EPON技術在智能建筑中應用

劉明彥

【摘要】建筑智能化給用戶提供高效、精細化的服務，同時各種業務數據也更加的多樣化。業務數據多樣化給網絡系統帶來了很大的挑戰與機遇，傳統的Ethernet技術限制了業務發展。

EPON就是一種新興的寬帶接入技術，它通過一個單一的光纖接入系統，實現數據語音及視頻的綜合業務接入，并具有良好的經濟性。業內人士普遍認為，FTTH是寬帶接入的最終解決方式，而EPON也將成為一種主流寬帶接入技術。由于EPON網絡結構的特點，寬帶入戶的特殊優越性，以及與計算機網絡天然的有機結合，使得全世界的專家都一致認為，無源光網絡是實現“三網合一”和解決信息高速公路“最后一公里”的最佳傳輸媒介【1】。

【關鍵詞】EPON;PON;建筑智能化

1、項目概況

東旭悅山湖花園一期弱電智能化工程包含安全技術防范系統、綜合布線系統、公共廣播系統、機房工程，4個子分部工程，細分為9個子分項。含有網絡設備：1136個樓宇對講設備、30個停車場控制器、354個攝像機，加上機房后端設備，所需至少1520個IP地址。每個設備所承載的業務不一樣，主要為：語音、視頻。所有設備共用一套網絡設備和傳輸介質進行各個子系統的業務數據傳輸。

2、本項目中EPON與GPON選擇

2.1 GPON特點

（1）GPON技術是基于ITU-TG.984.x標準的最新一代寬帶無源光綜合接入標準，具有高帶寬，高效率，大覆蓋范圍，用戶接口豐富等眾多優點，被大多數運營商視為實現接入網業務寬帶化，綜合化改造的理想技術。【2】

（2）前所未有的高帶寬。

目前家用光貓使用的就是GPON技術。見圖1

（3）QOS 保證的全業務接入。

（4）很好地支持TDM業務。

（5）簡單、高效的適配封裝。

（6）強大的OAM 能力。

（7）技術相對復雜，設備成本較高。GPON 承載有QOS 保障的多業務和強大的OAM 能力等優勢很大程度上是以技術和設備的復雜性為代價換來的，從而使得相關設備成本較高。但隨著GPON 技術的發展和大規模應用，GPON 設備的成本可能會有相應地下降。【3】

2.2 EPON特點

（1）下行數據流采用時分復用（TDM）技術。

（2）上行數據流采用時分多址接入（TDMA）技術。

（3）兼容性好。

EPON消除WAN/LAN連接中ATM和IP之間的協議轉換，簡化網絡，并以Ethernet技術為核心，從而達到協議成熟，技術簡單，易于擴展，面向用戶來適應IP業務迅猛發展的應用環境。

（4）施工和后期維護簡單，EPON系統顯著減少了光纖熔接（減少一半）、光收發模塊。EPON的基礎是以太網，而以太網的相關器件、設備價格最低。OLT與（ONU）之間僅有光纖、分光器等無源光器件，無需配備電源、無需有源設備維護人員，因而，節省成本。

（5）接入可靠性。

光纖損耗低、頻帶寬，傳輸距離可以達到20km，避免了傳統傳輸介質的距離限制;整個光傳輸通道為光纖和無源光器件，可以有效避免外界的電磁、雷電干擾，（降低光纖的瑞利散射、熔接損耗、彎曲）保證信號傳輸質量。

2.3 價格排名為最終排名

在項目前期設計中，使用傳統的Ethernet網絡，同時使用三層網絡架構（接入層、匯聚層、核心層）。在經濟預算過程中，實現同等性能的業務需求，EPON網絡系統設備成本約為Ethernet網絡設備的70%，更主要的是在施工過程中光纖熔接數是Ethernet的一半。

GPON和EPON的主要區別在于采用完全不同的標準。在應用上，GPON比EPON帶寬更大，它的業務承載更高效、分光能力更強，可以傳輸更大帶寬業務，實現更多用戶接入，更注重多業務和QOS保證，但實現更復雜，這樣就是導致其成本相對EPON也較高。【4】因此，項目最終使用EPON系統。

3、EOPN技術在項目中應用簡介

3.1 EPON技術在項目中架構

在本項目中采用核心交換機-OLT-分光器-ONU模式，如圖2：

3.2 EPON技術在項目中實施情況

項目根據深化后圖紙以及系統圖進行施工，在光纖敷設和光纖熔接上，EPON技術在光纜材料和光纖熔接上很大程度上的降低了材料成本和人工、節約時間;同時OLT與ONU之間使用分光器（無源設備）連接，在電源上節約材料成本和施工、維護成本。

結合EPON網絡設備廠家技術指導，很快完成各個系統的設備安裝調試和業務部署。達到項目部的預期目標。

3.3 EPON技術在項目中存在特點

上述對EPON技術特點的介紹中，都是優點，但在項目的實施過程中，此方案也有不足之處。

（1）所有的網絡設備需要調試，每個ONU的端口相互隔離。ONU端口隔離在安全方面起到一定的作用，但對于住宅小區業主來講，內部主要進行樓宇對講系統的對講數據、視頻監控系統的實時視頻傳輸上安全性、可靠性要求不高。相對于施工和維護者來講，ONU的端口隔離以及接入層的ONU之間不能互相訪問，在一定程度上影響設備的調試和維護，解決方案可以①更換性能更好的OLT，②在原有OLT設備上增加三層交換機，③開啟OLT代理功能。

（2）存在單點故障，無冗余保護，無法滿足高可靠性的業務轉發。單點ONU的可靠性低，因此在設計、建設初期要預留好足夠的備用光纖。因此在要求高可靠性項目中，EOPN存在一定的局限性。

（3）光衰，傳輸介質中存在熔接點、中間設備（分光器）等，容易影響數據傳輸。

總結：

PON系統無疑是其中佼佼者，EPON與GPON兩種技術各有千秋，無論是EPON還是GPON，其技術應用在很大程度上決定于光纖接入成本和業務需求，然而價格是最核心因素。在以后的項目實施和維護過程中，需綜合考慮用戶的業務需求和項目特點，并結合EPON與GPON各自的優缺點，選擇合適的系統。

參考文獻：

[1]薛繼連主編.朔黃鐵路重載信息技術[M].中國鐵道出版社，2014.02：第396頁。

[2]程毅輝.GPON業務復用原理及應用分析[J].廣東通信技術，2019，39（03）：7-9。

[3]胡毅主編;金琦等副主編.光有源器件原來與技術[M].北京郵電大學出版社，2016.10：第192頁。

[4]中國通信學會信息通信科學傳播專家團隊[M].信息通信技術百科全書：人民郵電出版社，2015。