EPON技術(shù)在智能建筑中應(yīng)用

劉明彥

【摘要】建筑智能化給用戶提供高效、精細(xì)化的服務(wù)，同時(shí)各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)也更加的多樣化。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)多樣化給網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)帶來了很大的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，傳統(tǒng)的Ethernet技術(shù)限制了業(yè)務(wù)發(fā)展。

EPON就是一種新興的寬帶接入技術(shù)，它通過一個(gè)單一的光纖接入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)語音及視頻的綜合業(yè)務(wù)接入，并具有良好的經(jīng)濟(jì)性。業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，F(xiàn)TTH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(shù)。由于EPON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，寬帶入戶的特殊優(yōu)越性，以及與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)天然的有機(jī)結(jié)合，使得全世界的專家都一致認(rèn)為，無源光網(wǎng)絡(luò)是實(shí)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【1】。

【關(guān)鍵詞】EPON;PON;建筑智能化

1、項(xiàng)目概況

東旭悅山湖花園一期弱電智能化工程包含安全技術(shù)防范系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、機(jī)房工程，4個(gè)子分部工程，細(xì)分為9個(gè)子分項(xiàng)。含有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：1136個(gè)樓宇對(duì)講設(shè)備、30個(gè)停車場控制器、354個(gè)攝像機(jī)，加上機(jī)房后端設(shè)備，所需至少1520個(gè)IP地址。每個(gè)設(shè)備所承載的業(yè)務(wù)不一樣，主要為：語音、視頻。所有設(shè)備共用一套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和傳輸介質(zhì)進(jìn)行各個(gè)子系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸。

2、本項(xiàng)目中EPON與GPON選擇

2.1 GPON特點(diǎn)

（1）GPON技術(shù)是基于ITU-TG.984.x標(biāo)準(zhǔn)的最新一代寬帶無源光綜合接入標(biāo)準(zhǔn)，具有高帶寬，高效率，大覆蓋范圍，用戶接口豐富等眾多優(yōu)點(diǎn)，被大多數(shù)運(yùn)營商視為實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)業(yè)務(wù)寬帶化，綜合化改造的理想技術(shù)?！?】

（2）前所未有的高帶寬。

目前家用光貓使用的就是GPON技術(shù)。見圖1

（3）QOS 保證的全業(yè)務(wù)接入。

（4）很好地支持TDM業(yè)務(wù)。

（5）簡單、高效的適配封裝。

（6）強(qiáng)大的OAM 能力。

（7）技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，設(shè)備成本較高。GPON 承載有QOS 保障的多業(yè)務(wù)和強(qiáng)大的OAM 能力等優(yōu)勢很大程度上是以技術(shù)和設(shè)備的復(fù)雜性為代價(jià)換來的，從而使得相關(guān)設(shè)備成本較高。但隨著GPON 技術(shù)的發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用，GPON 設(shè)備的成本可能會(huì)有相應(yīng)地下降?！?】

2.2 EPON特點(diǎn)

（1）下行數(shù)據(jù)流采用時(shí)分復(fù)用（TDM）技術(shù)。

（2）上行數(shù)據(jù)流采用時(shí)分多址接入（TDMA）技術(shù)。

（3）兼容性好。

EPON消除WAN/LAN連接中ATM和IP之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，簡化網(wǎng)絡(luò)，并以Ethernet技術(shù)為核心，從而達(dá)到協(xié)議成熟，技術(shù)簡單，易于擴(kuò)展，面向用戶來適應(yīng)IP業(yè)務(wù)迅猛發(fā)展的應(yīng)用環(huán)境。

（4）施工和后期維護(hù)簡單，EPON系統(tǒng)顯著減少了光纖熔接（減少一半）、光收發(fā)模塊。EPON的基礎(chǔ)是以太網(wǎng)，而以太網(wǎng)的相關(guān)器件、設(shè)備價(jià)格最低。OLT與（ONU）之間僅有光纖、分光器等無源光器件，無需配備電源、無需有源設(shè)備維護(hù)人員，因而，節(jié)省成本。

（5）接入可靠性。

光纖損耗低、頻帶寬，傳輸距離可以達(dá)到20km，避免了傳統(tǒng)傳輸介質(zhì)的距離限制;整個(gè)光傳輸通道為光纖和無源光器件，可以有效避免外界的電磁、雷電干擾，（降低光纖的瑞利散射、熔接損耗、彎曲）保證信號(hào)傳輸質(zhì)量。

