EPON技术分析与应用研究

吴道祥厦门特力通信息技术有限公司（361000）



EPON技术分析与应用研究

吴道祥
厦门特力通信息技术有限公司（361000）

摘要：现代通信的主要支柱之一就是光纤通信，并且在现代电信网中有着举足轻重的地位和作用。发展速度快，应用广，被冠以了世界新技术革命的重要标志，并且也是未来信息社会中各种信息的主要传输工具。EPON是一种有着广泛应用前景的光纤接入技术。

关键词：光纤通信；EPON；EPON的发展

1　EPON概述

光纤通信之所以发展迅猛主要缘于它具有以下优点：通信容量大、传输距离远；信号串扰小、保密性能好；抗电磁干扰、传输质量佳；光纤尺寸小、重量轻、便于敷设和运输；材料来源丰富、环境保护好；无辐射、难于窃听；光缆适应性强、寿命长。

EPON是一种新兴的宽带接入技术，通过一个单一的光纤接入系统，进而实现数据、语音及视频的综合业务接入，具有良好的经济性。FTTH被业内人士认为是宽带接入的最终解决方式，而EPON也将成为一种主流宽带接入技术。并且根据EPON网络结构的特点和宽带入户的特殊优越性，以及与计算机网络天然的有机结合，最后全世界专家都认为，实现三网合一，和解决信息高速公路最后一公里的最佳传输媒介是无源光网络。

2　EPON技术特点

EPON技术由IEEE 802.3 EFM工作组进行标准化，并且在2004年6月，IEEE 802.3 EFM工作组发布了EPON标准——IEEE 802.3 ah（2005年并入IEEE 802.3-2005标准）。在其中将以太网和PON技术相结合并且在无源光网络体系架构的基础上，定义了一种新的、应用于EPON系统的物理层（主要是光接口）规范和扩展的以太网数据链路层协议，以实现在点到多点的PON中以太网帧的TDM接入。为了实现必要的运行管理和维护功能，EPON还定义了一种运行、维护和管理（OAM）机制来实现。

无源光网络IEEE802.3定义了以太网的两种基本操作模式，第一，采用载波侦听多址访问/冲突检测（CSMA/CD）协议而应用在共享媒质上；第二，模式为各个站点采用全双工的点到点的链路通过交换机连接到一起。同时，以太网CSMA/CD模式或全双工模式是以太网Mac工作的两种模式之一。

共享媒质和点到点网络的结合是epon媒质的性质，在下行方向，拥有共享媒质的连接性，而在上行方向其行为特性就如同点到点网络。

其中下行方向是OLT发出的以太网数据报经过一个1：n的无源光分路器或几级分路器传送到每一个ONU。其中N的典型取值在4～64之间。这种行为特征与共享媒质网络相同。而在下行方向，因为以太网具有广播特性，EPON结构和匹配是有选择的提取目的ONU，OLT广播数据包。

而上行方向是指由于无源光合路器的方向特性，任何一个ONU发出的数据包只能到达OLT，而不能到达其他的ONU。EPON在上行方向上的行为特点与点到点网络相同。可不同于一个真正的点到点网络，在EPON中，所有的ONU都属于同一个冲突域就是来自不同的ONU的数据包如果同时传输依然可能会冲突。因此EPON需要采用某种仲裁机制来避免数据冲突。

3　EPON技术发展

无源光网络（PON）具有节省光纤资源同时对网络协议透明的特点，现如今在光接入网中扮演着越来越重要的角色。同时，经过二十年的发展，简便实用，价格低廉的特性，几乎已经完全统治了局域网，在事实上被证明是承载IP数据包的最佳载体。因为IP业务在城域和干线传输中所占的比例不断攀升，所以以太网也在通过传输速率、可管理性等方面的改进，并且逐渐向接入、城域甚至骨干网上渗透。以太网与PON的结合，产生了以太网无源光网络（EPON）。通过其优点成为了网领域中的热门技术。

4　EPON技术现状

在2004年6月发布EPON技术规范IEEE 802.3 ah以来，EPON技术快速发展，目前相关的芯片和设备均已基本成熟且有较大的应用。同时在日本，NTT、KDDI、YahooBB等运营商从2004年开始部署EPON，采用FTTH、FTTB/C+VDSL/ADSL2+等多种组网方式，为用户提供高带宽互联网接入业务。在日本市场上已经部署了超过500万线的EPON设备，不仅如此每月新增的FTTH用户数已经超过了DSL用户，成为了用户热门选择。

EPON技术主要体现在以下方面：经过各标准化组织、设备和芯片制造商、运营商的共同努力，EPON商用芯片和光模块已经成熟，并且中国已经实现了EPON芯片级和系统级的互通测试而且EPON产业链也在进一步成熟，不仅设备成本进一步下降，还形成了良性的市场竞争格局。

5　EPON技术的应用

基于epon的FTTx系统综合考虑，EPON的技术特点、成熟度、投资成本、业务需求、市场竞争等多方面考虑近期主要应用于以下场景。

1）公众客户综合接入

对于公众用户来说，可以采用FTTH和FTTB/ C/Cab等应用模式。

2）大客户、商业客户综合接入

可根据需求和用户模式的不同对于商业用户，采取不同的实施模式，如FTTO、FTTB或FTTC。

3）“全球眼”等高带宽接入

采用epon为接入手段是对“全球眼”等对带宽（特别是上行带宽）要求比较高的应用EPON不仅替代了原来模拟组网方案中的二/三层交换机，而且节省了大量的光纤收发器和视频光端机设备。

4）村村通接入

采用多级分光且分光率不等的方案是对于那些光纤资源短缺的情况，即在只有一芯或几芯光缆资源的情况下采用功率不等光分路器逐点汇聚。

6　结语

由于消除了局端于客户端之间的有源设备，EPON作为一种纯介质网络，它不仅能避免外部设备的电磁干扰和雷电影响，还可以减少线路和外部设备的故障率，提高系统可靠性，节省维护成本，是电信维护部门长期期待的技术。由于EPON业务的透明性，原则上可适用于任何制式和速率的信号。要想实现全部的光纤接入，还需要做很多。广泛推广的关键因素是设备、光纤、工程成本和应用的业务需求，从FTTB开始，充分利用EPON的技术，和现有的以太网的优势（成本低、使用广），然后逐步过渡到FTTH，这是一条合理且需要尽心的长路。

参考文献：

［1］国标《中国电信EPON设备技术要求》.

［2］YDT 1771- 2008，接入网技术要求- - EPON互通性［S］.

［3］EPON：新一代宽带光接入技术与应用［S］.阎德升.

［4］EPON/GPON技术问答［M］.EPON设备维护类资料.