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EPON接入技術

EPON是一種基于光纖傳送網的長距離的以太網接入技術。EPON采用點對多點架構，一根光纖承載上下行數據信號，經過1：N分光器將光信號等分成N路，以光分支覆蓋多個接入點或接入用戶。

　　EPON網絡結構

　　EPON在傳統上還有GEPON的叫法，這里并不是表述錯誤。業界早期的EPON設備是基于FE總線的，在基于GE總線的EPON設備推出后，為了區分稱之為GEPON，目前業界的EPON設備基本上都是基于GE總線。目前基本上統稱EPON。

　　一套典型的EPON 系統由OLT、ONU、ODN組成。EPON的網絡結構如圖1所示。

　　

 

　　圖1 EPON的網絡結構

　　OLT放在中心機房，它可以看作是一個L2交換機或者L3路由交換機。在下行方向，OLT提供面向無源光纖網絡(ODN)的光纖接口;在上行方向，OLT將提供了GE光/電接口，將來10Gbit/s的以太網技術標準定型后，OLT也會支持類似的高速接口。為了提供多業務接入，OLT還可支持E1以及OC3等接口，來實現傳統話音的接入或電路中繼業務。

　　在EPON的網管方面，OLT是主要的控制中心，內置OAMP Agent，可以管理其下的ONU終端設備，實現網絡管理的五大功能。EPON網管可以通過在OLT上通過定義用戶帶寬參數來控制用戶業務質量，通過編寫訪問控制列表來實現網絡安全控制，通過讀取MIB庫獲取系統狀態以及用戶狀態信息等，還能提供有效的用戶隔離。

　　ODN是光分發網，由無源光纖分支器和光纖構成。無源光纖分支器是連接OLT和ONU的無源設備，它的功能是分發下行數據和集中上行數據。無源分光器的部署相當靈活，由于是無源器件，幾乎可以適應于所有環境。一般無源光纖分支器的分光比有1：2、1：4、1：8、1：16、1：32、1：64等。一般建議采用一級分光，多不能超過二級分光。

　　ONU是放在用戶駐地側的終端設備，EPON中的ONU采用以太網協議，實現了成本低廉的以太網第二層交換功能。由于使用以太網協議，在通信的過程中就不再需要協議轉換，實現ONU對用戶數據的透明傳送。OLT到ONU之間采用加密協議保證用戶數據的安全性。

　　基于EPON的FTTH 的優勢在于其強大的覆蓋能力，遠覆蓋可達20公里(1:32的分路比)，從端局出發，經過ODN連接各光接入點。傳統的光接入網，光纖的延伸范圍一般到網絡接入點截止，要實現光纖入戶，就需要在接入點配置大量的光口接入層交換機，成本昂貴。隨著無源光網絡技術的出現、成熟，尤其是現在的EPON技術，可以提供光纖直接到用戶末梢的經濟可行方案，FTTH成為高效的接入方式。在基于EPON的FTTX解決方案中，如何解決光纜到大樓、小區的引入，規劃OLT、ODN、室內用戶終端(OUN)的光纖連接成為關鍵所在。

　　EPON的上下行技術

　　EPON在OLT和ONU間采用單根光纖提供對稱1.25Gbps帶寬，受物理接口限制，實際提供1Gbps帶寬，可傳輸數據、語音和視頻業務。EPON 在單芯光纖上采用波分復用(WDM)技術，上下行數據流分別在不同的頻段傳輸。其中，

　　下行 1490nm ;

　　上行 1310nm ;

　　1550nm 可選用于CATV。

　　下行的數據流采用廣播方式，OLT將802.3格式的以太網幀數據流通過單播復制的方式推送到所有的ONU處;ONU通過判斷以太網幀幀頭里的由OLT分配的LLID(Logical Link ID)來判斷是否接收，接收屬于自己的數據幀，將不屬于自己的數據幀丟棄。如圖1所示。

 

　　圖1 EPON下行數據流

　　上行的數據流采用時分多址(TDMA)技術，把上行的時間分成了許多的時間片，根據ONU分配的帶寬和業務的優先級給ONU的上行數據流分配不同的時間片，每個時間點上光纖上只傳送一個ONU的上行數據流。通過OLT和ONU之間協商，避免了ONU上行數據流之間的沖突，不會造成數據丟失。如圖2所示。