2.3 價(jià)格排名為最終排名

在項(xiàng)目前期設(shè)計(jì)中，使用傳統(tǒng)的Ethernet網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)使用三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（接入層、匯聚層、核心層）。在經(jīng)濟(jì)預(yù)算過程中，實(shí)現(xiàn)同等性能的業(yè)務(wù)需求，EPON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備成本約為Ethernet網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的70%，更主要的是在施工過程中光纖熔接數(shù)是Ethernet的一半。

GPON和EPON的主要區(qū)別在于采用完全不同的標(biāo)準(zhǔn)。在應(yīng)用上，GPON比EPON帶寬更大，它的業(yè)務(wù)承載更高效、分光能力更強(qiáng)，可以傳輸更大帶寬業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)更多用戶接入，更注重多業(yè)務(wù)和QOS保證，但實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜，這樣就是導(dǎo)致其成本相對(duì)EPON也較高。【4】因此，項(xiàng)目最終使用EPON系統(tǒng)。

3、EOPN技術(shù)在項(xiàng)目中應(yīng)用簡介

3.1 EPON技術(shù)在項(xiàng)目中架構(gòu)

在本項(xiàng)目中采用核心交換機(jī)-OLT-分光器-ONU模式，如圖2：

3.2 EPON技術(shù)在項(xiàng)目中實(shí)施情況

項(xiàng)目根據(jù)深化后圖紙以及系統(tǒng)圖進(jìn)行施工，在光纖敷設(shè)和光纖熔接上，EPON技術(shù)在光纜材料和光纖熔接上很大程度上的降低了材料成本和人工、節(jié)約時(shí)間;同時(shí)OLT與ONU之間使用分光器（無源設(shè)備）連接，在電源上節(jié)約材料成本和施工、維護(hù)成本。

結(jié)合EPON網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠家技術(shù)指導(dǎo)，很快完成各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備安裝調(diào)試和業(yè)務(wù)部署。達(dá)到項(xiàng)目部的預(yù)期目標(biāo)。

3.3 EPON技術(shù)在項(xiàng)目中存在特點(diǎn)

上述對(duì)EPON技術(shù)特點(diǎn)的介紹中，都是優(yōu)點(diǎn)，但在項(xiàng)目的實(shí)施過程中，此方案也有不足之處。

（1）所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要調(diào)試，每個(gè)ONU的端口相互隔離。ONU端口隔離在安全方面起到一定的作用，但對(duì)于住宅小區(qū)業(yè)主來講，內(nèi)部主要進(jìn)行樓宇對(duì)講系統(tǒng)的對(duì)講數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)視頻傳輸上安全性、可靠性要求不高。相對(duì)于施工和維護(hù)者來講，ONU的端口隔離以及接入層的ONU之間不能互相訪問，在一定程度上影響設(shè)備的調(diào)試和維護(hù)，解決方案可以①更換性能更好的OLT，②在原有OLT設(shè)備上增加三層交換機(jī)，③開啟OLT代理功能。

（2）存在單點(diǎn)故障，無冗余保護(hù)，無法滿足高可靠性的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)。單點(diǎn)ONU的可靠性低，因此在設(shè)計(jì)、建設(shè)初期要預(yù)留好足夠的備用光纖。因此在要求高可靠性項(xiàng)目中，EOPN存在一定的局限性。

（3）光衰，傳輸介質(zhì)中存在熔接點(diǎn)、中間設(shè)備（分光器）等，容易影響數(shù)據(jù)傳輸。

總結(jié)：

PON系統(tǒng)無疑是其中佼佼者，EPON與GPON兩種技術(shù)各有千秋，無論是EPON還是GPON，其技術(shù)應(yīng)用在很大程度上決定于光纖接入成本和業(yè)務(wù)需求，然而價(jià)格是最核心因素。在以后的項(xiàng)目實(shí)施和維護(hù)過程中，需綜合考慮用戶的業(yè)務(wù)需求和項(xiàng)目特點(diǎn)，并結(jié)合EPON與GPON各自的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇合適的系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]薛繼連主編.朔黃鐵路重載信息技術(shù)[M].中國鐵道出版社，2014.02：第396頁。

[2]程毅輝.GPON業(yè)務(wù)復(fù)用原理及應(yīng)用分析[J].廣東通信技術(shù)，2019，39（03）：7-9。

[3]胡毅主編;金琦等副主編.光有源器件原來與技術(shù)[M].北京郵電大學(xué)出版社，2016.10：第192頁。

[4]中國通信學(xué)會(huì)信息通信科學(xué)傳播專家團(tuán)隊(duì)[M].信息通信技術(shù)百科全書：人民郵電出版社，2015。