EPON技術分析與應用研究

吳道祥廈門特力通信息技術有限公司（361000）

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EPON技術分析與應用研究

吳道祥
廈門特力通信息技術有限公司（361000）

摘要：現(xiàn)代通信的主要支柱之一就是光纖通信，并且在現(xiàn)代電信網(wǎng)中有著舉足輕重的地位和作用。發(fā)展速度快，應用廣，被冠以了世界新技術革命的重要標志，并且也是未來信息社會中各種信息的主要傳輸工具。EPON是一種有著廣泛應用前景的光纖接入技術。

關鍵詞：光纖通信；EPON；EPON的發(fā)展

1　EPON概述

光纖通信之所以發(fā)展迅猛主要緣于它具有以下優(yōu)點：通信容量大、傳輸距離遠；信號串擾小、保密性能好；抗電磁干擾、傳輸質量佳；光纖尺寸小、重量輕、便于敷設和運輸；材料來源豐富、環(huán)境保護好；無輻射、難于竊聽；光纜適應性強、壽命長。

EPON是一種新興的寬帶接入技術，通過一個單一的光纖接入系統(tǒng)，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音及視頻的綜合業(yè)務接入，具有良好的經(jīng)濟性。FTTH被業(yè)內人士認為是寬帶接入的最終解決方式，而EPON也將成為一種主流寬帶接入技術。并且根據(jù)EPON網(wǎng)絡結構的特點和寬帶入戶的特殊優(yōu)越性，以及與計算機網(wǎng)絡天然的有機結合，最后全世界專家都認為，實現(xiàn)三網(wǎng)合一，和解決信息高速公路最后一公里的最佳傳輸媒介是無源光網(wǎng)絡。

2　EPON技術特點

EPON技術由IEEE 802.3 EFM工作組進行標準化，并且在2004年6月，IEEE 802.3 EFM工作組發(fā)布了EPON標準——IEEE 802.3 ah（2005年并入IEEE 802.3-2005標準）。在其中將以太網(wǎng)和PON技術相結合并且在無源光網(wǎng)絡體系架構的基礎上，定義了一種新的、應用于EPON系統(tǒng)的物理層（主要是光接口）規(guī)范和擴展的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，以實現(xiàn)在點到多點的PON中以太網(wǎng)幀的TDM接入。為了實現(xiàn)必要的運行管理和維護功能，EPON還定義了一種運行、維護和管理（OAM）機制來實現(xiàn)。

無源光網(wǎng)絡IEEE802.3定義了以太網(wǎng)的兩種基本操作模式，第一，采用載波偵聽多址訪問/沖突檢測（CSMA/CD）協(xié)議而應用在共享媒質上；第二，模式為各個站點采用全雙工的點到點的鏈路通過交換機連接到一起。同時，以太網(wǎng)CSMA/CD模式或全雙工模式是以太網(wǎng)Mac工作的兩種模式之一。

共享媒質和點到點網(wǎng)絡的結合是epon媒質的性質，在下行方向，擁有共享媒質的連接性，而在上行方向其行為特性就如同點到點網(wǎng)絡。

其中下行方向是OLT發(fā)出的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)報經(jīng)過一個1：n的無源光分路器或幾級分路器傳送到每一個ONU。其中N的典型取值在4～64之間。這種行為特征與共享媒質網(wǎng)絡相同。而在下行方向，因為以太網(wǎng)具有廣播特性，EPON結構和匹配是有選擇的提取目的ONU，OLT廣播數(shù)據(jù)包。

而上行方向是指由于無源光合路器的方向特性，任何一個ONU發(fā)出的數(shù)據(jù)包只能到達OLT，而不能到達其他的ONU。EPON在上行方向上的行為特點與點到點網(wǎng)絡相同。可不同于一個真正的點到點網(wǎng)絡，在EPON中，所有的ONU都屬于同一個沖突域就是來自不同的ONU的數(shù)據(jù)包如果同時傳輸依然可能會沖突。因此EPON需要采用某種仲裁機制來避免數(shù)據(jù)沖突。