　　圖2 EPON上行數據流

　　EPON與ADSL的比較

　　ADSL經過幾年的大力發展，目前已經成為中國固網運營商普及的寬帶接入手段。ADSL利用傳統的銅線資源的傳送寬帶數據，充分利用了固網運營商的銅線資源，對中國電信和中國網通這樣的運營商來說，是早期發展寬帶接入的一種佳選擇。

　　ADSL/ADSL2+業務是一種不對稱傳輸的寬帶接入技術，上行帶寬有限，小于1M，下行帶寬大到26Mbps，實際商用中覆蓋不超過3km的距離，一般提供512Kbps到2Mbps的下行帶寬，主要應用為公眾上網。

　　然而隨著各種新業務，尤其是視頻業務的興起，用戶的帶寬要求越來越高。隨著博客、在線游戲、即時通訊、寬帶電話、視頻電話、個人相冊共享等應用的快速增長，用戶對上行帶寬的需求也越來越大。中國電信和中國網通在其寬帶網的規劃中，未來個人用戶的雙向帶寬將達到10M～20M。ADSL的帶寬嚴格受到傳送距離的限制，較高的帶寬只能在短距離實現，即便經過“光進銅退”改造，縮短ADSL的覆蓋范圍，這也只能在一定時間段內、一定程度上滿足帶寬要求。

　　基于光纖的接入網，其帶寬理論上是可以無限擴展的。因此隨著EPON技術的成熟，其高帶寬、長距離的覆蓋范圍，使得EPON取代ADSL技術將成為技術發展的必然選擇。

　　相對ADSL，EPON在初期建設的支出比較高，包括前期的設備費用和光纖鋪設費用。但由于采用無源光網絡技術組網，基于光纖的PON技術在運營維護方面的費用要大大低于ADSL和銅線。通過后期運營維護成本的降低，提供更高帶寬和更遠距離的業務覆蓋能力，并由此帶來的提供更多新業務的能力，帶來更多的業務收入，可以相對抵消在設備和線路成本上的投入。目前光纖的成本已經很低，FTTX已進入一個黃金發展期，設備的費用也將在建設中不斷降低。因此，運營商通過部署EPON可以增強在包括寬帶接入在內的全面業務方面的競爭力，由此穩定用戶資源，甚至帶來流失用戶的回流，這都會為運營商帶來更多的業務收入，使運營商長期受益。

　　EPON的技術優勢

　　隨著EPON技術的成熟，業界主流的運營商已經開始大規模部署EPON系統，展開FTTX應用，并在此基礎上實現Triple Play(三重播放，提供語音、數據和視頻業務)，構建三網合一的接入平臺。

　　自2004年起，在FTTH發達的日本、韓國、臺灣以及美國、歐洲等國家和地區，EPON技術得到了大規模的應用，并進一步刺激了IPTV業務的繁榮。在中國市場，目前EPON產品已經在所有省份都有了試點和商用。

　　EPON技術采用波分復用(WDM)技術在單根光纖上實現對稱1Gbps的帶寬，并且且可以在接近客戶段實現分光下行，大量節省了骨干光纖資源。目前達到的大分光比是1：64。EPON系統的另一個優勢在于其強大的覆蓋能力，在1:32的分路比下遠覆蓋可達20 km，在1：64分光比下，遠覆蓋范圍是10km，這充分保證了設備的覆蓋范圍。在1：32分光比下，每個ONU用戶的平均帶寬可達30M以上，使得視頻業務得到了足夠的帶寬保證。

　　無源光分支器的使用，節省了大量的維護資源，節省了機房、電源配套等資源，整體降低了FTTX網絡的建設成本和維護成本。近年來的光纖成本的下降，為FTTX提供了纜線配套成本的下降。

　　目前各運營商提供的寬帶接入業務主要是ADSL和LAN接入兩種，此外，隨著帶寬需求的不斷增加，VDSL也逐漸成為一種選擇。下面將對EPON和這三種接入方式進行技術和經濟性的比較。其它的接入方式，如Cable Modem，電力線接入等由于市場占有量不大并且受行業資源限制。

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