淺談EPON技術在光纖接入網(wǎng)中的應用

羅杰　劉元丹　龔旭龍

摘 要：由于人們對帶寬的要求越來越大，通信網(wǎng)絡也隨之不斷的升級，而PON技術由于其自身的優(yōu)勢，比如帶寬高、維護起來又比較容易，而且成本投資小等等，使其在通信領域的發(fā)展越來越快。本文介紹了PON技術的組成，并以漢口花園FTTH接入網(wǎng)設計工程為例說明了EPON技術在光纖接入網(wǎng)中的應用。

關鍵詞：PON技術 通信領域 接入網(wǎng)

中圖分類號：TN929.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（b）-0009-02

Abstract：Because of the bandwidth requirement is more and more big， the communication network also will continue to upgrade， while PON technology because of its advantages， such as high bandwidth， and easy maintenance， and the cost of investment and so on，make the development more and more quickly in the field of communication. This paper introduces the composition of PON technology，and takes Hankou garden FTTH access network design project as an example to illustrate the application of EPON technology in the optical access network.

Key Words：PON Technology；Field of Communication；Access Network

隨著人們對通信網(wǎng)絡需求的增大，通信行業(yè)的用戶數(shù)以及其相關的業(yè)務都呈不斷增長的趨勢，而寬帶接入技術也正在快速地向高帶寬、可管理、更經(jīng)濟、更方便、能提供一定服務質(zhì)量的方向發(fā)展，該技術的綜合化能更容易地結合不同技術的優(yōu)勢，更好地滿足業(yè)務的發(fā)展需求，并能適應向未來網(wǎng)絡技術的演變。

1 PON技術簡介

PON技術實際是指無源光網(wǎng)絡技術[1]（Passive Optical Network），主要包括基于ATM的寬帶無源光網(wǎng)絡（BPON/APON）、以太無源光網(wǎng)絡（EPON）、具有比特級的無源光網(wǎng)絡（GPON）三類，PON技術完成信號處理只需要在交換機和用戶房子內(nèi)，并不需要戶外的有源設備。PON技術的成熟，在實現(xiàn)運營商的全業(yè)務運營的同時還以其效率高、網(wǎng)絡暢通等優(yōu)勢獲得了很好的評價。

2 PON技術的分類及組成

2.1 PON技術的分類

PON包含了APON、BPON、GPON和EPON，其中APON，BPON和GPON是 ITU-T標準，而EPON是IEEE標準。目前EPON主要是用最簡單的技術為大多數(shù)的主流業(yè)務提供足夠的功能和性能支持，而GPON則是用復雜的方式為全部的業(yè)務提供完美的功能和性能的支持。

2.2 PON技術的組成

PON系統(tǒng)主要是由三個部分組成（見圖1），包括光線路終端（OLT）、光分布網(wǎng)絡（ODN）、光網(wǎng)絡單元（ONU）。

其中，光線路終端（OLT）在承載各種業(yè)務信號匯聚并送入接入部分以便向終端用戶傳輸?shù)耐瑫r還需要將來自終端用戶的信號按照各種不同的業(yè)務進行分類然后分別送入到各個不同的業(yè)務網(wǎng)中。光分布網(wǎng)絡（ODN）則是在OLT和ONU之間提供一種光傳輸手段，ODN有四種不同的結構：星型、樹型、總線型以及環(huán)型。光網(wǎng)絡單元（ONU）在組成中的作用是負責與光線路終端（OLT）之間的信息互通，并且可以通過內(nèi)置或者是外掛用戶網(wǎng)絡接口設備的方式提供用戶接入。

PON系統(tǒng)的接口包括了數(shù)據(jù)下行和數(shù)據(jù)上行，在數(shù)據(jù)下行時，OLT可以隨時發(fā)送數(shù)據(jù)給任意的ONU，在上行方向，OLT在同一時間只能接收一個ONU的數(shù)據(jù)，如果兩個ONU同時向OLT發(fā)送數(shù)據(jù)，則OLT不能正確接收數(shù)據(jù)（ONU發(fā)送沖突）。在數(shù)據(jù)上行時，把光纖的占用按照一定的時間長度分成時段，在每一個時段，只有一臺ONU則關閉激光器，OLT通過發(fā)送控制數(shù)據(jù)包指定ONU發(fā)送數(shù)據(jù)的時段（見圖2）。

