淺談EPON在小區通信網中的應用

王鴻麟

【摘 要】隨著今年中國政府提出“寬帶中國”的戰略，國內EPON的發展進入快速部署的快車道。而新建小區可以提前考慮EPON的部署，對已建小區如何利用現有資源接入EPON，并與現有業務、未來業務相融合，給運營商提出了課題，也給企業通信部門提出了課題。本文簡要介紹EPON原理和發展趨勢，從企業小區實際情況出發，提出企業小區現有網絡如何改造成EPON網絡，改造后的優點，及下一步升級到FTTH的構想。

【關鍵詞】小區、EPON、FTTB、FTTH

【中圖分類號】TN929.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）03-0053-01

一、EPON的技術發展

1、發展歷程

20世紀90年代初提出PON概念至今，已經歷了幾個發展階段。電信運營商和設備制造商開發了多種協議和技術，以便使PON能更好的滿足接入網市場需求。隨著PON的發展，它具有節省光纖資源、對網絡協議透明的特點，在光接入網中扮演者越來越重要的角色。同時，以太網（Ethernet）技術經過三十幾年的發展，以其簡便實用，價格低廉的特性，幾乎已經完全統治了局域網，并在事實上被證明是承載IP數據包的最佳載體。隨著IP業務在城域和干線傳輸中所占的比例不斷攀升，以太網也在通過傳輸速率、可管理性等方面的改進，逐漸向接入、城域甚至骨干網上滲透。而以太網與PON的結合，便產生了以太網無源光網絡（EPON）。它同時具備了以太網和PON的優點，正成為光接入網領域中的熱門技術。

2、EPON工作的模式

IEEE802.3定義了以太網的兩種基本操作模式。第一種模式采用載波監聽多路接入/沖突檢測（CSMA/CD）協議而應有在共享媒質上；第二種模式為各個站點采用全雙工的點到點的鏈路通過交換機連接到一起。相應的，以太網MAC可以工作于這兩種模式之一：CSMA/CD模式或全雙工模式。

EPON媒質的性質是共享媒質和點到點網絡的結合。在下行方向，擁有共享媒質的連接性，而在上行方向其行為特點就如同點到點的網絡。

3、EPON技術特點

EPON技術是在無源光網絡體系架構的基礎上，定義了一種新的、應用于EPON系統的物理層（主要是光接口）規范和擴展的以太網數據鏈路層協議，以實現在點到多點的PON中以太網幀的TDM接入。此外，EPON還定義了一種運行、維護和管理（OAM）機制，以實現必要的運行管理和維護功能。

在物理層，EPON系統采用單纖波分復用技術，下行1490nm，上行1310nm，提供CATV業務時，下行增加1550nm，實現單纖雙向傳輸。同時定義了兩種光接口，分別支持10km和20km的最大距離傳輸。在物理編碼子層。EPON系統繼承了吉比特以太網的原有標準，采用8B/10B線路編碼和標準的上下行對稱1Gbit/s數據速率。

并為了分離同一根光纖上多個用戶的來去方向的信號，采用以下兩種復用技術：

下行數據流采用廣播技術；

上行數據流采用TDMA技術。

在數據鏈路層，多點MAC控制協議（MPCP）的功能是在一個點到多點的EPON系統中實現點到點的仿真，支持點到多點中多個MAC客戶層實體，并支持對額外MAC的控制功能。MPCP主要處理ONU的發現和注冊，多個ONU之間上行傳輸資源的分配、動態帶寬分配，統計ONU本地擁塞狀態的匯報等。

二、EPON在企業小區的應用

1、EPON在企業小區應用的技術優勢

①EPON局端（OLT）與用戶（ONU）之間僅有光纖、光分路器等光無源器件，無需租用機房、無需配備電源、無需有源設備維護人員，因此，局端資源占用很少，系統初期投入低，可有效節省建設和維護成本，且投資回報率高。

②EPON采用以太網的傳輸格式，同時小區網絡也是以太網，二者具有天然的融合性，消除了復雜的傳輸協議轉換帶來的成本因素；卻比以太網更便于維護，而且故障率低 ；

③EPON可以提供高速寬帶，充分滿足小區用戶的帶寬需求，并可方便靈活的根據小區用戶需求的變化，動態分配帶寬；還可以靈活擴展通信業務，實現IPTV、CATV、VoIP、以太網等業務；并且隨著技術的發展可以升級到10Gb/s。

2、EPON在企業小區應用的模式

目前企業小區網絡以實現光纖到樓銅纜到戶（FTTB+LAN）的以太網模式，語音以實現NGN軟交換模式，承載網都是IP網絡，以具備“三網合一”的條件。另外，網絡拓撲中，中心機房到小區匯聚，小區匯聚

改造EPON的FTTB模式需在中心機房增加EPON OLT設備，中心機房到小區匯聚利用現有管道布放大芯數光纜（可考慮將來FTTH的需求一次布放到位），小區匯聚交換機和光電收發器更換為光分路器，而小區匯聚到每棟樓現布放的四芯光纜無需改造，每棟樓可根據用戶數量安裝1-4臺ONU（一臺ONU可包括網絡、電話和電視接口，其他ONU不包括電視接口），到用戶終端的網線、兩芯電話線和同軸電纜無需改造，就可實現“三網合一”的EPON網絡。如下圖：

改造后的EPON拓撲結構只有中心機房和每棟樓ONU是有源設備，而光分配網絡中是無源設備基本不用維護，降低了維護人員的維護點，充分體現EPON的優點。

三、EPON的發展前景

據統計，在美國，2010年-2011年的住宅帶寬需求達到了150Mbps，不久將達到200Mbps，在國內也將面臨同樣的需求。此外，使用光纖接入的用戶持續增長，2009年，全球FTTH用戶只占所有寬帶接入用戶的11%，預計到2016年將占到30%左右，其中一半的用戶來自中國。同時，2012年9月中國政府將公布“寬帶中國戰略”實施方案，對EPON接入影響深遠，FTTH的發展將更加普及。隨著FTTH的普及對EPON的帶寬提出了新的要求。

目前10G EPON技術已經成熟，10G EPON與EPON技術具備天生的銜接性，可以基于現有的EPON設備實施擴容升級至10G EPON，從而有效滿足用戶對于20M以上大帶寬傳輸需求。將來隨著更多業務的加入，帶寬需求會不斷提升，相信EPON的帶寬會越來越寬，40G、100G都在研發中，而EPON技術良好的銜接性將是其最大優點。

參考文獻：

[1]中國電信集團公司.EPON＼GPON技術問答.人民郵電出版社.2010

[2]朗為民/郭東生.EPON＼GPON從原理到實踐.人民郵電出版

社.2010