EPON技術及其典型應用

李強+喬函+劉健+鞏銳

【摘要】 隨著Internet的普及和人民的生活及工作質量的提高，為了促進信息網絡的融合與發展，有效提升我國信息基礎網絡的建設水平和現代社會的信息化程度，必然要大力發展光纖接入技術，而在向電信用戶提供的各類寬帶接入服務中，采用光纖接入（FTTx），特別是直接光纖到戶（即FTTH）的接入方式，是目前可預見的、最具技術發展生命力和應用前景的接入方式之一。FTTx光接入技術包括有源接入技術和無源接入技術（PON技術），而PON技術可節省主干光纖資源和網絡層次，在長距離傳輸條件下可提供雙向高帶寬能力，接入業務種類豐富，適用于用戶區域較分散，且每一區域內用戶又相對集中的小面積密集用戶地區，因此是重點發展的FTTx技術。下面將著重介紹EPON技術及其典型應用。

【關鍵詞】 EPON 無源光纖分路器 OLT 光線路終端 ODN 光配線網

一、引言

EPON：基于以太網的無源光網絡，EPON全稱為Ethernet Passive Optical Network，即基于以太網的無源光網絡。它是眾多光接入技術中的一員，其特征體現為，一是采用以太網幀結構，一是采用一對多的PON網絡拓樸。

二、EPON傳輸原理：單纖雙向傳輸機制

EPON系統采用WDM技術，實現單纖雙向傳輸，為了分離同一根光纖上多個用戶來去方向的信號，采用兩種復用技術：下行數據流采用廣播技術，下行中心波長 1490nm；上行數據流采用TDMA技術，上行中心波長 1310 nm。

2.1 EPON的數據幀結構

EPON是采用以太網幀結構，基于IEEE802.3幀格式，在前導碼字節中新增 LLID ：用于在OLT上標識ONU。

2.2 EPON系統構成

EPON系統由以下設備構成：

1、 OLT光線路終端通常放置在中心機房（CO）；

2、ONU 光網絡終端通常放置在用戶側 ；

3、 POS 無源光分路器是連接OLT和ONU的無源設備。

在一個EPON系統中，OLT既是一個交換機或路由器，又是一個多業務提供平臺（MSPP），它提供面向無源光纖網絡的光纖接口。它是整個EPON系統的核心部件，主要完成的功能有：

1、向ONU以廣播方式發送以太網數據；

2、發起并控制測距過程，并記錄測距信息；

3、發起并控制ONU功率控制；

4、為ONU分配帶寬，即控制ONU發送數據的起始時間和 發送窗口大小；

5、其它相關的以太網功能。

三、EPON 特點

1、滿足最多、最經常的數據通信應用場合的需求-基于以太網的應用， 桌面數據通信接口：85%以上是以太網接口。IEEE 802.3ah，啟動較早，由制造商主導推進。由以太網技術發展而來，最適宜承載的是基于以太網的業務，例如寬帶上網、VoIP、IPTV等。芯片解決方案較為成熟，簡單是其主要特征，完全可以滿足FTTH的應用需求，DBA、加密算法、管理維護等進一步嚴格定義，光鏈路指標的改進，對改善互通性與實用性較為關鍵。

2、簡單，低成本，不改變以太網幀結構，盡可能減少轉換環節，降低轉換成本。簡單地說就是滿足接入網發展的需要：用盡可能低的成本提供盡可能大的帶寬。

3、光纖為帶寬容量大，對業務透明的純介質網絡，能適應不斷增長的帶寬與新業務演進需求。（并且是綠色材料，取之不盡）

4、符合接入網拓撲特征，無源ODN體積小、環境適應性好，無電磁干擾和雷電干擾，降低了故障率。

5、長距離，符合大局所的建設思路。

6、避免有源節點級聯，網管一步到底，簡化了機房，降低了供電、維護費用。

7、共享大帶寬介質與CO端光器件，節省干線光纖，具備高密度的接入能力，具備了低成本能力。

8、CO端低功耗特征。

9、光纜壽命達50年，優于銅纜。

10、具有完善的遠端設備的狀態檢測、操作維護和故障管理的能力。

11、可以實現真正意義的全業務接入與“三網合一”。

銅纜DSL接入的局限性將隨著用戶數與帶寬的提升，尤其是視頻業務/HDTV的沖擊變得明顯。光纖在接入網中的作用越來越明顯，光進銅退、FTTC/B向FTTH/O演進是必然趨勢；光纖接入網絡將成為城域網/SS與家庭網關/IAD之間的主要載體。