吳道祥廈門特力通信息技術(shù)有限公司（361000）

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EPON技術(shù)分析與應(yīng)用研究

吳道祥
廈門特力通信息技術(shù)有限公司（361000）

摘要：現(xiàn)代通信的主要支柱之一就是光纖通信，并且在現(xiàn)代電信網(wǎng)中有著舉足輕重的地位和作用。發(fā)展速度快，應(yīng)用廣，被冠以了世界新技術(shù)革命的重要標(biāo)志，并且也是未來信息社會(huì)中各種信息的主要傳輸工具。EPON是一種有著廣泛應(yīng)用前景的光纖接入技術(shù)。

關(guān)鍵詞：光纖通信；EPON；EPON的發(fā)展

1　EPON概述

光纖通信之所以發(fā)展迅猛主要緣于它具有以下優(yōu)點(diǎn)：通信容量大、傳輸距離遠(yuǎn)；信號串?dāng)_小、保密性能好；抗電磁干擾、傳輸質(zhì)量佳；光纖尺寸小、重量輕、便于敷設(shè)和運(yùn)輸；材料來源豐富、環(huán)境保護(hù)好；無輻射、難于竊聽；光纜適應(yīng)性強(qiáng)、壽命長。

EPON是一種新興的寬帶接入技術(shù)，通過一個(gè)單一的光纖接入系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音及視頻的綜合業(yè)務(wù)接入，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。FTTH被業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為是寬帶接入的最終解決方式，而EPON也將成為一種主流寬帶接入技術(shù)。并且根據(jù)EPON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和寬帶入戶的特殊優(yōu)越性，以及與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)天然的有機(jī)結(jié)合，最后全世界專家都認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一，和解決信息高速公路最后一公里的最佳傳輸媒介是無源光網(wǎng)絡(luò)。

2　EPON技術(shù)特點(diǎn)

EPON技術(shù)由IEEE 802.3 EFM工作組進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，并且在2004年6月，IEEE 802.3 EFM工作組發(fā)布了EPON標(biāo)準(zhǔn)——IEEE 802.3 ah（2005年并入IEEE 802.3-2005標(biāo)準(zhǔn)）。在其中將以太網(wǎng)和PON技術(shù)相結(jié)合并且在無源光網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)的基礎(chǔ)上，定義了一種新的、應(yīng)用于EPON系統(tǒng)的物理層（主要是光接口）規(guī)范和擴(kuò)展的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)在點(diǎn)到多點(diǎn)的PON中以太網(wǎng)幀的TDM接入。為了實(shí)現(xiàn)必要的運(yùn)行管理和維護(hù)功能，EPON還定義了一種運(yùn)行、維護(hù)和管理（OAM）機(jī)制來實(shí)現(xiàn)。

無源光網(wǎng)絡(luò)IEEE802.3定義了以太網(wǎng)的兩種基本操作模式，第一，采用載波偵聽多址訪問/沖突檢測（CSMA/CD）協(xié)議而應(yīng)用在共享媒質(zhì)上；第二，模式為各個(gè)站點(diǎn)采用全雙工的點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路通過交換機(jī)連接到一起。同時(shí)，以太網(wǎng)CSMA/CD模式或全雙工模式是以太網(wǎng)Mac工作的兩種模式之一。

共享媒質(zhì)和點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合是epon媒質(zhì)的性質(zhì)，在下行方向，擁有共享媒質(zhì)的連接性，而在上行方向其行為特性就如同點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。

其中下行方向是OLT發(fā)出的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)報(bào)經(jīng)過一個(gè)1：n的無源光分路器或幾級分路器傳送到每一個(gè)ONU。其中N的典型取值在4～64之間。這種行為特征與共享媒質(zhì)網(wǎng)絡(luò)相同。而在下行方向，因?yàn)橐蕴W(wǎng)具有廣播特性，EPON結(jié)構(gòu)和匹配是有選擇的提取目的ONU，OLT廣播數(shù)據(jù)包。

而上行方向是指由于無源光合路器的方向特性，任何一個(gè)ONU發(fā)出的數(shù)據(jù)包只能到達(dá)OLT，而不能到達(dá)其他的ONU。EPON在上行方向上的行為特點(diǎn)與點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)相同?？刹煌谝粋€(gè)真正的點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，在EPON中，所有的ONU都屬于同一個(gè)沖突域就是來自不同的ONU的數(shù)據(jù)包如果同時(shí)傳輸依然可能會(huì)沖突。因此EPON需要采用某種仲裁機(jī)制來避免數(shù)據(jù)沖突。

