10G EPON技術發展及其在信息化建設中的應用

吳 濤

（中國電信上海公司，上海 200120）

10G EPON技術發展及其在信息化建設中的應用

吳 濤

（中國電信上海公司，上海 200120）

文章主要針對10G EPON的發展和應用進行深入探究，從功能、技術參數、系統互通性、帶寬利用率以及成本等方面對EPON與GPON進行了深入比較和分析，詳細闡釋了10G EPON技術的關鍵所在，對于10G EPON在未來的發展和應用具有一定的參考價值。

10G EPON；技術；信息化

在當今信息技術高速發展的今天，人們對通信技術的要求也越來越高，如今各大運營商都開始推出寬帶提速工程以及光進銅退工程。在不久的將來，以多媒體、互動游戲以及視頻點播等為主要特點的寬帶業務必將融入社會發展的主流成分。高寬帶以及綜合性能必然會成為判斷寬帶產品優劣程度的重要判據，也將成為客戶選擇運營商的重點考慮內容。在這種大環境下，10G EPON技術應運而生，本文將重點從技術參數、標準化進行、產品鏈成熟度以及實際應用等方面對其進行全方面介紹。

1 10G EPON技術概述

10G EPON系統中主要包含有3個攪動器，而每一個攪動器都是按照命令單獨完成攪拌工作，并且其攪動密鑰都是各不相同的。對于第1級攪動器而言，其主要使用的是24 bit的攪動密鑰（X1-X8，P1-P16）1；對于第2級攪動器而言，其主要使用的是24 bit的攪動密鑰（X1-X8，P1-P16）2；對于第3級攪動器而言，其主要使用的是24 bit的攪動密鑰（X1-X8，P1-P16）3。這些攪拌密鑰都是來自于ONU從上行用戶數據所提取出的3個3字節數據，分別和3個3字節隨機數異或是相加得到的結果。

2 EPON與GPON的比較分析

2.1 OAM功能比較

對于EPON而言，其OAM子層對于接入網特點的適應程度很高，所以EPON的管理功能具體性較強，而對于GPON而言，其不具有單獨的管理層面，沒有單獨的子層，因此，其管理功能和控制功能是融于一體的。

2.2 技術參數比較

EPON與GPON的主要技術參數對比如表1所示。其中，由于EPON系統是基于吉比特以太網的無源光網絡技術，因此，其具有低成本、強易用性以及高帶寬等優點。

2.3 系統互通性比較

系統的互通性是EPON網絡與GPON對不同參數進行測量的重要基礎之一。相關協議就GPON系統各方面的規定都較為嚴密，有關系統互通性的問題涉及較少。而就EPON系統而言，盡管從協議上看其存在一定的未詳盡規定，但是在實際應用中互通性因素依然存在一定的優勢。比如：EPON系統的互通進展相較于GPON系統更快。

表1 EPON系統與GPON系統技術參數對比

2.4 帶寬利用率比較

以承載TDM業務為例進行分析，EPON系統與GPON系統的效率差異大部分表現在編碼和封裝上。對于EPON系統與GPON系統的差異而言，其主要因8 B/10 B的編碼和封裝產生不同的業務開銷。

3 10G EPON關鍵技術分析

3.1 1G和10G EPON 共存系統的物理層改進技術

EPON是一種采用點到多點網絡結構、支持光纖長距離傳輸、基于以太網平臺和時分復用（Time Division Multiplexing，TDM）媒體訪問控制方式提供數據以及語音和視頻的綜合業務寬帶接入技術，其標準為由IEEE組織推出的802.3 ah。10G EPON以EPON IEEE 802.3 ah為基礎，最大限度地沿用IEEE 802.3 ah中的內容，并在此基礎上建立了IEEE 802.3 av標準。10G EPON系統的組成結構與1 G EPON系統組成基本一致，其最大的區別在于10 G EPON系統中需要選用可以支持10G速率的光線路終端（Optical Line Terminal，OLT）、光分配網絡（Optical Distribution Network，ODN）以及光網絡單元（Optical Network Unit，ONU）。

3.2 光功率預算技術

當BER=10-3時，上行傳輸光功率的預算和下行傳輸光功率的預算既有相同點，又存在著不同點，二者是緊密聯系、不可分割的。當參數為PR10/PRX10時，上行和下行傳輸的發射機的類型都為EML；誤碼率都為10-3；插入損耗都為5～20 dBm；最小傳輸距離都為10 km；下行傳輸的最小消光比為9 dB，上行傳輸的最小消光比為6 dB；下行傳輸的接收機類型為PIN-PD，上行傳輸的接收機類型為APD。

當參數為PR10/PRX20時，上行和下行傳輸的發射機的類型是相同的，都為EML+OA；誤碼率都為10-3；插入損耗都為10～24 dBm；最小傳輸距離都為20 km；下行傳輸的光功率預算為25.5 dBm，上行傳輸的光功率預算為27 dBm；下行傳輸的最小消光比為9 dB，上行傳輸的最小消光比為6 dB；下行傳輸的接收機類型為PIN-PD，上行傳輸的接收機類型為APD。

