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[摘要] 本文详细描述了EPON技术的组成、特点、应用模式及组网方案，并通过工程案例介绍了EPON在接入网中的应用。
[关键词] EPON组成及特点应用模式组网方案
PON(Passive Optical Network,无源光网络)一直被认为是光接入网中颇具应用前景的技术,它打破了传统的点到点解决方法,在解决宽带接入问题上是一种经济的、面向未来多业务的用户接入技术。EPON(Ethernet Passive Optical Networ以太网无源光网络)技术由IEEE 802.3ah提出，是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成本；高带宽；扩展性强，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理等等。
1. EPON系统组成及特点
1.1 EPON系统组成
EPON系统主要由OLT(光线路终端)、ODN(光分配网络)、ONU(光网络单元)组成,其中ODN由光分路器和光纤线路等组成。如图1所示。
OLT放置于业务接入中心节点,为接入网提供网络侧与城域网之间的接口,通过多个GE/FE接口上联不同的业务网络;ONU放置于小区或楼内机房,为接入网提供用户侧的接口,提供语音、数据、视频等多业务流的接入,通过GE光口经ODN上联至OLT。
图1
1.2 EPON技术特点
a)局端（OLT）与用户（ONU）之间仅有光纤、光分路器等光无源器件，无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员，因此，可有效节省建设和运营维护成本；
b)EPON采用以太网的传输格式同时也是用户局域网/驻地网的主流技术，二者具有天然的融合性，消除了复杂的传输协议转换带来的成本因素；
c)采用单纤波分复用技术（下行1490nm，上行1310nm），仅需一根主干光纤和一个OLT，传输距离可达20公里。在ONU侧通过光分路器分送给最多32个用户，因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力；
d)上下行均为千兆速率，下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽，上行利用时分复用（TDMA）共享带宽。高速宽带，充分满足接入网客户的带宽需求，并可方便灵活的根据用户需求的变化动态分配带宽；
e)点对多点的结构，只需增加ONU数量和少量用户侧光纤即可方便地对系统进行扩容升级，充分保护运营商的投资；
f)EPON具有同时传输TDM、IP数据和视频广播的能力，其中TDM和IP数据采用IEEE 802.3以太网的格式进行传输，辅以电信级的网管系统，足以保证传输质量。通过扩展第三个波长（通常为1550nm）即可实现视频业务广播传输。
2. EPON在FTTn中的应用模式
2.1 FTTH应用模式
光纤到家庭用户(FTTH:Fiber To The Home)是利用光纤传输媒质连接通信局端和家庭住宅的接入方式,引入光纤由单个家庭住宅独享，实现 “全光接入，全程无铜”。在物理网络构成上,FTTH在OLT与ONU之间采用全程光纤的接入方式,将ONU光节点部署到居民用户家中,此时ONU称为ONT(Optical Network Terminal),直接提供UNI接口连接居民家庭网络。
对于FTTH模式,比较适合一些高档区域、别墅群、高端商企等社区信息化场合。0NU可提供多个以太网口及语音口以满足宽带、语音业务需求，是网络接入层最终演进方向。此方式接入业务包括语音、数字家庭、宽带上网(有线和无线方式可选)、IPTV视频、CATV视频业务等,提供系列化ONU/ONT终端,满足家庭用户有线方式、无线方式、广域网和局域网等各种业务接入需求。此方式业务提供能力、传输质量、可靠性等达到最佳；引入电源、维护、安全控制等相对较容易、安全，但成本高，用户群目前较少。
2.2 FTTB应用模式
光纤到楼宇(FTTB:Fiber To The Building)是宽带光接入网的典型应用类型之一, 实现“光纤到楼、铜不出楼”。光纤延伸到大楼，通过该节点覆盖楼内所有用户，ONU设备放置在楼道，能提供LAN或xDSL接口实现宽带接入；通过内置或下挂IAD实现语音接入，节省电缆、机房、室外机柜等投资，可提供20Mbit/s以上接入带宽，满足未来多种业务的带宽需求。
