EPON和GPON系統融合為三網融合助力

夏瑞芳， 李廣成， 吳學軍

（烽火通信科技股份有限公司，湖北 武漢 430074）

0 引言

日前，溫家寶總理主持召開國務院常務會議，要求加快推進電信、廣播電視和互聯網三網融合。所謂三網融合，主要是指高層業務應用的融合，即視頻、信息、通信等業務的融合，人們可以通過一張網絡完成數據、視頻、語音等綜合業務處理。三網融合規范有序開展除了政策體系和機制做保障外，還要求在技術上趨向一致，網絡層可以實現互聯互通，形成無縫覆蓋。網絡通過技術改造，能夠提供數據、語音、視頻等綜合多媒體的通信業務。在接入層面比較容易實現三網融合，即音頻、數據、視屏等綜合業務的融合接入[1]。

實現音頻、數據、視屏等綜合業務融合接入主要有EPON和GPON兩種技術，但由于EPON和GPON各有其最好的應用場景，哪種技術將成為主導尚不明朗，為避免因不同的技術選擇帶來風險，目前將EPON/GPON系統融合是一種不錯的選擇。在已有的技術基礎上，探討一種新的EPON/GPON系統融合方案，來滿足視頻、數據、語音等綜合業務的接入，為加速三網融合助一臂之力。

1 PON技術

PON是一種點對多點的網絡結構，由光線路終端（OLT）、光配線網絡/光配線終端（ODN/ODT）、光網絡單元（ONU）和無源光分路器（POS）組成。PON技術中有APON/BPON、EPON、GPON和WDM PON等，它們統稱為XPON。

無源光網絡相對于有源光網絡具有優越的性能，PON技術逐漸成為寬帶接入的主流技術。其中，EPON和GPON是當今實現FTTX的主流技術。為了規避技術選擇風險，設備制造商已經將EPON和GPON功能融合在同一OLT平臺上，網絡運營商也考慮到單純只投資EPON或GPON都會有風險，希望將EPON/GPON進行融合。

2 EPON/GPON技術比較

表1對EPON和GPON兩種技術的主要參數進行了比較[2]。針對GPON和EPON技術的特點，對這兩種技術做出以下分析。

表1 EPON、GPON技術比較

（1）GPON支持多種速率等級

GPON支持上下行不對稱速率，上行不一定要支持1.25 Gb以上的速率，因此與EPON只能支持對稱1.25 Gb的單一速率相比，GPON在光器件的選擇上余度更大。

（2）EPON/GPON支持不同等級ODN

EPON只支持Class A和B的ODN等級，而GPON可支持Class A、B和C，因此GPON可支持128分路比和60km的傳輸距離。

（3）EPON/GPON協議比較

EPON標準是以802.3體系結構為基礎，與GPON標準相比其協議分層更簡單，系統實現更容易。GPON標準沿用了APON標準G.983的很多概念，比EPON標準更完善。但GPON增加了TC子層，相應地增加了相應的開銷。規定一個高效率的TC層機制將成為ITU在制定GPON標準中的一個關鍵，GPON中TC子層可以采用ATM和GFP兩種封裝方式。

（4）EPON/GPON業務承載

在Ethernet上承載TDM業務的技術并不成熟，很難滿足電信級的QoS要求，EPON為了承載TDM業務和話音業務必須設計新的MAC機制并增加新的軟硬件。GPON設計的TC子層結構和ATM封裝方式，采用125 us的幀長及定時機制，支持TDM業務和話音業務。

綜上所述，GPON/EPON都滿足多業務場景。GPON相對EPON而言，其優點是同分支比下帶寬更高。考慮到未來業務存在巨量終端和三網融合業務需求，運營商可以混插EPON/GPON的單板。

目前，業界對EPON和GPON進行融合的方案主要是在OLT背板處進行融合，即在OLT機框內混插EPON和GPON機盤，EPON和GPON在背板融合后，信號采取波分復用傳輸和獨立傳輸兩種方式。EPON和GPON在OLT混插后，能夠很好的承載數據、語音、I視頻等多重業務，滿足三網融合的技術發展要求。

