EPON技术及其典型应用

李强+乔函+刘健+巩锐

【摘要】 随着Internet的普及和人民的生活及工作质量的提高，为了促进信息网络的融合与发展，有效提升我国信息基础网络的建设水平和现代社会的信息化程度，必然要大力发展光纤接入技术，而在向电信用户提供的各类宽带接入服务中，采用光纤接入（FTTx），特别是直接光纤到户（即FTTH）的接入方式，是目前可预见的、最具技术发展生命力和应用前景的接入方式之一。FTTx光接入技术包括有源接入技术和无源接入技术（PON技术），而PON技术可节省主干光纤资源和网络层次，在长距离传输条件下可提供双向高带宽能力，接入业务种类丰富，适用于用户区域较分散，且每一区域内用户又相对集中的小面积密集用户地区，因此是重点发展的FTTx技术。下面将着重介绍EPON技术及其典型应用。

【关键词】 EPON 无源光纤分路器 OLT 光线路终端 ODN 光配线网

一、引言

EPON：基于以太网的无源光网络，EPON全称为Ethernet Passive Optical Network，即基于以太网的无源光网络。它是众多光接入技术中的一员，其特征体现为，一是采用以太网帧结构，一是采用一对多的PON网络拓朴。

二、EPON传输原理：单纤双向传输机制

EPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输，为了分离同一根光纤上多个用户来去方向的信号，采用两种复用技术：下行数据流采用广播技术，下行中心波长 1490nm；上行数据流采用TDMA技术，上行中心波长 1310 nm。

2.1 EPON的数据帧结构

EPON是采用以太网帧结构，基于IEEE802.3帧格式，在前导码字节中新增 LLID ：用于在OLT上标识ONU。

2.2 EPON系统构成

EPON系统由以下设备构成：

1、 OLT光线路终端通常放置在中心机房（CO）；

2、ONU 光网络终端通常放置在用户侧 ；

3、 POS 无源光分路器是连接OLT和ONU的无源设备。

在一个EPON系统中，OLT既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台（MSPP），它提供面向无源光纤网络的光纤接口。它是整个EPON系统的核心部件，主要完成的功能有：

1、向ONU以广播方式发送以太网数据；

2、发起并控制测距过程，并记录测距信息；

3、发起并控制ONU功率控制；

4、为ONU分配带宽，即控制ONU发送数据的起始时间和 发送窗口大小；

5、其它相关的以太网功能。

三、EPON 特点

1、满足最多、最经常的数据通信应用场合的需求-基于以太网的应用， 桌面数据通信接口：85%以上是以太网接口。IEEE 802.3ah，启动较早，由制造商主导推进。由以太网技术发展而来，最适宜承载的是基于以太网的业务，例如宽带上网、VoIP、IPTV等。芯片解决方案较为成熟，简单是其主要特征，完全可以满足FTTH的应用需求，DBA、加密算法、管理维护等进一步严格定义，光链路指标的改进，对改善互通性与实用性较为关键。

2、简单，低成本，不改变以太网帧结构，尽可能减少转换环节，降低转换成本。简单地说就是满足接入网发展的需要：用尽可能低的成本提供尽可能大的带宽。

3、光纤为带宽容量大，对业务透明的纯介质网络，能适应不断增长的带宽与新业务演进需求。（并且是绿色材料，取之不尽）

4、符合接入网拓扑特征，无源ODN体积小、环境适应性好，无电磁干扰和雷电干扰，降低了故障率。

5、长距离，符合大局所的建设思路。

6、避免有源节点级联，网管一步到底，简化了机房，降低了供电、维护费用。

7、共享大带宽介质与CO端光器件，节省干线光纤，具备高密度的接入能力，具备了低成本能力。

8、CO端低功耗特征。

9、光缆寿命达50年，优于铜缆。

10、具有完善的远端设备的状态检测、操作维护和故障管理的能力。

11、可以实现真正意义的全业务接入与“三网合一”。

铜缆DSL接入的局限性将随着用户数与带宽的提升，尤其是视频业务/HDTV的冲击变得明显。光纤在接入网中的作用越来越明显，光进铜退、FTTC/B向FTTH/O演进是必然趋势；光纤接入网络将成为城域网/SS与家庭网关/IAD之间的主要载体。