廣電網(wǎng)絡(luò)中EPON的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用

李宗宇

摘 要 EPON是一種新形式的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，它能在以太網(wǎng)接入后提供多種形式的業(yè)務(wù)。EPON同時(shí)具備了PON拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和以太網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)，因此已經(jīng)逐漸成為了光接入網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)主導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 EPON；技術(shù)特點(diǎn)；廣電網(wǎng)絡(luò)

中圖分類(lèi)號(hào) G2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2017）195-0061-02

EPON也就是以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，作為一種新興的光纖接入技術(shù)已經(jīng)在該領(lǐng)域中成為了發(fā)展的主導(dǎo)。在光接入網(wǎng)領(lǐng)域中無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮出了越來(lái)越重要的作用，PON技術(shù)能有效節(jié)省光纖資源，同時(shí)還能確保網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的透明化，因此它變得越來(lái)越重要了。經(jīng)過(guò)幾十年的不斷發(fā)展和完善，以太網(wǎng)價(jià)格實(shí)惠、實(shí)用性超強(qiáng)，對(duì)局域網(wǎng)的發(fā)展起到了重要的影響。EPON技術(shù)融合了以太網(wǎng)技術(shù)和PON技術(shù)于一身，已經(jīng)成為了光接入網(wǎng)領(lǐng)域的熱門(mén)技術(shù)之一。

1 關(guān)于EPON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)采用的是點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸，EPON網(wǎng)絡(luò)將點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)傳輸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)創(chuàng)建起來(lái)。此外，為了將局端激光器的總量減少，傳統(tǒng)的接入系統(tǒng)的激光器會(huì)被EPON中的無(wú)源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所代替，將多個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元通過(guò)利用無(wú)源光纖分支器和一個(gè)光線(xiàn)路頭端相連接，通過(guò)以太網(wǎng)的作用，由多個(gè)ONU用戶(hù)來(lái)選擇性的分擔(dān)OLT廣播數(shù)據(jù)包。在當(dāng)前的城域和干線(xiàn)傳輸中IP業(yè)務(wù)所占比例在不斷增大，因此需要在可管理性和傳輸速率等方面積極改進(jìn)以太網(wǎng)，逐漸滲透進(jìn)骨干網(wǎng)、城域或者是接入網(wǎng)中。將PON和以太網(wǎng)相結(jié)合，就有EPON的產(chǎn)生[1]。

2 EPON的技術(shù)特點(diǎn)

隨著我國(guó)IP行業(yè)的不斷發(fā)展，干線(xiàn)傳輸中的數(shù)據(jù)包數(shù)量在日趨增加，因此以太網(wǎng)的管理模式需要革新，以太網(wǎng)的傳輸速率要提高。將以太網(wǎng)和PON相結(jié)合，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步提高具有積極的意義。對(duì)于EPON技術(shù)來(lái)說(shuō)，它屬于新興光接入網(wǎng)技術(shù)，它基于傳統(tǒng)的光纖接入技術(shù)，同時(shí)具備自身的技術(shù)特點(diǎn)。比如，它的線(xiàn)路傳輸結(jié)構(gòu)采用的是點(diǎn)到多點(diǎn)的方式，傳輸使用的是無(wú)源光纖，通過(guò)依靠強(qiáng)大的以太網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)業(yè)務(wù)。PON技術(shù)和以太網(wǎng)的融合產(chǎn)生了EPON技術(shù)，因此，PON技術(shù)在應(yīng)用時(shí)其物理層中需要將一種新規(guī)范定義出來(lái)，在以太網(wǎng)的應(yīng)用過(guò)程中，需要在其鏈路層上將傳統(tǒng)的以太網(wǎng)鏈路層協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展，這樣形成的EPON具有新的、有個(gè)性的技術(shù)特點(diǎn)。因?yàn)榫邆溥@樣的技術(shù)特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到多點(diǎn)的連接，因此可以成功接入以太網(wǎng)幀的TDM。[2]

2.1 物理層技術(shù)特點(diǎn)

之所以稱(chēng)EPON是一項(xiàng)新興技術(shù)是因?yàn)閿?shù)據(jù)包僅通過(guò)單一的光纖接入系統(tǒng)就能成功接入。EPON物理層中，單一的光纖可以通過(guò)單線(xiàn)波分復(fù)用技術(shù)來(lái)進(jìn)行雙向的傳輸。此外，它還定義了兩種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)光接口，最大傳輸距離可以達(dá)到10km～20km。傳輸結(jié)構(gòu)因此得到簡(jiǎn)化，同時(shí)傳輸速度也得到了提升，傳輸距離得到了擴(kuò)增。

