EPON技術淺析及其在我公司的具體應用

一、引 言

從2000年開始，我國的寬帶網絡迅速發展，主要的寬帶接入技術DSL因受傳統電信運營商的青睞而成了擁有用戶數最多和發展最快的技術。隨著寬帶市場的發展和電信市場競爭的日益激烈，現有的以銅纜為傳輸媒質、基于不對稱數字用戶線(ADsL)技術為基礎的寬帶接入建設模式將不能適應未來開展高清視頻、安全監控等高速率帶寬業務的需求。“光進銅退”作為實施網絡轉型和固網寬帶化的有效措施，在提高接入帶寬，提升網絡對業務的支撐能力，增強運營商的核心競爭能力方面將發揮重要作用。IP技術和接入技術的結合，誕生了一種最新的寬帶接入技術一以太網無源光網絡(EPON)。由于大量光纖的敷設，以太網技術以及標準的更進一步發展，以及對寬帶業務需求的增加，在一定程度上刺激了EPON市場的發展。EPON將以太網技術與無源光網絡(PON)技術結合起來，其目標是用最簡單的方式實現一個點到多點拓撲結構的千兆以太網光纖接入網絡。

二、EPON基本原理

EPON的標準是IEEE802.3ah，標準中定義了EPON的物理層、MPcP(多點控制協議)、OAM(運行管理維護)等相關內容。IEEE制定EPON標準的基本原則是盡量在802.3體系結構內進行EPON的標準化工作，最小程度地擴充標準以太網的MAc協議。這就最大程度地繼承了以太網經過長期、大規模實踐檢驗積累下來的寶貴技術經驗。EPON就是以太網無源光網絡，由OLT、分路器、ONU幾部分組成，可以實現一點對多點的傳輸。下行采用廣播的方式，上行采用時分復用的方式。

1.工作原理

EPON由光纖線路終端、光分配網絡和光網絡單元組成，采用的是樹形拓撲結構。使用上行1310nm和下行1490nm波長傳送數據和語音。OLT放置在中心局端，分配和控制信道的連接，并有實時監控、管理及維護功能。ONU放置在用戶側，OLT與ONu間通過無源的光分配網絡按照1:16/1:32/1:64方式連接，系統參考配置如圖所示:

EPON網絡采用一點至多點的拓撲結構，取代點到點結構，大大節省了光纖的用量和管理成本。無源網絡設備代替了傳統的ATM/SONET寬帶接入系統中的中繼器、放大器和激光器，減少了中心局端所需的激光器數目，并且OLT由許多ONU用戶分擔。此外EPON利--用以太網技術，采用標準以太幀，無須任何轉換就可以承載目前的主流業務IP業務。因此EPON十分簡單、高效、建設費用低、維護費用低。最適合寬帶接入網需求。

在EPON中，從OLT到多個ONu下行傳輸數據的過程采用數據廣播方式發送。數據以變長信息包的形式從0LT下行廣播到多個ONU。依據IEEE 802.3協議，信息包最長為1518字節。每個信息包帶有一個EPON包頭，惟一標識該信息包是發給ONu-1、ONU- 2還是ONU-3。也可標識為廣播信息包發給所有ONu或發給特定的ONu組(多點傳送信息包)。當數據到達ONu時，0Nu通過地址匹配，接受并識別發給它的信息包，丟棄發給其他ONU的信息包。

EPON上行數據傳輸采用時分復用技術，每個ONU上行數據分配一個專用時隙，使得在數據匯合到公共光纖的時候，從ONu來的信息包不會互相干擾。

2.EPON系統優勢特點

EPON系統具有以下優勢:

(1)相對成本低，維護簡單，容易擴展，易于升級

EPON結構在傳輸途中不需電源，沒有電子部件，因此容易鋪設，基本不用維護，長期運營成本和管理成本的節省很大。EPON系統對局端資源占用很少，模塊化程度高，系統初期投入低，擴展容易，投資回報率高。EPON系統是面向未來的技術，大多數EPON系統都是一個多業務平臺，對于向全IP網絡過渡是一個很好的選擇

(2)兼容性

EPON采用以太網的傳輸格式同時也是用戶局域網的主流技術，二者具有天然的融合性，消除了復雜的傳輸協議轉換帶來的成本因素。

(3)長距離

采用單纖波分復用技術(下行1490nm，上行1310nm)，僅需一根主干光纖和一個OLT，傳輸距離可達20公里。在ONu側通過光分路器分送給最多32個用戶。因此可大大節約主干光纖及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稱的1.25Gb/s的帶寬，并且隨著以太技術的發展可以升級到10Gb/s。

(5)高質量

EPON具有同時傳輸TDM、IP數據和視頻廣播的能力，其中TDM和IP數據采用IEEE802.3以太網的格式進行傳輸，輔以電信級的網管系統，以保證傳輸質量。

三、EPON的組網及其在我公司的具體應用

1.根據ONu布放的位置，可將EPON分為以下幾種場景:光纖到戶(FTTH)、光纖到大樓(FTTB)、光纖到節點(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帶寬的要求較高的區域。

FTTB方式適用于在單棟商務樓用戶相對數量不多、帶寬要求不高的場景。

FTTN方式FTTN則是帶寬與投資的折衷，FTTN在滿足用戶帶寬需要的前提下，采用最新的數字用戶線(DsL)技術，盡量使用長的雙絞線，以提高ADSL接人復用器(DSLAM)節點的用戶容量，從而減少節點數量，減少投資和維護成本。

2.組網選擇

利用EPON技術是實現光纖到駐地(FTTP)的有效網絡解決方案，根據目前各運營商對于信息化的需求來看，大致可分為住宅小區、工業區、商業街區和邊遠地區、特殊應用幾種接入方式。

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

(2)工業區:建議將ONu設置在企業的接入機房，結合其內部交換機完成各類業務的接人，這種模式類似于小區接人中的FTTB模式。

(3)商務街或g別墅:將ONu設置到公司，即光纖到辦公室(FTTO)，ONu通過交換機或路由器與公司內部網相連。

(4)在邊遠地區接入點:采用EPON技術將能夠很好地發揮其技術優勢。在用戶集中的區域設置分光器，ONu設置在用戶接人點，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務需求。

3.郯城聯通公司港上營業部EPON組網應用

港上營業部距離郯城縣城較遠，有20多公里，但用戶相對集中，且屬于邊遠地區，采用EPON技術將能夠很好地發揮其技術優勢。在用戶集中的區域鎮駐地機房設置分光器，ONu設置在用戶接入點，主要是港上鎮駐地共五個村，利用ONU豐富的接口就可利用極少量的光纜解決眾五個村所有用戶的各類業務需求。由于港上鎮五個村接人距離都遠小于在20 km以內，OLT宜放置于港上營業部中心機房，由于用戶業務需求一般比較分散，所以采用二級分光或多級分光方式。具體組網方案如下圖。

四、結束語

利用EPON組網方式，可節省我公司的建設成本和運維成本，同時，也方便EPON網絡的管理與維護。EPON技術成熟，在我公司已順利完成多次互通測試，EPON的成本優勢必將隨著規模應用逐漸體現出來。