基于EPON的光纤通信接入网模式研究

江苏十方通信股份有限公司 李惠军

1.引言

随着云计算、大数据、数据库等技术的快速发展，人类社会已经进入到了“互联网+”时代，金融证券、物流仓储、工业控制、电子政务、电子商务等均引入了互联网分布式管理系统，各大网络运营商也开发建设了云平台和大数据中心，比如百度云、腾讯云和阿里云，都可以为客户提供海量的高清晰视频、大型网络游戏，同时对网络通信需求的带宽越来越高，传统的ADSL、同轴电缆等无法满足大数据通信需求，诞生了光纤通信模式，利用光信号提供大带宽的承载数据和语音，满足人们通信需求[1]。

2.EPON技术

光纤通信组网模式很多，根据应用场景不同，可以划分为EPON、BPON、GPON、WPON等，EPON是当前使用最为广泛的一种组网方式，其可以将光纤网络划分为四个组成部分，分别是馈线光缆子系统、配线光缆子系统、入户线光缆子系统、光纤终端子系统。EPON采用ITU-TG.984.x传输协议标准，提高数据和语音传输带宽[2]。目前，EPON网络作为一种最为进行的光纤通信技术，已经成为移动、联通和电信等运营商的骨干网络，支持多种数据给事传输。EPON网络通信还采用了先进的动态带宽分配、控制传输协议和多点通信集成接入仿真技术，根据高清晰视频、大网络游戏等高带宽需求的业务分配通道，利用时分多址等技术完成带宽资源分配[3]。

随着移动5G技术的诞生，基于EPON的网络结构开始得到更多应用刺激，其承载的数据业务迅速上升，接入的用户数以亿计，激发了产业创新能力。在市场需求的强烈刺激下，EPON光网通信技术得到了较大改进，涌现了更多的新型网络应用，比如窄带物联网（NB-IoT）、车联网、宽带物联网（eMTC）等，这些新的业务需求意味着EPON光网通信需要提供更高的上下行速率，扩大系统容量，提高移动通信资源利用率。因此，为了满足新业务、多用户需求，EPON光网通信也开始引入更多新技术，比如128QAM调制技术，提供一个全双工的通信模式，上下行线路都是对称的，速度可以达到1.25Gb/s，经过多年的应用和改进，速度已经达到了10Gb/s，有效提升光网通信的上行速率，为稳定发展和应用EPON光网通信做出了强有力的支撑[4]。

3.EPON在光纤通信接入网中的应用

EPON网络在光纤通信接入网应用时拥有四个组网结构，分别是光纤到户（FTTH）、光纤到楼（FTTB）、光纤到街（FTTC）、光纤到办公室（FTTO），这四种拓扑结构适用于不同的业务场景，涵盖了家庭、办公楼、办公室、商业中心等，通过对这四种结构进行分析，光纤通信接入网如图1所示[5]。

图1 EPON网络组网结构

（1）FTTC模式

FTTC模式可以将光纤部署到每一个街道，适用于每一个中心局到距离家庭或办公室一千英尺以内的路边光缆的安装和使用，能够有效地利用FTTC同轴电缆或其他介质，可以把信号从路边传递到家中，也可以实现一个办公室的管理，FTTC能够有效地代替普通旧式电话服务，只需要通过一条线就可以完成高清晰视频、大型网游、多媒体等其他行业的通信业务。FTTC可以将ONU部署在商业街、道路两旁，为路边的商户提供数据接入服务，可以减少铜缆铺设的长度，同时提高光纤资源利用率[6]。目前，农村宽带通信发展迅速，每一个村庄都位于路边，这样就可以提高数据操作的服务能力。

（2）FTTB模式

FTTB模式可以将ONU放置在大楼内，然后利用LAN、Cable、ADSL等方式接入到每一个用户。FTTB作为一个连接模式，其可以为用户提供强大的光信号，办公楼内部能够提供强大的配线箱，实现光纤信号的接入和服务，在办公室大楼或公寓大厦内部，利用同轴电缆、双绞线、光纤信号实现信号的分拨，也可以实现高速的数据传输应用，是一种功能强大的光通信接入模式。

（3）FTTO模式

FTTO模式能够为用户提供一种写字楼的互联网服务，能够为用户提供强大的操作支撑，提供一种良好的互联网服务，将ONU部署于办公室，然后构建一个强大的小型局域网。FTTO运营起来之后，运营商可以针对客户实现密集的操作服务，经过合适的分支后连接到机房设备，针对CBD等用户进行密集的大型商业写字楼操作，可以直接将EPON的OLT的设备放置到大楼机房，光缆垂直部署之后，再通过合适的分支将光纤连接到最终用户。FTTO到ONU设备需要提供1-4个FE接口，同时为用户提供1-2个E1接口，也可以提供4～8个POTS接口，满足FTTO用户网络连接需求。

（4）FTTH模式

FTTH是一种光纤直接到家庭的通信模式，能够把光网络单元安装在企业用户处，实现住家用户的操作和服务，也是光接入系列中除FTTD外最靠近用户的光接入应用类型，显著特点是能够提供更大带宽，增强网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性，能够接入到局端与用户之间的传输载体，实现有源通信接入和无源通信接入。FTTH应用模式主要包括两种，分别是集中分光和分散分光。集中分光可以将光分路器放置于小区机房、光缆交接箱、局端机房中，集中分光更加有利于维护，在前期业务未全部开通的情况下可以节省设备投资。分散分光可以将光分路器放置于楼内、楼外、挂杆安装的分纤箱中。分散放置的光分路器更靠近ONU和接收机，能节约更多的光缆资源、城市管道资源。数据双向平台的分光不宜超过2级，广播平台的分光不宜超过3级，以便保证数据通信的完整性。

4.结束语

EPON网络利用以太网传输协议，融入了带宽动态分配、多点控制等技术，具有带宽高、分配灵活、速度快等优势，同时利用先进的光网管理技术，使得OLT、ODN、ONU等光网单元更加容易组网。EPON网络根据不同的应用场景，开发了FTTX系列的具体场景接入模式，诞生了FTTH、FTTB、FTTC、FTTO等接入网络，更好的满足住宅小区、大中型企业、小规模企业、商业广场和写字楼应用光纤通信，满足人们高清晰视频、大型网游等需求，具有重要的作用和意义。

[1]张辉．广电双向网络从EPON+EoC到FTTH光纤入户的演进探讨[J]．科技视界,2017,20(19)∶114-116．

[2]柏杰．关于广电EPON+EOC双向网络向FTTH过渡和演进的思考[J]．西部广播电视,2017,5(3)∶247-249．

[3]顾志彪．农村有线电视双向网络从EPON+EOC到FTTH光纤入户的演进研究[J]．数码世界,2017,5(3)∶90-90．

[4]卜建荣,吴磊．六合广电FTTB结构网络中EPON光分路器设计思路[J]．中国有线电视,2010,12(10)∶1193-1195．

[5]沈银玲．FTTH及FTTO推进方面的思路和建议[J]．中国电子商务,2013,17(15)∶55-55．

[6]张学斌,贾文章,潘宁,等．FTTx策略化综合接入平台及其应用[J]．中国有线电视,2017,11(03)∶361-366．