隨著寬帶業(yè)務的不斷快速發(fā)展，EPON 技術相對來說比較穩(wěn)定，其對于IPTV、寬帶上網(wǎng)或者是VoIP等各種各樣的寬帶業(yè)務目前已經(jīng)基本上能夠滿足需求。雖然GPON技術在各個方面也具有一定的優(yōu)勢，而且OAM功能和其保護機制也相對來說比較完善，也能夠支持TDM業(yè)務承載[2]，但是由于其技術的復雜以及成本相對較高實現(xiàn)起來比較困難，因此，目前還是以EPON技術來實現(xiàn)寬帶光纖的接入。

3 武漢漢口花園小區(qū)EPON光纖接入網(wǎng)設計

3.1 接入方式的選擇

漢口花園小區(qū)擬通過EPON技術解決漢口花園二期用戶的語音、數(shù)據(jù)業(yè)務需求，采用FTTH的建設模式[3]。漢口花園采用的EPON技術具有以下的優(yōu)點[4]。

第一，高寬帶：以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡（EPON）可以提供上下行對稱1.25 Gbit/s的帶寬，并且可以升級至10 Gbit/s。

第二，成本低：以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡（EPON）采用的是PON結構，使網(wǎng)絡中的光纖和光器件都大大的減少，不僅降低了設備成本而且使維護成本也隨之降低。

第三，服務的范圍大：以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡（EPON）技術是一種點到多點的網(wǎng)絡，比較節(jié)省CO資源，覆蓋的用戶范圍比較大，達到10～20 km。

3.2 接入網(wǎng)的結構設計

3.2.1 漢口花園小區(qū)信息圖endprint

漢口花園小區(qū)內(nèi)共有22棟，共58個單元。覆蓋用戶規(guī)模1046戶。漢口花園小區(qū)網(wǎng)絡系統(tǒng)總圖如圖4所示。

3.2.2 EPON傳輸?shù)脑?/p>

EPON的傳輸分為上行和下行，這兩種數(shù)據(jù)傳輸方式是完全不同的，根據(jù)圖2下行方向采用的是廣播的方式，運用TDM時分復用技術分配給PON上的ONU。當OLT啟動后，它會周期性地在各端口上廣播允許接入的時隙允許接入信息，ONU接到信息后發(fā)起注冊請求，繼而OLT對ONU進行認證，允許合法的ONU接入，并給ONU分配一個唯一的邏輯鏈路標識，當信號傳到ONU時，ONU根據(jù)邏輯鏈路標識在物理層上做出判斷，只接收給它的數(shù)據(jù)幀。而根據(jù)圖3上行方向采用的是時分多址接入技術，分時隙給各個ONU傳輸上行數(shù)據(jù)流，來自各個ONU的多種業(yè)務信息根據(jù)各自分配到的時隙，互不干擾地通過ODN無源光分器耦合到同一根光纖，最后送達OLT接收頭端，此種傳輸方式中各個ONU的上行數(shù)據(jù)不會相互干擾[5]。

EPON系統(tǒng)具有有效的帶寬控制、點對多點以及優(yōu)先權處理等多方面優(yōu)勢，早傳輸機制上，通過MAC控制命令來控制和優(yōu)化各個ONU和OLT之間突發(fā)性數(shù)據(jù)通信和實時的TDM通信，通過在MAC層來確保服務質(zhì)量。

3.3 漢口花園小區(qū)設備選型

由于漢口花園位于江漢區(qū)后湖大道上，由22棟多層住宅樓組成，用戶總計1046戶，根據(jù)設計方案，采用烽火型號AN5516-01的OLT設備FTTH方式解決用戶語音及數(shù)據(jù)需求。根據(jù)用戶數(shù)分布特點，考慮在漢口花園新建一個落地式288芯二級光交覆蓋整個小區(qū)，從漢口花園機房布放接入光纜至漢口花園新立二級光交，采用二級分光方式，小區(qū)樓棟內(nèi)共計安裝35套1∶16光分路器、23套1∶8光分路器，接入漢口花園新立288芯落地式光交箱內(nèi)，新立288芯光交接箱新建3套1∶8分光器、9套1∶4分光器，總光分比達到1∶64，共計配置二級分光端口744個。

4 結論

隨著現(xiàn)代信息技術的不斷更新升級，F(xiàn)TTH作為寬帶接入領域的新興熱點技術倍受運營商的矚目，而EPON技術則以其成熟度高，成本低等優(yōu)勢，成為了FTTH的首選方案，基于千兆以太網(wǎng)的寬帶無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)（EPON）是當代網(wǎng)絡技術發(fā)展的必然結果。

參考文獻

[1] 徐曉軍，李立剛.PON在寬帶光接入網(wǎng)絡中的應用[J].通信管理與技術，2006（6）.

