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引言

隨著ADSL、LAN、WLAN等寬帶接入業務的大力發展，寬帶業務已經零距離地深入到國計民生的各個角落。政府機關、企業機構、商業用戶和越來越多的普通居民都已認可并廣泛使用寬帶業務。普通的高速上網、專網互聯和互聯網游戲業務是目前上網業務的主流。隨著用戶忠誠度的提高，開拓客戶資源不再是寬帶應用的唯一迫切要務，提供更多的寬帶增值業務來提升ARUP值，是運營商目前最迫切的課題。

目前，大規模部署的ADSL寬帶業務，由于其距離限制和帶寬較低，已經很難滿足高端用戶的帶寬需求和業務需求。視頻業務，尤其是IPTV，已成為可以看到的寬帶熱點。上海電信在2008年發展幾十萬IPTV用戶，而全國的有線電視用戶超過1億。經過幾年的探索和發展證實完全可行的IPTV業務，是擺在電信運營商面前的一個擁有巨大機遇的市場。

EPON解決方案的推動有其迫切的業務需求：EPON FTTX解決方案不僅可以解決目前寬帶業務發展中的帶寬和距離問題，還可以借此推動IPTV、互動游戲、視頻會議等增值業務的發展，加上VoIP的興起，各種業務種類進一步融合，Triple Play的實現將真正成為可預期的現實。EPON系統將成為三網合一的接入平臺，各種增值業務將會大大推動寬帶業務ARUP值的提高，增加電信運營商的業務收入。

一、EPON概述

無源光網絡（PON）技術是為了支持點到多點應用發展起來的光接入技術，PON由光線路終端（OLT）、光網絡單元（ONU）和光分配網絡（ODN）組成。其本質特征為ODN全部由無源器件組成，無源的特性使得網絡布放更加靈活，無需機房和電源等；共享光纖的特性能夠節省大量的光纖資源，使得接入網線路成本更低；而純光介質的結構，透明的光纖寬帶網絡，使得對未來業務擴展保持了技術的安全性。

PON技術自誕生以來，根據數據鏈路層協議的不同，分為APON（基于ATM）、BPON（基于ATM）、GPON（基于ATM和GEM）、EPON（基于以太網），幾種PON技術的比較如表1所示。

表1　幾種PON技術的比較

1998年，ITU－T制定了APON的技術標準。APON以ATM技術為基礎，其承載的是53字節固定長度的ATM信元，因而能更快、更有效地實現同步。但因為APON中的信元長度固定，因此在承載IP數據流時，必須首先將數據包分割成48字節，然后加上5字節的信元頭。這種處理過程既費時、復雜又浪費帶寬，同時還增加了額外的成本，加之協議轉換麻煩、技術復雜、設備昂貴、多廠家互操作性差等，在IP業務量越來越大的今天，這已成為APON的致命傷，所以APON系統并未如預期的那樣發展起來。

當前技術上較先進的PON技術有EPON與GPON。

GPON是ITU提出的千兆比特級的無源光網絡，ITU在2003年正式通過并頒布了GPON標準系列中的三個標準：G.984.1、G.984.2和G.984.3。由于GPON標準是ITU在APON標準之后推出的，因此G.984標準系列沿用了G.983標準的很多思想。

2000年11月，IEEE成立了802.3EFM（EFM——Eth-ernet in the First Mile，第一英里以太網即以太網接入網）工作組，開始了EPON的技術標準化工作，2004年6月IEEE已經正式批準802.3ah為EPON 千兆以太網無源光網標準。EPON將以太網技術與PON技術結合，具有以太網的諸多優勢，如技術簡單、成熟、良好的兼容性及可對IP業務進行有效承載等。

關于EPON和GPON除了有表1的一些區別外，還有下面五個不同點：

●IEEE的EPON標準化工作比ITU-T的GPON標準化工作開展得早，并且IEEE關于Ethernet的802.3標準系列已經成為業界最重要的標準之一；

●EPON標準制定的更寬松，制造商在開發自己的產品時有更大的靈活性；

●GPON有更好的TDM業務支持能力；

●GPON技術較復雜，而EPON保持以太網特性，它的實現較簡單；

●從產業鏈的角度看，EPON系統最核心部分：PON光發送/接收模塊已經成熟，核心MAC控制芯片已經規模生產；而GPON系統的相應核心模塊還在逐步成熟中，目前推出的GPON產品正處于試用階段，還難于實現大規模商用，成本比較高。

