王鴻麟

【摘 要】隨著今年中國(guó)政府提出“寬帶中國(guó)”的戰(zhàn)略，國(guó)內(nèi)EPON的發(fā)展進(jìn)入快速部署的快車道。而新建小區(qū)可以提前考慮EPON的部署，對(duì)已建小區(qū)如何利用現(xiàn)有資源接入EPON，并與現(xiàn)有業(yè)務(wù)、未來業(yè)務(wù)相融合，給運(yùn)營(yíng)商提出了課題，也給企業(yè)通信部門提出了課題。本文簡(jiǎn)要介紹EPON原理和發(fā)展趨勢(shì)，從企業(yè)小區(qū)實(shí)際情況出發(fā)，提出企業(yè)小區(qū)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)如何改造成EPON網(wǎng)絡(luò)，改造后的優(yōu)點(diǎn)，及下一步升級(jí)到FTTH的構(gòu)想。

【關(guān)鍵詞】小區(qū)、EPON、FTTB、FTTH

【中圖分類號(hào)】TN929.1 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2013）03-0053-01

一、EPON的技術(shù)發(fā)展

1、發(fā)展歷程

20世紀(jì)90年代初提出PON概念至今，已經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段。電信運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備制造商開發(fā)了多種協(xié)議和技術(shù)，以便使PON能更好的滿足接入網(wǎng)市場(chǎng)需求。隨著PON的發(fā)展，它具有節(jié)省光纖資源、對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議透明的特點(diǎn)，在光接入網(wǎng)中扮演者越來越重要的角色。同時(shí)，以太網(wǎng)（Ethernet）技術(shù)經(jīng)過三十幾年的發(fā)展，以其簡(jiǎn)便實(shí)用，價(jià)格低廉的特性，幾乎已經(jīng)完全統(tǒng)治了局域網(wǎng)，并在事實(shí)上被證明是承載IP數(shù)據(jù)包的最佳載體。隨著IP業(yè)務(wù)在城域和干線傳輸中所占的比例不斷攀升，以太網(wǎng)也在通過傳輸速率、可管理性等方面的改進(jìn)，逐漸向接入、城域甚至骨干網(wǎng)上滲透。而以太網(wǎng)與PON的結(jié)合，便產(chǎn)生了以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）。它同時(shí)具備了以太網(wǎng)和PON的優(yōu)點(diǎn)，正成為光接入網(wǎng)領(lǐng)域中的熱門技術(shù)。

2、EPON工作的模式

IEEE802.3定義了以太網(wǎng)的兩種基本操作模式。第一種模式采用載波監(jiān)聽多路接入/沖突檢測(cè)（CSMA/CD）協(xié)議而應(yīng)有在共享媒質(zhì)上；第二種模式為各個(gè)站點(diǎn)采用全雙工的點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路通過交換機(jī)連接到一起。相應(yīng)的，以太網(wǎng)MAC可以工作于這兩種模式之一：CSMA/CD模式或全雙工模式。

EPON媒質(zhì)的性質(zhì)是共享媒質(zhì)和點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。在下行方向，擁有共享媒質(zhì)的連接性，而在上行方向其行為特點(diǎn)就如同點(diǎn)到點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。

3、EPON技術(shù)特點(diǎn)

EPON技術(shù)是在無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)的基礎(chǔ)上，定義了一種新的、應(yīng)用于EPON系統(tǒng)的物理層（主要是光接口）規(guī)范和擴(kuò)展的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)在點(diǎn)到多點(diǎn)的PON中以太網(wǎng)幀的TDM接入。此外，EPON還定義了一種運(yùn)行、維護(hù)和管理（OAM）機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)必要的運(yùn)行管理和維護(hù)功能。

在物理層，EPON系統(tǒng)采用單纖波分復(fù)用技術(shù)，下行1490nm，上行1310nm，提供CATV業(yè)務(wù)時(shí)，下行增加1550nm，實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸。同時(shí)定義了兩種光接口，分別支持10km和20km的最大距離傳輸。在物理編碼子層。EPON系統(tǒng)繼承了吉比特以太網(wǎng)的原有標(biāo)準(zhǔn)，采用8B/10B線路編碼和標(biāo)準(zhǔn)的上下行對(duì)稱1Gbit/s數(shù)據(jù)速率。

并為了分離同一根光纖上多個(gè)用戶的來去方向的信號(hào)，采用以下兩種復(fù)用技術(shù)：

下行數(shù)據(jù)流采用廣播技術(shù)；

上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術(shù)。

在數(shù)據(jù)鏈路層，多點(diǎn)MAC控制協(xié)議（MPCP）的功能是在一個(gè)點(diǎn)到多點(diǎn)的EPON系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的仿真，支持點(diǎn)到多點(diǎn)中多個(gè)MAC客戶層實(shí)體，并支持對(duì)額外MAC的控制功能。MPCP主要處理ONU的發(fā)現(xiàn)和注冊(cè)，多個(gè)ONU之間上行傳輸資源的分配、動(dòng)態(tài)帶寬分配，統(tǒng)計(jì)ONU本地?fù)砣麪顟B(tài)的匯報(bào)等。