[2] 毛京麗.寬帶IP網(wǎng)絡[M].人民郵電出版社，2010.

[3] 廖海明.EPON技術在駐地網(wǎng)建設中的運用[J].信息網(wǎng)絡，2006（6）：43-47.

[4] 柏小強.EPON技術在有線網(wǎng)絡寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務中的應用[J].中國有線電視，2007（6）：550-554.

[5] 張中荃.接入網(wǎng)技術[M].人民郵電出版社，2009.

[6] EPON設備使用手冊[Z].烽火通信科技股份有限公司.endprint

漢口花園小區(qū)內(nèi)共有22棟，共58個單元。覆蓋用戶規(guī)模1046戶。漢口花園小區(qū)網(wǎng)絡系統(tǒng)總圖如圖4所示。

3.2.2 EPON傳輸?shù)脑?/p>

EPON的傳輸分為上行和下行，這兩種數(shù)據(jù)傳輸方式是完全不同的，根據(jù)圖2下行方向采用的是廣播的方式，運用TDM時分復用技術分配給PON上的ONU。當OLT啟動后，它會周期性地在各端口上廣播允許接入的時隙允許接入信息，ONU接到信息后發(fā)起注冊請求，繼而OLT對ONU進行認證，允許合法的ONU接入，并給ONU分配一個唯一的邏輯鏈路標識，當信號傳到ONU時，ONU根據(jù)邏輯鏈路標識在物理層上做出判斷，只接收給它的數(shù)據(jù)幀。而根據(jù)圖3上行方向采用的是時分多址接入技術，分時隙給各個ONU傳輸上行數(shù)據(jù)流，來自各個ONU的多種業(yè)務信息根據(jù)各自分配到的時隙，互不干擾地通過ODN無源光分器耦合到同一根光纖，最后送達OLT接收頭端，此種傳輸方式中各個ONU的上行數(shù)據(jù)不會相互干擾[5]。

EPON系統(tǒng)具有有效的帶寬控制、點對多點以及優(yōu)先權處理等多方面優(yōu)勢，早傳輸機制上，通過MAC控制命令來控制和優(yōu)化各個ONU和OLT之間突發(fā)性數(shù)據(jù)通信和實時的TDM通信，通過在MAC層來確保服務質(zhì)量。

3.3 漢口花園小區(qū)設備選型

由于漢口花園位于江漢區(qū)后湖大道上，由22棟多層住宅樓組成，用戶總計1046戶，根據(jù)設計方案，采用烽火型號AN5516-01的OLT設備FTTH方式解決用戶語音及數(shù)據(jù)需求。根據(jù)用戶數(shù)分布特點，考慮在漢口花園新建一個落地式288芯二級光交覆蓋整個小區(qū)，從漢口花園機房布放接入光纜至漢口花園新立二級光交，采用二級分光方式，小區(qū)樓棟內(nèi)共計安裝35套1∶16光分路器、23套1∶8光分路器，接入漢口花園新立288芯落地式光交箱內(nèi)，新立288芯光交接箱新建3套1∶8分光器、9套1∶4分光器，總光分比達到1∶64，共計配置二級分光端口744個。

4 結論

隨著現(xiàn)代信息技術的不斷更新升級，F(xiàn)TTH作為寬帶接入領域的新興熱點技術倍受運營商的矚目，而EPON技術則以其成熟度高，成本低等優(yōu)勢，成為了FTTH的首選方案，基于千兆以太網(wǎng)的寬帶無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)（EPON）是當代網(wǎng)絡技術發(fā)展的必然結果。

參考文獻

[1] 徐曉軍，李立剛.PON在寬帶光接入網(wǎng)絡中的應用[J].通信管理與技術，2006（6）.

