務(wù)樓用戶相對(duì)數(shù)量不多、帶寬要求不高的場(chǎng)景。

FTTN方式FTTN則是帶寬與投資的折衷，F(xiàn)TTN在滿足用戶帶寬需要的前提下，采用最新的數(shù)字用戶線(DsL)技術(shù)，盡量使用長的雙絞線，以提高ADSL接人復(fù)用器(DSLAM)節(jié)點(diǎn)的用戶容量，從而減少節(jié)點(diǎn)數(shù)量，減少投資和維護(hù)成本。

2.組網(wǎng)選擇

利用EPON技術(shù)是實(shí)現(xiàn)光纖到駐地(FTTP)的有效網(wǎng)絡(luò)解決方案，根據(jù)目前各運(yùn)營商對(duì)于信息化的需求來看，大致可分為住宅小區(qū)、工業(yè)區(qū)、商業(yè)街區(qū)和邊遠(yuǎn)地區(qū)、特殊應(yīng)用幾種接入方式。

(1)住宅小區(qū):對(duì)于新建住宅小區(qū)，宜采用FTTH或FTTB，對(duì)于老住宅小區(qū).宜采用FTTB或FTTN+DSL或局域網(wǎng)(LAN)的方式。

(2)工業(yè)區(qū):建議將ONu設(shè)置在企業(yè)的接入機(jī)房，結(jié)合其內(nèi)部交換機(jī)完成各類業(yè)務(wù)的接人，這種模式類似于小區(qū)接人中的FTTB模式。

(3)商務(wù)街或g別墅:將ONu設(shè)置到公司，即光纖到辦公室(FTTO)，ONu通過交換機(jī)或路由器與公司內(nèi)部網(wǎng)相連。

(4)在邊遠(yuǎn)地區(qū)接入點(diǎn):采用EPON技術(shù)將能夠很好地發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)。在用戶集中的區(qū)域設(shè)置分光器，ONu設(shè)置在用戶接人點(diǎn)，利用ONu豐富的接口就可利用極少量的光纜解決眾多用戶的各類業(yè)務(wù)需求。

3.郯城聯(lián)通公司港上營業(yè)部EPON組網(wǎng)應(yīng)用

港上營業(yè)部距離郯城縣城較遠(yuǎn)，有20多公里，但用戶相對(duì)集中，且屬于邊遠(yuǎn)地區(qū)，采用EPON技術(shù)將能夠很好地發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)。在用戶集中的區(qū)域鎮(zhèn)駐地機(jī)房設(shè)置分光器，ONu設(shè)置在用戶接入點(diǎn)，主要是港上鎮(zhèn)駐地共五個(gè)村，利用ONU豐富的接口就可利用極少量的光纜解決眾五個(gè)村所有用戶的各類業(yè)務(wù)需求。由于港上鎮(zhèn)五個(gè)村接人距離都遠(yuǎn)小于在20 km以內(nèi)，OLT宜放置于港上營業(yè)部中心機(jī)房，由于用戶業(yè)務(wù)需求一般比較分散，所以采用二級(jí)分光或多級(jí)分光方式。具體組網(wǎng)方案如下圖。

四、結(jié)束語

利用EPON組網(wǎng)方式，可節(jié)省我公司的建設(shè)成本和運(yùn)維成本，同時(shí)，也方便EPON網(wǎng)絡(luò)的管理與維護(hù)。EPON技術(shù)成熟，在我公司已順利完成多次互通測(cè)試，EPON的成本優(yōu)勢(shì)必將隨著規(guī)模應(yīng)用逐漸體現(xiàn)出來。