二、EPON在企業(yè)小區(qū)的應(yīng)用

1、EPON在企業(yè)小區(qū)應(yīng)用的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

①EPON局端（OLT）與用戶（ONU）之間僅有光纖、光分路器等光無(wú)源器件，無(wú)需租用機(jī)房、無(wú)需配備電源、無(wú)需有源設(shè)備維護(hù)人員，因此，局端資源占用很少，系統(tǒng)初期投入低，可有效節(jié)省建設(shè)和維護(hù)成本，且投資回報(bào)率高。

②EPON采用以太網(wǎng)的傳輸格式，同時(shí)小區(qū)網(wǎng)絡(luò)也是以太網(wǎng)，二者具有天然的融合性，消除了復(fù)雜的傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換帶來的成本因素；卻比以太網(wǎng)更便于維護(hù)，而且故障率低 ；

③EPON可以提供高速寬帶，充分滿足小區(qū)用戶的帶寬需求，并可方便靈活的根據(jù)小區(qū)用戶需求的變化，動(dòng)態(tài)分配帶寬；還可以靈活擴(kuò)展通信業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)IPTV、CATV、VoIP、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)；并且隨著技術(shù)的發(fā)展可以升級(jí)到10Gb/s。

2、EPON在企業(yè)小區(qū)應(yīng)用的模式

目前企業(yè)小區(qū)網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)光纖到樓銅纜到戶（FTTB+LAN）的以太網(wǎng)模式，語(yǔ)音以實(shí)現(xiàn)NGN軟交換模式，承載網(wǎng)都是IP網(wǎng)絡(luò)，以具備“三網(wǎng)合一”的條件。另外，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?，中心機(jī)房到小區(qū)匯聚，小區(qū)匯聚

改造EPON的FTTB模式需在中心機(jī)房增加EPON OLT設(shè)備，中心機(jī)房到小區(qū)匯聚利用現(xiàn)有管道布放大芯數(shù)光纜（可考慮將來FTTH的需求一次布放到位），小區(qū)匯聚交換機(jī)和光電收發(fā)器更換為光分路器，而小區(qū)匯聚到每棟樓現(xiàn)布放的四芯光纜無(wú)需改造，每棟樓可根據(jù)用戶數(shù)量安裝1-4臺(tái)ONU（一臺(tái)ONU可包括網(wǎng)絡(luò)、電話和電視接口，其他ONU不包括電視接口），到用戶終端的網(wǎng)線、兩芯電話線和同軸電纜無(wú)需改造，就可實(shí)現(xiàn)“三網(wǎng)合一”的EPON網(wǎng)絡(luò)。如下圖：

改造后的EPON拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)只有中心機(jī)房和每棟樓ONU是有源設(shè)備，而光分配網(wǎng)絡(luò)中是無(wú)源設(shè)備基本不用維護(hù)，降低了維護(hù)人員的維護(hù)點(diǎn)，充分體現(xiàn)EPON的優(yōu)點(diǎn)。

三、EPON的發(fā)展前景

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)，2010年-2011年的住宅帶寬需求達(dá)到了150Mbps，不久將達(dá)到200Mbps，在國(guó)內(nèi)也將面臨同樣的需求。此外，使用光纖接入的用戶持續(xù)增長(zhǎng)，2009年，全球FTTH用戶只占所有寬帶接入用戶的11%，預(yù)計(jì)到2016年將占到30%左右，其中一半的用戶來自中國(guó)。同時(shí)，2012年9月中國(guó)政府將公布“寬帶中國(guó)戰(zhàn)略”實(shí)施方案，對(duì)EPON接入影響深遠(yuǎn)，F(xiàn)TTH的發(fā)展將更加普及。隨著FTTH的普及對(duì)EPON的帶寬提出了新的要求。

目前10G EPON技術(shù)已經(jīng)成熟，10G EPON與EPON技術(shù)具備天生的銜接性，可以基于現(xiàn)有的EPON設(shè)備實(shí)施擴(kuò)容升級(jí)至10G EPON，從而有效滿足用戶對(duì)于20M以上大帶寬傳輸需求。將來隨著更多業(yè)務(wù)的加入，帶寬需求會(huì)不斷提升，相信EPON的帶寬會(huì)越來越寬，40G、100G都在研發(fā)中，而EPON技術(shù)良好的銜接性將是其最大優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國(guó)電信集團(tuán)公司.EPON＼GPON技術(shù)問答.人民郵電出版社.2010

[2]朗為民/郭東生.EPON＼GPON從原理到實(shí)踐.人民郵電出版

社.2010