[2] 毛京麗.寬帶IP網(wǎng)絡[M].人民郵電出版社，2010.

[3] 廖海明.EPON技術在駐地網(wǎng)建設中的運用[J].信息網(wǎng)絡，2006（6）：43-47.

[4] 柏小強.EPON技術在有線網(wǎng)絡寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務中的應用[J].中國有線電視，2007（6）：550-554.

[5] 張中荃.接入網(wǎng)技術[M].人民郵電出版社，2009.

[6] EPON設備使用手冊[Z].烽火通信科技股份有限公司.endprint

漢口花園小區(qū)內(nèi)共有22棟，共58個單元。覆蓋用戶規(guī)模1046戶。漢口花園小區(qū)網(wǎng)絡系統(tǒng)總圖如圖4所示。

3.2.2 EPON傳輸?shù)脑?/p>

EPON的傳輸分為上行和下行，這兩種數(shù)據(jù)傳輸方式是完全不同的，根據(jù)圖2下行方向采用的是廣播的方式，運用TDM時分復用技術分配給PON上的ONU。當OLT啟動后，它會周期性地在各端口上廣播允許接入的時隙允許接入信息，ONU接到信息后發(fā)起注冊請求，繼而OLT對ONU進行認證，允許合法的ONU接入，并給ONU分配一個唯一的邏輯鏈路標識，當信號傳到ONU時，ONU根據(jù)邏輯鏈路標識在物理層上做出判斷，只接收給它的數(shù)據(jù)幀。而根據(jù)圖3上行方向采用的是時分多址接入技術，分時隙給各個ONU傳輸上行數(shù)據(jù)流，來自各個ONU的多種業(yè)務信息根據(jù)各自分配到的時隙，互不干擾地通過ODN無源光分器耦合到同一根光纖，最后送達OLT接收頭端，此種傳輸方式中各個ONU的上行數(shù)據(jù)不會相互干擾[5]。

EPON系統(tǒng)具有有效的帶寬控制、點對多點以及優(yōu)先權處理等多方面優(yōu)勢，早傳輸機制上，通過MAC控制命令來控制和優(yōu)化各個ONU和OLT之間突發(fā)性數(shù)據(jù)通信和實時的TDM通信，通過在MAC層來確保服務質(zhì)量。

3.3 漢口花園小區(qū)設備選型

由于漢口花園位于江漢區(qū)后湖大道上，由22棟多層住宅樓組成，用戶總計1046戶，根據(jù)設計方案，采用烽火型號AN5516-01的OLT設備FTTH方式解決用戶語音及數(shù)據(jù)需求。根據(jù)用戶數(shù)分布特點，考慮在漢口花園新建一個落地式288芯二級光交覆蓋整個小區(qū)，從漢口花園機房布放接入光纜至漢口花園新立二級光交，采用二級分光方式，小區(qū)樓棟內(nèi)共計安裝35套1∶16光分路器、23套1∶8光分路器，接入漢口花園新立288芯落地式光交箱內(nèi)，新立288芯光交接箱新建3套1∶8分光器、9套1∶4分光器，總光分比達到1∶64，共計配置二級分光端口744個。

4 結論

隨著現(xiàn)代信息技術的不斷更新升級，F(xiàn)TTH作為寬帶接入領域的新興熱點技術倍受運營商的矚目，而EPON技術則以其成熟度高，成本低等優(yōu)勢，成為了FTTH的首選方案，基于千兆以太網(wǎng)的寬帶無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)（EPON）是當代網(wǎng)絡技術發(fā)展的必然結果。

參考文獻

[1] 徐曉軍，李立剛.PON在寬帶光接入網(wǎng)絡中的應用[J].通信管理與技術，2006（6）.

[2] 毛京麗.寬帶IP網(wǎng)絡[M].人民郵電出版社，2010.

[3] 廖海明.EPON技術在駐地網(wǎng)建設中的運用[J].信息網(wǎng)絡，2006（6）：43-47.

[4] 柏小強.EPON技術在有線網(wǎng)絡寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務中的應用[J].中國有線電視，2007（6）：550-554.

[5] 張中荃.接入網(wǎng)技術[M].人民郵電出版社，2009.

[6] EPON設備使用手冊[Z].烽火通信科技股份有限公司.endprint