淺析EPON通信技術

摘要：就我國目前光網市場及技術現狀來看，不斷地由EPON技術向GPON技術發(fā)展，已成為事實。目前，在中國地區(qū)的FTTx連接中，采用EPON技術的連接已形成規(guī)模。在EPON網絡的基礎上逐漸的實現GPON網絡，文章主要對EPON技術的由來，以及組成部分加以詳細說明，并根據EPON網絡結構的特點闡述了EPON技術的幾個優(yōu)點，同時展望了該技術的未來發(fā)展趨勢。

關鍵詞：EPON；OLT；ONU；POS

中圖分類號：TN929.1文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2011）16-0084-02

隨著經濟的發(fā)展，在通信領域必然需要用低能耗高效率的通信產品替代高能耗低效率通信產品。那么以光通信產品為代表的新一代通信網絡逐漸顯露出它的優(yōu)點，并經過多年的發(fā)展光通信網絡幾乎遍布整個國家。并且隨著Internet的普及和寬帶應用的發(fā)展，特別是一些“帶寬殺手”應用的不斷涌現，使得接入網帶寬資源日益“捉襟見肘”。為了徹底解決接入網的帶寬瓶頸，FTTH（光纖到戶）這個一直以來作為接入網發(fā)展的最終理想，已經具有了提前實現的迫切需求和可能。EPON是由以太網和PON（無源光網絡）技術衍生而來，專為解決“最后一公里”接入瓶頸問題而開發(fā)的一種低成本寬帶光纖接入技術，是規(guī)模部署FTTH的一種理想方案，它也以其簡便實用、價格低廉、是承載IP數據包的最佳載體，所以在我國被通信運營商大力發(fā)展使用。

1EPON （Ethernet Passive Optical Network）

EPON是通信系統(tǒng)里PON技術中最新的一種，以太無源光網絡，由IEEE802.3 EFM(Ethernet for the First Mile) 工作組進行標準化。2004年6月，IEEE 802.3EFM工作組發(fā)布了EPON標準——IEEE 802.3ah，（2005年并入IEEE 802.3-2005標準）。EPON采用點到多點網絡結構、無源光纖傳輸方式，綜合了PON技術和以太網技術：低成本、高帶寬、擴展性強、靈活快速的服務重組，與現有以太網的兼容性，方便的管理等等的優(yōu)點。由于其將以太網技術與PON技術完美結合，在無源光網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)范和擴展的以太網數據鏈路層協(xié)議，在以太網之上提供多種業(yè)務。它在物理層采用了PON技術，在鏈路層使用以太網協(xié)議，利用PON的拓撲結構實現了以太網的接入。

2EPON系統(tǒng)組成

在一個EPON中不需任何復雜的協(xié)議，光信號就能準確地傳送到最終用戶，來自最終用戶的數據也能被集中傳送到中心網絡，所以一個典型的EPON系統(tǒng)由OLT、ONU、POS組成。

①OLT(光線路終端)是一體化接入產品，提供大容量高速率和高寬帶的數據、語音和視頻業(yè)務接入設備。一方面將承載各種業(yè)務的信號在局端進行匯聚，按照一定的信號格式送入接入網絡以便向終端用戶傳輸，另一方面將來自終端用戶的信號按照業(yè)務類型分別送入業(yè)務網中。它可以提供面向無源光纖網絡的多個1.25Gbit／s和10Gbit／s以太接口，OLT也會支持類似的高速接口。為了支持其他流行的協(xié)議，OLT還支持ATM，FR以及OC3/12/48/192等速率的SDH/SONET的連接。在EPON的統(tǒng)一網管方面，OLT是主要的控制中心，實現網絡管理的五大功能。還可以針對用戶的不同要求進行帶寬分配、特定業(yè)務的信令處理和媒質傳輸制式的轉化功能。例如通過在OLT上通過定義用戶帶寬參數來控制用戶業(yè)務質量、通過編寫訪問控制列表來實現網絡的安全控制、通過讀取MIB庫獲取系統(tǒng)信息以及用戶狀態(tài)信息等，還能提供有效的用戶隔離。