當參數為PR10/PRX30時，上行和下行傳輸的發射機的類型是相同的，都為EML；誤碼率是相同的，都為10-3；插入損耗都為15～29 dBm；接收機類型為APD；最小傳輸距離都為20 km；下行傳輸的光功率預算為30.5 dBm，上行傳輸的光功率預算為32 dBm；下行傳輸的最小消光比為9 dB，上行傳輸的最小消光比為6 dB。

3.3 前向糾錯技術

FEC允許鏈路可以在接收器有更高的比特誤差率下運行，從而有效提高光纖鏈路預算，支持更長的鏈路距離或更高的分光比。由于在更高比特率下其日益顯著的重要性，因而FEC是10G EPON所必需的。10G EPON FEC在兩方面有別于EPON。首先，10G EPON使用更強大的Rs（255，223），而非EPON可選的Rs（255，239）代碼。其次，10G EPON FEC沒有采用以太網幀機制，而是采用了串流媒體數據的固定長度序列機制，將FEC同位字放人專門的66 B模塊中。下行信號是FEC碼字的持續串流，包含了以太網幀以及所有數據包之間的信息（如IPG和Or-deerd Set數據）。上行傳輸也與此類似，只是上行突發的首個FEC碼字與突發的開始一致，從而使OLT FEC解碼器能夠立即支持每次突發的碼字同步。

4 10G EPON技術的實際應用

2011年11月，江蘇宿遷移動公司與市政府開啟了“權力陽光”寬帶接入項目，宿遷移動分公司采用中興通信10G EPON設備，讓原本光纖資源緊張的政府單位享受了千兆帶寬服務，并且連接宿遷移動公司與市政府光纜交接箱僅僅需要原有光纜中的一根光纖。

多年以前，浙江溫州就已經致力于探索精品接入網絡建設。溫州電信嘗試著選擇10G EPON技術，采用FTTB（LAN）建設模式，用40臺10G EPONMDU設備取代了傳統的樓道交換機接供寬帶接入服務，最終滿足了現網50萬LAN小區用戶的帶寬升級需求，在小區提速改造方面取得了重大成就。

以上海電信為例，近10年的實踐中搭建了相當數量的寬帶小區。過去，對于大部分的封閉式住宅小區，其選擇應用FTTH為主和FTTB+LAN為輔等模式進行建設。然而，隨著設備的逐漸老化、用戶數量的不斷增加以及流量用量的不斷上升，原有的網絡的上聯帶寬已不能滿足眾多客戶的需求，因此，急需對原有網絡進行升級和改造。為保證上海電信在寬帶競爭上的持續領先優勢，從戰略角度出發，網絡建設必須先行。為積極推行國家戰略、實現中國電信寬帶接入發展的總體目標，大力推進上?！俺鞘泄饩W”建設，上海電信將在現有規?；A上，加快EPON網絡向10G EPON平滑演進。從2014年起，上海電信便對10G EPON技術進行跟蹤和試用，并且，其范圍也在逐漸擴大。經過綜合比較與層層篩選評估，10G EPON技術作為EPON的演進技術，最終被確定用于網絡的建設和改造。2016年，上海電信使用10G EPON改造了近270個EPON小區成為10G EPON小區，投入設備7 000多PON口，極大地提高了網絡帶寬承載，為用戶提供了1 000 M帶寬接人能力，同時又把成本控制在較小范圍內，顯示了較高的經濟效益。

5 結語

10G EPON系統適應性強，應用價值高。在現代科學技術高速發展的大環境下，不同種類、不同性質的網絡技術都逐漸被應用于各行各業，10G EPON技術作為一種新型的網絡技術更是受到了熱烈的研究和討論。它自身獨特的優勢以及在工程中的靈活應用，決定了未來幾年內，很有可能取代ADSL，LAN，EPON，GPON等技術，成為網絡技術發展中的主流。

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[3]堯昱，張靜，王允，等.10G EPON技術及應用方案研究[J].光通信技術，2011（11）：1-3.

[4]張學然，王艷.基于EPON技術的應用模式與發展建議[J].中小企業管理與科技，2012（1）：291.

Development of 10G EPON technology and its application in informatization construction

Wu Tao
（China Telecom Shanghai Corporation, Shanghai 200120, China）

This paper mainly discusses the development and application of 10G EPON, and makes an in-depth comparison and analysis of EPON and GPON from the aspects of function, technical parameters, system interoperability, bandwidth utilization and cost, and elaborates in detail the key of 10G EPON technology, which has a certain reference value.for 10G EPON in the future development and application.

10G EPON; technology; informatization

吳濤（1981— ），男，浙江湖州，本科，工程師；研究方向：通信。