EPON技术在智能建筑中应用

刘明彦

【摘要】建筑智能化给用户提供高效、精细化的服务，同时各种业务数据也更加的多样化。业务数据多样化给网络系统带来了很大的挑战与机遇，传统的Ethernet技术限制了业务发展。

EPON就是一种新兴的宽带接入技术，它通过一个单一的光纤接入系统，实现数据语音及视频的综合业务接入，并具有良好的经济性。业内人士普遍认为，FTTH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。由于EPON网络结构的特点，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，使得全世界的专家都一致认为，无源光网络是实现“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【1】。

【关键词】EPON;PON;建筑智能化

1、项目概况

东旭悦山湖花园一期弱电智能化工程包含安全技术防范系统、综合布线系统、公共广播系统、机房工程，4个子分部工程，细分为9个子分项。含有网络设备：1136个楼宇对讲设备、30个停车场控制器、354个摄像机，加上机房后端设备，所需至少1520个IP地址。每个设备所承载的业务不一样，主要为：语音、视频。所有设备共用一套网络设备和传输介质进行各个子系统的业务数据传输。

2、本项目中EPON与GPON选择

2.1 GPON特点

（1）GPON技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽，高效率，大覆盖范围，用户接口丰富等众多优点，被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化，综合化改造的理想技术。【2】

（2）前所未有的高带宽。

目前家用光猫使用的就是GPON技术。见图1

（3）QOS 保证的全业务接入。

（4）很好地支持TDM业务。

（5）简单、高效的适配封装。

（6）强大的OAM 能力。

（7）技术相对复杂，设备成本较高。GPON 承载有QOS 保障的多业务和强大的OAM 能力等优势很大程度上是以技术和设备的复杂性为代价换来的，从而使得相关设备成本较高。但随着GPON 技术的发展和大规模应用，GPON 设备的成本可能会有相应地下降。【3】

2.2 EPON特点

（1）下行数据流采用时分复用（TDM）技术。

（2）上行数据流采用时分多址接入（TDMA）技术。

（3）兼容性好。

EPON消除WAN/LAN连接中ATM和IP之间的协议转换，简化网络，并以Ethernet技术为核心，从而达到协议成熟，技术简单，易于扩展，面向用户来适应IP业务迅猛发展的应用环境。

（4）施工和后期维护简单，EPON系统显著减少了光纤熔接（减少一半）、光收发模块。EPON的基础是以太网，而以太网的相关器件、设备价格最低。OLT与（ONU）之间仅有光纤、分光器等无源光器件，无需配备电源、无需有源设备维护人员，因而，节省成本。

（5）接入可靠性。

光纤损耗低、频带宽，传输距离可以达到20km，避免了传统传输介质的距离限制;整个光传输通道为光纤和无源光器件，可以有效避免外界的电磁、雷电干扰，（降低光纤的瑞利散射、熔接损耗、弯曲）保证信号传输质量。

2.3 价格排名为最终排名

在项目前期设计中，使用传统的Ethernet网络，同时使用三层网络架构（接入层、汇聚层、核心层）。在经济预算过程中，实现同等性能的业务需求，EPON网络系统设备成本约为Ethernet网络设备的70%，更主要的是在施工过程中光纤熔接数是Ethernet的一半。

GPON和EPON的主要区别在于采用完全不同的标准。在应用上，GPON比EPON带宽更大，它的业务承载更高效、分光能力更强，可以传输更大带宽业务，实现更多用户接入，更注重多业务和QOS保证，但实现更复杂，这样就是导致其成本相对EPON也较高。【4】因此，项目最终使用EPON系统。

3、EOPN技术在项目中应用简介

3.1 EPON技术在项目中架构

在本项目中采用核心交换机-OLT-分光器-ONU模式，如图2：

3.2 EPON技术在项目中实施情况

项目根据深化后图纸以及系统图进行施工，在光纤敷设和光纤熔接上，EPON技术在光缆材料和光纤熔接上很大程度上的降低了材料成本和人工、节约时间;同时OLT與ONU之间使用分光器（无源设备）连接，在电源上节约材料成本和施工、维护成本。

结合EPON网络设备厂家技术指导，很快完成各个系统的设备安装调试和业务部署。达到项目部的预期目标。

3.3 EPON技术在项目中存在特点

上述对EPON技术特点的介绍中，都是优点，但在项目的实施过程中，此方案也有不足之处。

（1）所有的网络设备需要调试，每个ONU的端口相互隔离。ONU端口隔离在安全方面起到一定的作用，但对于住宅小区业主来讲，内部主要进行楼宇对讲系统的对讲数据、视频监控系统的实时视频传输上安全性、可靠性要求不高。相对于施工和维护者来讲，ONU的端口隔离以及接入层的ONU之间不能互相访问，在一定程度上影响设备的调试和维护，解决方案可以①更换性能更好的OLT，②在原有OLT设备上增加三层交换机，③开启OLT代理功能。

（2）存在单点故障，无冗余保护，无法满足高可靠性的业务转发。单点ONU的可靠性低，因此在设计、建设初期要预留好足够的备用光纤。因此在要求高可靠性项目中，EOPN存在一定的局限性。

（3）光衰，传输介质中存在熔接点、中间设备（分光器）等，容易影响数据传输。

总结：

PON系统无疑是其中佼佼者，EPON与GPON两种技术各有千秋，无论是EPON还是GPON，其技术应用在很大程度上决定于光纤接入成本和业务需求，然而价格是最核心因素。在以后的项目实施和维护过程中，需综合考虑用户的业务需求和项目特点，并结合EPON与GPON各自的优缺点，选择合适的系统。

参考文献：

[1]薛继连主编.朔黄铁路重载信息技术[M].中国铁道出版社，2014.02：第396页。

[2]程毅辉.GPON业务复用原理及应用分析[J].广东通信技术，2019，39（03）：7-9。

[3]胡毅主编;金琦等副主编.光有源器件原来与技术[M].北京邮电大学出版社，2016.10：第192页。

[4]中国通信学会信息通信科学传播专家团队[M].信息通信技术百科全书：人民邮电出版社，2015。