②POS(無源分光器)是一個OLT和ONU之間的簡單設備，是EPON系統(tǒng)中不可缺少的無源光纖分支器件。它把由光纖輸入的光信號按比例將功率分配到若干輸出用戶線光纖上，一般有1分2、1分4、1分8、1分16、1分32五種分支比。對于其他分支比，光信號功率會按照分支比平均分配到若干輸出用戶光纖去。對于上行傳輸，分光器把用戶線光纖上傳光信號耦合到饋線光纖并傳輸至光線路終端（OLT）。由于是無源操作，可以置于全天候的環(huán)境中，所以無源分光器的安放相當靈活。

③ONU(光網絡單元)作為FTTH應用的用戶側設備，是“光進銅退時代”所必備的高帶寬高性價比的終端設備。通過PON系統(tǒng)用于復分解從OLT傳送來的業(yè)務，與OLT配合向相連的用戶提供各種寬帶業(yè)務。放在用戶駐地側CPE，主要采用技術成熟而又經濟的以太網協(xié)議，因使用以太網協(xié)議，所以不會增加設計和操作的復雜性。這種類型的ONU可以通過堆疊來為多個最終用戶提供很高的共享帶寬。在更高帶寬的ONU中，將提供大量的以太接口和多個T1／E1接口。當然，對于光纖到家（FTTH）的接入方式，ONU和NIU可以被集成在一個簡單的設備中，不需要交換功能，從而可以在極低的成本下給終端用戶分配所需的帶寬。從OLT到ONU之間。可以實現高速的數據傳輸，距離最大可達20 km，如果增加光纖放大器（有源中繼器），距離還可以擴展。

3EPON的優(yōu)點

①有源設備在局端和客戶端，傳輸途中僅有光纖、光分路器等光無源器件，無需再建貴重的有源設備機房、無需配備設備電源、無需有源設備維護技術人員，由此，可以有效節(jié)省建設和運營維護成本。

②EPON采用以太網的傳輸格式，致使數據鏈路層技術與物理層PON技術聯(lián)合形成了EPON技術，從而降低了初始成本和運行成本。

③采用光波分復用技術，僅需一根光纖，并且光纖的制造成本低，在鋪設要求上簡單方便，適合大面積鋪設同時取替了銅纜，所以節(jié)省了運營商的投資成本和線路的維護成本。

④IEEE802.3ah規(guī)范的EPON技術的上下行波長是1310 nm和1 490 nm，上下行速率均為1.25 Gbit/s，傳輸距離是10~20 km，分路比是32/16，輔以電信級的網管系統(tǒng)，足以保證傳輸質量，通過擴展第三個波長（1 550 nm）即可實現視頻業(yè)務與廣播傳輸。成為語音、數據和電視三合一的所謂三重業(yè)務捆綁服務，也響應國家的三網合一政策。對于傳送單一以太網業(yè)務而言，EPON是一種很好的解決方案。

⑤點對多點的模式，只需增加ONU數量和少量用戶側光纖即可方便地對系統(tǒng)進行擴容升級，為靈活和快速的服務重組提供了方便，充分降低運營商的投資。

⑥EPON 提供非常豐富和完備的 OAM，包括比特誤碼率的監(jiān)視、告警和檢測，自動發(fā)現和自動測距，并采用攪動策略作為實現下行數據加密的安全機制。

總之，無論是從國外的應用還是從國內的發(fā)展上看，雖然國內外PON系統(tǒng)實現的方式和應用過程不盡相同，但從發(fā)展的角度看PON技術確實是實現FTTH的最佳接入技術，是接入網技術發(fā)展的必然趨勢，它不僅有利于多種業(yè)務的融合，同時具有拓撲結構靈活，帶寬資源共享、綜合建網成本低等優(yōu)點。隨著人們對PON理解程度的不斷加深，技術不斷的提高，繼EPON后會出現GPONG等技術，其在我國的應用會越來越廣泛。但EPON作為比較新的技術，大規(guī)模的應用還需要積累各方面的經驗，尤其是在和未來更加先進的網絡技術相結合方面需要在網絡規(guī)劃與設計時給以足夠的考慮，使EPON系統(tǒng)真正成為一種面向未來的接入技術。

參考文獻：

[1] 胡保民，劉德明，黃德修.下一代寬帶光接入網[J].光通信研 究，2002，(4).