EPON和GPON系统融合为三网融合助力

夏瑞芳， 李广成， 吴学军

（烽火通信科技股份有限公司，湖北 武汉 430074）

0 引言

日前，温家宝总理主持召开国务院常务会议，要求加快推进电信、广播电视和互联网三网融合。所谓三网融合，主要是指高层业务应用的融合，即视频、信息、通信等业务的融合，人们可以通过一张网络完成数据、视频、语音等综合业务处理。三网融合规范有序开展除了政策体系和机制做保障外，还要求在技术上趋向一致，网络层可以实现互联互通，形成无缝覆盖。网络通过技术改造，能够提供数据、语音、视频等综合多媒体的通信业务。在接入层面比较容易实现三网融合，即音频、数据、视屏等综合业务的融合接入[1]。

实现音频、数据、视屏等综合业务融合接入主要有EPON和GPON两种技术，但由于EPON和GPON各有其最好的应用场景，哪种技术将成为主导尚不明朗，为避免因不同的技术选择带来风险，目前将EPON/GPON系统融合是一种不错的选择。在已有的技术基础上，探讨一种新的EPON/GPON系统融合方案，来满足视频、数据、语音等综合业务的接入，为加速三网融合助一臂之力。

1 PON技术

PON是一种点对多点的网络结构，由光线路终端（OLT）、光配线网络/光配线终端（ODN/ODT）、光网络单元（ONU）和无源光分路器（POS）组成。PON技术中有APON/BPON、EPON、GPON和WDM PON等，它们统称为XPON。

无源光网络相对于有源光网络具有优越的性能，PON技术逐渐成为宽带接入的主流技术。其中，EPON和GPON是当今实现FTTX的主流技术。为了规避技术选择风险，设备制造商已经将EPON和GPON功能融合在同一OLT平台上，网络运营商也考虑到单纯只投资EPON或GPON都会有风险，希望将EPON/GPON进行融合。

2 EPON/GPON技术比较

表1对EPON和GPON两种技术的主要参数进行了比较[2]。针对GPON和EPON技术的特点，对这两种技术做出以下分析。

表1 EPON、GPON技术比较

（1）GPON支持多种速率等级

GPON支持上下行不对称速率，上行不一定要支持1.25 Gb以上的速率，因此与EPON只能支持对称1.25 Gb的单一速率相比，GPON在光器件的选择上余度更大。

（2）EPON/GPON支持不同等级ODN

EPON只支持Class A和B的ODN等级，而GPON可支持Class A、B和C，因此GPON可支持128分路比和60km的传输距离。

（3）EPON/GPON协议比较

EPON标准是以802.3体系结构为基础，与GPON标准相比其协议分层更简单，系统实现更容易。GPON标准沿用了APON标准G.983的很多概念，比EPON标准更完善。但GPON增加了TC子层，相应地增加了相应的开销。规定一个高效率的TC层机制将成为ITU在制定GPON标准中的一个关键，GPON中TC子层可以采用ATM和GFP两种封装方式。

（4）EPON/GPON业务承载

在Ethernet上承载TDM业务的技术并不成熟，很难满足电信级的QoS要求，EPON为了承载TDM业务和话音业务必须设计新的MAC机制并增加新的软硬件。GPON设计的TC子层结构和ATM封装方式，采用125 us的帧长及定时机制，支持TDM业务和话音业务。

综上所述，GPON/EPON都满足多业务场景。GPON相对EPON而言，其优点是同分支比下带宽更高。考虑到未来业务存在巨量终端和三网融合业务需求，运营商可以混插EPON/GPON的单板。

目前，业界对EPON和GPON进行融合的方案主要是在OLT背板处进行融合，即在OLT机框内混插EPON和GPON机盘，EPON和GPON在背板融合后，信号采取波分复用传输和独立传输两种方式。EPON和GPON在OLT混插后，能够很好的承载数据、语音、I视频等多重业务，满足三网融合的技术发展要求。

3 OLT背板融合波分复用传输

OLT设备融合是在OLT的背板分别插上EPON和GPON两种不同的机盘,信号输出分别采用 λ1 和 λ2 两种波长传送EPON和GPON业务，然后进行合波,通过一根光纤进行传输。到达用户端后进行分波,按不同用户的需要提供不同的信号，再分别用分路器对他们进行分光,连接不同的 ONU，方案如图 1所示[3]。通过采用不同的波长来传送EPON 和GPON 信号, 以实现在OLT端EPON 和GPON的融合,针对不同的终端用户需求提供EPON和GPON两种业务。对需要提供稳定性高的多业务的商务用户，采用GPON技术为其提供相关宽带业务；对稳定性和效率不是非常关注，对资费敏感的普通用户，采用EPON技术为其提供相关业务。工程施工中，该方案适用于同种业务需求的用户在地理位置上分布相对集中的情况。

图1 OLT背板融合波分复用传输方案

但实际的工程施工中，不同的用户，也即高、中、低不同业务需求的用户在地理位置上的分布异常复杂，尤其是三网融合后，这种问题将更加突出。不可能是高、中、低端业务需求用户分别同时集中于某一相同的地理位置，而是这三种不同业务需求的用户在地理位置上交错分布，即有高端业务系需求的地方，同时又有中、低端业务需求。

4 改进的EPON/GPON融合思想

基于目前EPON和GPON在OLT背板融合后，采用波分复用传输方案，提出一种改进思想，使之更加适合工程组网需求，同时满足高、中、低端业务用户需求。其组网方案如图2所示。从背板出来的EPON信号和GPON信号采用波分复用传输，合波信号经无源光分路器按1：32（或1：64）分路，在信号到达ONU端前用1：2光分路器将EPON和GPON信号分离，分别传送给EPON ONU和GPON ONU。

图2 改进的EPON/GPON融合思想组网

改进后的EPON/GPON融合组网方案与OLT背板融合波分复用传输方案相比，新方案中1∶2分光器更靠近ONU端，1∶2分光器由原来的1个增加到N个，无源光分路器由原来的1∶32和1∶64两个减为现在的1∶32（或1∶64）一个。因为合波的EPON和GPON信号在到达终端ONU前才进行分波，所以改进的融合组网思想更加适合于接入宽带多样化的不同高、中、低端用户业务需求，使得三网融合运营商在接入端的网络部署上更加灵活，从而节省投资成本，提高整体赢利能力。

5 结语

近年来，以PON为主的FTTx宽带接入技术在世界范围内引起极大的关注[4]。日前，加快三网融合的决议，促使用户对综合了视频、宽带数据、话音等多种业务的带宽和通信质量的要求大幅度上升。在已有的EPON/GPON在OLT背板融合波分复用传输的基础上，加以改进，让新的EPON/GPON融合思想更加满足实际需要，使得三网融合运营商能更好地为高、中、低端不同业务需求的用户同时服务，满足营运商的赢利能力，从而加快三网融合的步伐。

[1] 刘德明.武汉“光城计划”与融合接入问题研究[C].中国：光电新闻网,2009：3-4.

[2] 李晗.移动互联网推进 FTTx[EB/OL].(2009-06-17) [2010-03-01].http：//www.txrjy.com/viewthread.php?tid=338124&highlight=%C0%EE%EA%CF%A3%AC.

[3] 眭青，李广成，田广礼.一种融合EPON和GPON的接入方案[J].光通信研究，2006（05）：37.

[4] CEDRIC F L. Passive Optical Networks Principles and Practice[M]. America： Printed in the United States of America,2007.