2.2 鏈路層技術(shù)特點(diǎn)

以太網(wǎng)和PON技術(shù)相融合而產(chǎn)生了EPON，EPON的物理層使用的是PON的技術(shù)，以太網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)可以通過(guò)EPON的數(shù)據(jù)鏈路層來(lái)顯現(xiàn)。EPON數(shù)據(jù)鏈路層中，要想在點(diǎn)到多點(diǎn)的連接結(jié)構(gòu)中進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的仿真技術(shù)，需要使用到多點(diǎn)MAC控制協(xié)議，它能有效控制額外MAC和支持多個(gè)MAC客戶(hù)層實(shí)體的存在。

3 廣電網(wǎng)絡(luò)中EPON的應(yīng)用

3.1 HFC通過(guò)FTTB方式進(jìn)行雙向改造

根據(jù)當(dāng)前廣電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的特點(diǎn)，雙向網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況可以通過(guò)FTTB方案來(lái)解決，將OLT設(shè)備布置在主要的前端機(jī)房中，根據(jù)光纖的情況來(lái)部署ONU，可以將其放在單元或是樓頭中，然后通過(guò)交換機(jī)入戶(hù)或者是通過(guò)五類(lèi)線(xiàn)入戶(hù)，如果有的樓層不能使用五類(lèi)線(xiàn)，可以通過(guò)EOC技術(shù)來(lái)進(jìn)行同軸纜入戶(hù)。HFC雙向改造可以通過(guò)部署EPON網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)，交互電視的數(shù)據(jù)回傳可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)，各種基于IP的寬帶業(yè)務(wù)都可以實(shí)現(xiàn)，包括IPTV和VOIP等業(yè)務(wù)。對(duì)于EPON系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它可以覆蓋到10km～20km范圍的接入點(diǎn)。因?yàn)槌鞘杏兄^為分散的樓宇分布，如果使用的是點(diǎn)到點(diǎn)的組網(wǎng)方式，用有大量的光纖資源和局端端口資源被使用。如果采用EPON網(wǎng)絡(luò)，能將這些光纖資源和局端端口避免，因?yàn)镋PON的網(wǎng)絡(luò)分支點(diǎn)是不需要電源等機(jī)房設(shè)備的無(wú)源設(shè)備，可以節(jié)約投資成本。EPON解決方案相較于傳統(tǒng)的接入方式優(yōu)勢(shì)是十分明顯的，因?yàn)椴捎霉饫w傳輸，所以外部環(huán)境對(duì)其影響不大，帶寬配置更具有彈性；采用的是無(wú)源分光器，配電設(shè)施和機(jī)房的維護(hù)成本得以降低；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加單一，網(wǎng)絡(luò)被簡(jiǎn)化，故障點(diǎn)減少，維護(hù)更加方便；網(wǎng)絡(luò)管理更加高效，業(yè)務(wù)質(zhì)量由此得到保證；網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)能力和擴(kuò)展性更好，與接入網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展特點(diǎn)相適應(yīng)[3]。

3.2 EPON+1550nm

無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)和廣電網(wǎng)絡(luò)的下行結(jié)構(gòu)一樣，適用的都是星型結(jié)構(gòu)，這和EPON是非常相似的。當(dāng)前的HFC網(wǎng)絡(luò)大多使用的波長(zhǎng)是1 550nm，新建網(wǎng)絡(luò)可以使用EPON+1550nm解決方案，它指的是在同一個(gè)光纖網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行簡(jiǎn)單配置，網(wǎng)絡(luò)可以在短時(shí)間內(nèi)獲得疊加。EPON的1 490nm波長(zhǎng)和1 550nm波長(zhǎng)能通過(guò)WDM方式在一根光纖上合成，然后通過(guò)分路由光纖將其傳輸?shù)絆NU前進(jìn)行解波分復(fù)用，CATV光接收機(jī)可以還原出1 550nm的信號(hào)，以此來(lái)進(jìn)行RF視頻服務(wù)。ONU上接入1 490nm的信號(hào)，寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸由此得以完成（ONU上行傳輸采用1 310nm波長(zhǎng)）。1550系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)比較適合使用這種方式，對(duì)于光纖到戶(hù)的網(wǎng)絡(luò)部署也是非常適合的，這是三網(wǎng)合一得以實(shí)現(xiàn)的最理想