3　EPON技術發(fā)展

無源光網(wǎng)絡（PON）具有節(jié)省光纖資源同時對網(wǎng)絡協(xié)議透明的特點，現(xiàn)如今在光接入網(wǎng)中扮演著越來越重要的角色。同時，經(jīng)過二十年的發(fā)展，簡便實用，價格低廉的特性，幾乎已經(jīng)完全統(tǒng)治了局域網(wǎng)，在事實上被證明是承載IP數(shù)據(jù)包的最佳載體。因為IP業(yè)務在城域和干線傳輸中所占的比例不斷攀升，所以以太網(wǎng)也在通過傳輸速率、可管理性等方面的改進，并且逐漸向接入、城域甚至骨干網(wǎng)上滲透。以太網(wǎng)與PON的結合，產(chǎn)生了以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡（EPON）。通過其優(yōu)點成為了網(wǎng)領域中的熱門技術。

4　EPON技術現(xiàn)狀

在2004年6月發(fā)布EPON技術規(guī)范IEEE 802.3 ah以來，EPON技術快速發(fā)展，目前相關的芯片和設備均已基本成熟且有較大的應用。同時在日本，NTT、KDDI、YahooBB等運營商從2004年開始部署EPON，采用FTTH、FTTB/C+VDSL/ADSL2+等多種組網(wǎng)方式，為用戶提供高帶寬互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務。在日本市場上已經(jīng)部署了超過500萬線的EPON設備，不僅如此每月新增的FTTH用戶數(shù)已經(jīng)超過了DSL用戶，成為了用戶熱門選擇。

EPON技術主要體現(xiàn)在以下方面：經(jīng)過各標準化組織、設備和芯片制造商、運營商的共同努力，EPON商用芯片和光模塊已經(jīng)成熟，并且中國已經(jīng)實現(xiàn)了EPON芯片級和系統(tǒng)級的互通測試而且EPON產(chǎn)業(yè)鏈也在進一步成熟，不僅設備成本進一步下降，還形成了良性的市場競爭格局。

5　EPON技術的應用

基于epon的FTTx系統(tǒng)綜合考慮，EPON的技術特點、成熟度、投資成本、業(yè)務需求、市場競爭等多方面考慮近期主要應用于以下場景。

1）公眾客戶綜合接入

對于公眾用戶來說，可以采用FTTH和FTTB/ C/Cab等應用模式。

2）大客戶、商業(yè)客戶綜合接入

可根據(jù)需求和用戶模式的不同對于商業(yè)用戶，采取不同的實施模式，如FTTO、FTTB或FTTC。

3）“全球眼”等高帶寬接入

采用epon為接入手段是對“全球眼”等對帶寬（特別是上行帶寬）要求比較高的應用EPON不僅替代了原來模擬組網(wǎng)方案中的二/三層交換機，而且節(jié)省了大量的光纖收發(fā)器和視頻光端機設備。

4）村村通接入

采用多級分光且分光率不等的方案是對于那些光纖資源短缺的情況，即在只有一芯或幾芯光纜資源的情況下采用功率不等光分路器逐點匯聚。

6　結語

由于消除了局端于客戶端之間的有源設備，EPON作為一種純介質網(wǎng)絡，它不僅能避免外部設備的電磁干擾和雷電影響，還可以減少線路和外部設備的故障率，提高系統(tǒng)可靠性，節(jié)省維護成本，是電信維護部門長期期待的技術。由于EPON業(yè)務的透明性，原則上可適用于任何制式和速率的信號。要想實現(xiàn)全部的光纖接入，還需要做很多。廣泛推廣的關鍵因素是設備、光纖、工程成本和應用的業(yè)務需求，從FTTB開始，充分利用EPON的技術，和現(xiàn)有的以太網(wǎng)的優(yōu)勢（成本低、使用廣），然后逐步過渡到FTTH，這是一條合理且需要盡心的長路。

參考文獻：

［1］國標《中國電信EPON設備技術要求》.

［2］YDT 1771- 2008，接入網(wǎng)技術要求- - EPON互通性［S］.

［3］EPON：新一代寬帶光接入技術與應用［S］.閻德升.

［4］EPON/GPON技術問答［M］.EPON設備維護類資料.