3 OLT背板融合波分復用傳輸

OLT設備融合是在OLT的背板分別插上EPON和GPON兩種不同的機盤,信號輸出分別采用 λ1 和 λ2 兩種波長傳送EPON和GPON業務，然后進行合波,通過一根光纖進行傳輸。到達用戶端后進行分波,按不同用戶的需要提供不同的信號，再分別用分路器對他們進行分光,連接不同的 ONU，方案如圖 1所示[3]。通過采用不同的波長來傳送EPON 和GPON 信號, 以實現在OLT端EPON 和GPON的融合,針對不同的終端用戶需求提供EPON和GPON兩種業務。對需要提供穩定性高的多業務的商務用戶，采用GPON技術為其提供相關寬帶業務；對穩定性和效率不是非常關注，對資費敏感的普通用戶，采用EPON技術為其提供相關業務。工程施工中，該方案適用于同種業務需求的用戶在地理位置上分布相對集中的情況。

圖1 OLT背板融合波分復用傳輸方案

但實際的工程施工中，不同的用戶，也即高、中、低不同業務需求的用戶在地理位置上的分布異常復雜，尤其是三網融合后，這種問題將更加突出。不可能是高、中、低端業務需求用戶分別同時集中于某一相同的地理位置，而是這三種不同業務需求的用戶在地理位置上交錯分布，即有高端業務系需求的地方，同時又有中、低端業務需求。

4 改進的EPON/GPON融合思想

基于目前EPON和GPON在OLT背板融合后，采用波分復用傳輸方案，提出一種改進思想，使之更加適合工程組網需求，同時滿足高、中、低端業務用戶需求。其組網方案如圖2所示。從背板出來的EPON信號和GPON信號采用波分復用傳輸，合波信號經無源光分路器按1：32（或1：64）分路，在信號到達ONU端前用1：2光分路器將EPON和GPON信號分離，分別傳送給EPON ONU和GPON ONU。

圖2 改進的EPON/GPON融合思想組網

改進后的EPON/GPON融合組網方案與OLT背板融合波分復用傳輸方案相比，新方案中1∶2分光器更靠近ONU端，1∶2分光器由原來的1個增加到N個，無源光分路器由原來的1∶32和1∶64兩個減為現在的1∶32（或1∶64）一個。因為合波的EPON和GPON信號在到達終端ONU前才進行分波，所以改進的融合組網思想更加適合于接入寬帶多樣化的不同高、中、低端用戶業務需求，使得三網融合運營商在接入端的網絡部署上更加靈活，從而節省投資成本，提高整體贏利能力。

5 結語

近年來，以PON為主的FTTx寬帶接入技術在世界范圍內引起極大的關注[4]。日前，加快三網融合的決議，促使用戶對綜合了視頻、寬帶數據、話音等多種業務的帶寬和通信質量的要求大幅度上升。在已有的EPON/GPON在OLT背板融合波分復用傳輸的基礎上，加以改進，讓新的EPON/GPON融合思想更加滿足實際需要，使得三網融合運營商能更好地為高、中、低端不同業務需求的用戶同時服務，滿足營運商的贏利能力，從而加快三網融合的步伐。

[1] 劉德明.武漢“光城計劃”與融合接入問題研究[C].中國：光電新聞網,2009：3-4.

[2] 李晗.移動互聯網推進 FTTx[EB/OL].(2009-06-17) [2010-03-01].http：//www.txrjy.com/viewthread.php?tid=338124&highlight=%C0%EE%EA%CF%A3%AC.

[3] 眭青，李廣成，田廣禮.一種融合EPON和GPON的接入方案[J].光通信研究，2006（05）：37.

[4] CEDRIC F L. Passive Optical Networks Principles and Practice[M]. America： Printed in the United States of America,2007.