EPON以太無源光網絡的接入技術

摘 要：本文討論了在當今高速網絡通信時代的無源光網絡（PON，Passive Optical Network）中EPON技術和ADSL傳統的用戶接入技術的區別。

關鍵詞：EPON技術；ADSL寬帶技術

中圖分類號：TP393.11 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 18-0000-01

隨著三網融合的推行，突破接入網瓶頸變得越來越迫切，只有突破接入部分的帶寬“瓶頸”，才能使整個網絡有效發揮寬帶的作用，真正推動各種業務的發展。從技術上講有三種較為實用的方式來突破接入網瓶頸，一是甚高速數字用戶線路（VDSL）；二是基于無源光網（EPON/GPON）的光纖到家（FTTH）；三是高速無線接入（如WiMAX）。

光纖接入從技術上可分為兩大類：有源光網絡（AON，Active Optical Network）和無源光網絡（PON，Passive Optical Network）。有源光網絡的典型代表是現在網上使用的LAN接入方式，基本特點是：在用戶和中心機房之間，需要采用大量的通信設備進行組網，這些設備需要專門的安裝環境甚至機房，需要解決供電問題、高昂的維護成本。與此相對應，無源光網絡（PON）是一種純介質網絡，由于消除了局端與用戶端之間的有源設備，它能避免外部設備的電磁干擾和雷電影響，減少線路和外部設備的故障率，提高系統可靠性，同時可節省維護成本。

目前PON技術主要有APON/BPON、GPON；EPON等幾種，其主要差異在于采用了不同的二層技術。這些PON技術是當前應用的主流，由于都是通過時分復用的方式來提供業務，因此可以通稱為TDM PON。

IP/Ethernet應用占到整個局域網通信的95%以上，為更好適應IP業務，第一英里以太網聯盟（EFMA）在2001年初提出了在二層用以太網取代ATM的EPON技術，IEEE 802.3ah工作小組對其進行了標準化，EPON可以支持1.25Gbps對稱速率。由于其將以太網技術與PON技術完美結合，因此成為了非常適合IP業務的寬帶接入技術。對于Gbit/s速率的EPON系統也常被稱為GEPON。 在物理層，EPON使用1000BASE的以太PHY，同時在PON的傳輸機制上，通過新增加的MAC控制協議來控制各光網絡單元（ONU）與光線路終端（OLT）之間突發性數據通信；在協議的第二層，EPON采用成熟的全雙工以太技術，使用TDM/TDMA，由于ONU在自己的時隙內發送數據報，因此沒有碰撞，不需CDMA/CD，從而充分利用帶寬。

一、ADSL/ADSL2+的局限性

目前，國內居民用戶的寬帶接入速率為512K～2Mbit/s。隨著寬帶業務的不斷增多，特別是視頻業務的開展，這樣的速率已經不能滿足需求，DSL正面臨提速的壓力。從理論上講，目前用戶的距離已經在2km以內（其中市內距離≤1km），DSLAM設備開通2Mbit/s以上的下行速率沒有問題，而且目前一些地方已經開通。但是如果需要進一步滿足IPTV（標清2M，高清4M）的需要，就面臨困難。另外，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。而目前國內多數城市都是采用較大的端局覆蓋半徑，5～6公里左右甚至更遠的用戶，要普遍實現對用戶較短距離的接入是很難實現的。一種辦法是增加端局的密度，但這會造成極大的設備、空間投入和運營開銷，重新布線的開銷也是巨大的。另一種辦法即是采用新的技術去滿足對帶寬和距離的同時需求，比如EPON。

二、ADSL/ADSL2+與EPON的對比

在帶寬方面，真正實現語音、數據、視頻的Triple Play大概需要十幾兆到二十幾兆的帶寬，EPON在這方面具有天然的優勢。相對來說，每條EPON線路可以支持1Gbps的對稱帶寬給32（64/128）用戶，這樣每用戶可以得到平均30Mbit/s左右的帶寬。EPON可以支持動態帶寬分配（DBA），可以定義用戶的保證帶寬和最高帶寬，比如保證10Mbit/s，最高可到100Mbit/s。EPON可以支持最遠20公里的傳送距離，并且具有足夠的帶寬，使得運營商的業務可以輕松覆蓋到全部用戶。

由于實現了大規模的部署，ADSL的設備費用逐年降低，不存在部署銅線的問題，所以整體的設備成本比較低。但隨著用戶數量的增長，運營方面的成本卻越來越高。ADSL造成的很多維護操作和故障排除都需要經過培訓的技術人員來進行，這就進一步增加了人工成本。相對ADSL業務EPON在CAPEX（是指資金、固定資產的投入）方面的支出比較高，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。目前，FTTH已進入一個發展期，現在光纖的費用已經很低，設備的費用也在不斷降低，特別是基于以太網技術的EPON，由于以太網器件的普遍使用，價格方面相比A/BPON，GPON具有明顯的優勢。隨著光纖價格的不斷降低以及通過各種管道布放光纖的技術的發展和工程設備價格的降低以及工程經驗的增長，城市中光纖布放的成本也在不斷降低。通過后期運營維護成本的降低，以及更高對稱帶寬和更遠傳送距離帶來的業務能力和收入水平的增長，可以相對抵消在設備和線路成本上的投入。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。

參考文獻：

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[2]唐建軍.EPON技術及組網應用研究[J].中興通訊技術，2008.

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[作者簡介]殷旗，天津渤海職業技術學院信息工程系，網絡教研室主任，從事計算機網絡工程教學和研究工作。