隨著用戶對帶寬需求的不斷提高，業務種類的融合，同時又需要降低整體的建設運維成本，EPON技術的成熟商用很好的解決了上述問題，可以針對城市中的中高檔住宅小區、別墅、商務樓、酒店、網吧等商業客戶提供成熟的點到多點的FTTX 解決方案，構建三網合一的接入平臺。

現在業界商用量最大、使用最成熟的是EPON系統。中國網通、中國電信兩大運營商正在展開較大規模的商用。

二、EPON的網絡結構

從某種意義上說，EPON是一種基于光纖傳送網的長距離的以太網接入技術。EPON采用點對多點架構，一根光纖承載上下行數據信號，經過1：N分光器將光信號等分成N路，以光分支覆蓋多個接入點或接入用戶。

EPON在傳統上還有GEPON的叫法，這里并不是表述錯誤。業界早期的EPON設備是基于FE總線的，在基于GE總線的EPON設備推出后，為了區分稱之為GEPON，目前業界的EPON設備基本上都是基于GE總線。目前基本上統稱EPON。

一套典型的EPON 系統由OLT、ONU、ODN組成。EPON的網絡結構如圖1所示。

圖1　EPON的網絡結構

OLT放在中心機房，它可以看作是一個L2交換機或者L3路由交換機。在下行方向，OLT提供面向無源光纖網絡（ODN）的光纖接口；在上行方向，OLT將提供了GE光/電接口，將來10Gbit/s的以太網技術標準定型后，OLT也會支持類似的高速接口。為了提供多業務接入，OLT還可支持E1以及OC3等接口，來實現傳統話音的接入或電路中繼業務。

在EPON的網管方面，OLT是主要的控制中心，內置OAMP Agent，可以管理其下的ONU終端設備，實現網絡管理的五大功能。EPON網管可以通過在OLT上通過定義用戶帶寬參數來控制用戶業務質量，通過編寫訪問控制列表來實現網絡安全控制，通過讀取MIB庫獲取系統狀態以及用戶狀態信息等，還能提供有效的用戶隔離。

ODN是光分發網，由無源光纖分支器和光纖構成。無源光纖分支器是連接OLT和ONU的無源設備，它的功能是分發下行數據和集中上行數據。無源分光器的部署相當靈活，由于是無源器件，幾乎可以適應于所有環境。一般無源光纖分支器的分光比有1：2、1：4、1：8、1：16、1：32、1：64等。一般建議采用一級分光，最多不能超過二級分光。

ONU是放在用戶駐地側的終端設備，EPON中的ONU采用以太網協議，實現了成本低廉的以太網第二層交換功能。由于使用以太網協議，在通信的過程中就不再需要協議轉換，實現ONU對用戶數據的透明傳送。OLT到ONU之間采用加密協議保證用戶數據的安全性�；�于EPON的FTTH 的優勢在于其強大的覆蓋能力，最遠覆蓋可達20公里（1:32的分路比），從端局出發，經過ODN連接各光接入點。傳統的光接入網，光纖的延伸范圍一般到網絡接入點截止，要實現光纖入戶，就需要在接入點配置大量的光口接入層交換機，成本昂貴。隨著無源光網絡技術的出現、成熟，尤其是現在的EPON技術，可以提供光纖直接到用戶末梢的經濟可行方案，FTTH成為高效的接入方式。在基于EPON的FTTX解決方案中，如何解決光纜到大樓、小區的引入，規劃OLT、ODN、室內用戶終端（OUN）的光纖連接成為關鍵所在。

三、EPON的幾個關鍵技術

1、EPON的上下行技術

EPON在OLT和ONU間采用單根光纖提供對稱1.25Gbps帶寬，受物理接口限制，實際提供1Gbps帶寬，可傳輸數據、語音和視頻業務。EPON 在單芯光纖上采用波分復用（WDM）技術，上下行數據流分別在不同的頻段傳輸。其中，

·下行 1490nm ；

·上行 1310nm ；

·1550nm 可選用于CATV。

下行的數據流采用廣播方式，OLT將802.3格式的以太網幀數據流通過單播復制的方式推送到所有的ONU處；ONU通過判斷以太網幀幀頭里的由OLT分配的LLID（Logical Link Id）來判斷是否接收，接收屬于自己的數據幀，將不屬于自己的數據幀丟棄。如圖2所示。

圖2　EPON下行數據流