3　EPON技術(shù)發(fā)展

無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）具有節(jié)省光纖資源同時(shí)對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議透明的特點(diǎn)，現(xiàn)如今在光接入網(wǎng)中扮演著越來越重要的角色。同時(shí)，經(jīng)過二十年的發(fā)展，簡便實(shí)用，價(jià)格低廉的特性，幾乎已經(jīng)完全統(tǒng)治了局域網(wǎng)，在事實(shí)上被證明是承載IP數(shù)據(jù)包的最佳載體。因?yàn)镮P業(yè)務(wù)在城域和干線傳輸中所占的比例不斷攀升，所以以太網(wǎng)也在通過傳輸速率、可管理性等方面的改進(jìn)，并且逐漸向接入、城域甚至骨干網(wǎng)上滲透。以太網(wǎng)與PON的結(jié)合，產(chǎn)生了以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）。通過其優(yōu)點(diǎn)成為了網(wǎng)領(lǐng)域中的熱門技術(shù)。

4　EPON技術(shù)現(xiàn)狀

在2004年6月發(fā)布EPON技術(shù)規(guī)范IEEE 802.3 ah以來，EPON技術(shù)快速發(fā)展，目前相關(guān)的芯片和設(shè)備均已基本成熟且有較大的應(yīng)用。同時(shí)在日本，NTT、KDDI、YahooBB等運(yùn)營商從2004年開始部署EPON，采用FTTH、FTTB/C+VDSL/ADSL2+等多種組網(wǎng)方式，為用戶提供高帶寬互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務(wù)。在日本市場上已經(jīng)部署了超過500萬線的EPON設(shè)備，不僅如此每月新增的FTTH用戶數(shù)已經(jīng)超過了DSL用戶，成為了用戶熱門選擇。

EPON技術(shù)主要體現(xiàn)在以下方面：經(jīng)過各標(biāo)準(zhǔn)化組織、設(shè)備和芯片制造商、運(yùn)營商的共同努力，EPON商用芯片和光模塊已經(jīng)成熟，并且中國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了EPON芯片級和系統(tǒng)級的互通測試而且EPON產(chǎn)業(yè)鏈也在進(jìn)一步成熟，不僅設(shè)備成本進(jìn)一步下降，還形成了良性的市場競爭格局。

5　EPON技術(shù)的應(yīng)用

基于epon的FTTx系統(tǒng)綜合考慮，EPON的技術(shù)特點(diǎn)、成熟度、投資成本、業(yè)務(wù)需求、市場競爭等多方面考慮近期主要應(yīng)用于以下場景。

1）公眾客戶綜合接入

對于公眾用戶來說，可以采用FTTH和FTTB/ C/Cab等應(yīng)用模式。

2）大客戶、商業(yè)客戶綜合接入

可根據(jù)需求和用戶模式的不同對于商業(yè)用戶，采取不同的實(shí)施模式，如FTTO、FTTB或FTTC。

3）“全球眼”等高帶寬接入

采用epon為接入手段是對“全球眼”等對帶寬（特別是上行帶寬）要求比較高的應(yīng)用EPON不僅替代了原來模擬組網(wǎng)方案中的二/三層交換機(jī)，而且節(jié)省了大量的光纖收發(fā)器和視頻光端機(jī)設(shè)備。

4）村村通接入

采用多級分光且分光率不等的方案是對于那些光纖資源短缺的情況，即在只有一芯或幾芯光纜資源的情況下采用功率不等光分路器逐點(diǎn)匯聚。

6　結(jié)語

由于消除了局端于客戶端之間的有源設(shè)備，EPON作為一種純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，它不僅能避免外部設(shè)備的電磁干擾和雷電影響，還可以減少線路和外部設(shè)備的故障率，提高系統(tǒng)可靠性，節(jié)省維護(hù)成本，是電信維護(hù)部門長期期待的技術(shù)。由于EPON業(yè)務(wù)的透明性，原則上可適用于任何制式和速率的信號。要想實(shí)現(xiàn)全部的光纖接入，還需要做很多。廣泛推廣的關(guān)鍵因素是設(shè)備、光纖、工程成本和應(yīng)用的業(yè)務(wù)需求，從FTTB開始，充分利用EPON的技術(shù)，和現(xiàn)有的以太網(wǎng)的優(yōu)勢（成本低、使用廣），然后逐步過渡到FTTH，這是一條合理且需要盡心的長路。

參考文獻(xiàn)：

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［3］EPON：新一代寬帶光接入技術(shù)與應(yīng)用［S］.閻德升.

［4］EPON/GPON技術(shù)問答［M］.EPON設(shè)備維護(hù)類資料.