模式[4]。

3.3 多種寬帶業(yè)務(wù)的展開(kāi)

3.3.1 以太網(wǎng)接入

主要用于將寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入，EPON系統(tǒng)可以控制和管理端口級(jí)的帶寬，對(duì)于全面的SLA有著良好的支持作用，能將獨(dú)一無(wú)二的服務(wù)和帶寬提供給以太網(wǎng)。此外，EPON還具有良好的支持PVLAN、802.1QVLAN等的性能，這些性能可以保證數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)。endprint

3.3.2 交互電視的數(shù)據(jù)回傳

對(duì)于帶寬需求較高的廣播視頻業(yè)務(wù)可以通過(guò)傳統(tǒng)的HFC來(lái)支持，因此具有成熟可靠的網(wǎng)絡(luò)。在交互電視業(yè)務(wù)的展開(kāi)過(guò)程中，廣電運(yùn)營(yíng)商應(yīng)該使用HFC網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行下行視頻節(jié)目的傳送，數(shù)據(jù)回傳可以通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3.3.3 開(kāi)展IP語(yǔ)音業(yè)務(wù)

如果運(yùn)營(yíng)商具備足夠的NGN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)能力，最佳的解決方案就是展開(kāi)IP語(yǔ)音業(yè)務(wù)，普通話(huà)機(jī)可以通過(guò)內(nèi)置的IAD來(lái)連接OND，或是應(yīng)用IP話(huà)機(jī)來(lái)進(jìn)行VOIP業(yè)務(wù)。

3.3.4 開(kāi)展IP視頻業(yè)務(wù)

IPTV可以通過(guò)EPON系統(tǒng)得到很好的支持，通過(guò)EPON系統(tǒng)可以進(jìn)行組播，將QOS保證機(jī)制和帶寬相結(jié)合，不管是什么格式的視頻，都能將其視頻業(yè)務(wù)質(zhì)量保證好[5]。

3.3.5 增值業(yè)務(wù)

可以利用EPON網(wǎng)絡(luò)對(duì)企業(yè)客戶(hù)進(jìn)行數(shù)據(jù)VPN業(yè)務(wù)，此外客戶(hù)如果有著特殊需求，可以根據(jù)需要進(jìn)行視頻增值服務(wù)，例如需要進(jìn)行視頻會(huì)議或是遠(yuǎn)程教學(xué)等。廣電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)就是視頻內(nèi)容和視頻業(yè)務(wù)，這種資源優(yōu)勢(shì)能通過(guò)EPON網(wǎng)絡(luò)得以更好的發(fā)揮。

4 結(jié)論

數(shù)字電視變革和其他的一些業(yè)務(wù)需求在不斷沖擊著我國(guó)的廣電網(wǎng)絡(luò)，新技術(shù)的發(fā)展能有效促進(jìn)行業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展，廣電網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前面臨新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。廣電系統(tǒng)的發(fā)展因?yàn)镋PON技術(shù)的出現(xiàn)面臨新的發(fā)展契機(jī)，廣電系統(tǒng)的光纖資源豐富，通過(guò)EPON技術(shù)來(lái)發(fā)展雙向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的資源優(yōu)勢(shì)。通過(guò)這樣優(yōu)質(zhì)的EPON網(wǎng)絡(luò)，我國(guó)廣電網(wǎng)絡(luò)可以不斷拓展新業(yè)務(wù)，以此來(lái)滿(mǎn)足更多用戶(hù)的新的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]黃福明.EPON技術(shù)特點(diǎn)及其在CATV中的應(yīng)用[J].科技信息，2008（6）：57.

[2]朱瑞杰，夏增極.EPON技術(shù)在配電網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].電力建設(shè)，2011，32（6）：49-53.

[3]張建成，范路芳，李志軍.EPON系統(tǒng)中PCS層方案的設(shè)計(jì)[J].光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù)，2011（2）：40-44.

[4]徐正一.基于EPON技術(shù)的配網(wǎng)光通信組網(wǎng)模式[J].農(nóng)村電氣化，2011（3）：40-41.

[5]楊興，馮麗娜，趙元珍.EPON技術(shù)在配電通信系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].電力系統(tǒng)通信，2011，32（9）：42-46.endprint