在FTTB系统中,OLT通常放置在端局,作为用户业务的收敛及分发,上联网络侧采用光纤接口,通过光纤网络连接ONU设备,在ONU处终结光信号,用户侧提供铜线或五类线接口,接口类型包括POTS、ISDN、ADSL/ADSL2+、VDSL/VDSL2、以太网等。具体的应用模式又有如下几种:
a)FTTB+xDSL
具体实现是将光纤端接点分布在楼层(高层楼宇)或楼道(多层建筑),小型DSLAM设备网络侧采用EPON上联口,用户侧提供xDSL接口通过双绞线入户。这种方式利用现有的双绞线资源,采用成熟的ADSL2+、VDSL相关技术,可以充分利用现有的线路投资。
b）FTTB+LAN
具体实现是将光纤端接点分布在楼层(高层楼宇)或楼道(多层建筑),由ONU终结光信号,ONU提供多个以太网接口。由于以太网五类线具有的距离限制,这种实现需要保证ONU到最终用户的走线距离不超过100米。
3. EPON组网方案
3.1 星型方式
当OLT与ONU之间按点到点配置，且每一ONU直接经一专用光链路与OLT相连，中间没有光分路器时就构成星形结构。由于这种配置不存在光分路引入的损耗,因此传输距离远大于点到多点配置。适合OLT周围邻近均匀分散的用户环境，但此种应用方式对光纤浪费严重,不能体现EPON的技术优势,实际应用较少。
3.2 树型拓扑
树型拓扑是点到多点配置的基本结构,这种结构利用了一系列级联的分配点(DP)对信号进行分路,传给多个用户,同时也靠这些分配点将上行信号结合在一起送给OLT。分配点的分路器常为1:N型, 适合居民区、别墅群、农村、高层建筑群的用户环境。在本地网应用中,考虑复杂的光纤网络布局,一般使用一级分光,如需多级,建议控制在三级以内。
3.3 总线方式
总线结构也是点到多点配置的基本结构。这种拓扑,实际上是OLT和分配点的拓扑,分配点到ONU仍然是星型结构。这种结构利用了一系列串联的分配点以便从总线上向ONU分配OLT发送的信号,同时又能将每一ONU发送的信号插入总线送回到OLT。此种方式一般应用沿街用户，沿公路线状分布的用户环境及监控系统。建议分光一般不超过7级。
4. EPON的应用实例
4.1 项目概况
某市一小区的住宅项目，四栋11层的小高层住宅楼，用户近264户。需要为小区内用户提供包括语音、宽带等通信业务。
4.2 解决方案
针对项目特点,并考虑到今后扩容、升级等因素,采用EPON光纤到楼(FTTB+LAN)的整体解决方案。组网方式采用的是星型结构。OLT就近放置接入机房内,采用以太网点对点接口方式通过主干上联到中心机房核心交换设备,小区内设置一台1：16的分光器，在每栋楼每单元6楼的多媒体机柜内放置一台16口ONU设备，由各单元多媒体机箱利用楼层内既有接入管线穿放网线至各用户家，以满足用户电话、宽带业务接入需求。（见图2所示）
5. 结束语
相对于BPON和GPON，EPON协议简单，对光收发模块技术指标要求低，因此系统成本较低。另外，它继承了以太网的可扩展性强、对IP数据业务适配效率高等优点，同时支持高速Internet接入、语音、IPTV、TDM专线甚至CATV等多种业务综合接入，并具有很好的QoS保证和组播业务支持能力，EPON是当前实现光接入网众多技术中性价比相对较高的一种，在接入网中的应用已经越来越广泛。
[关键词] EPON组成及特点应用模式组网方案
PON(Passive Optical Network,无源光网络)一直被认为是光接入网中颇具应用前景的技术,它打破了传统的点到点解决方法,在解决宽带接入问题上是一种经济的、面向未来多业务的用户接入技术。EPON(Ethernet Passive Optical Networ以太网无源光网络)技术由IEEE 802.3ah提出，是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成本；高带宽；扩展性强，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理等等。
1. EPON系统组成及特点
1.1 EPON系统组成
EPON系统主要由OLT(光线路终端)、ODN(光分配网络)、ONU(光网络单元)组成,其中ODN由光分路器和光纤线路等组成。如图1所示。
OLT放置于业务接入中心节点,为接入网提供网络侧与城域网之间的接口,通过多个GE/FE接口上联不同的业务网络;ONU放置于小区或楼内机房,为接入网提供用户侧的接口,提供语音、数据、视频等多业务流的接入,通过GE光口经ODN上联至OLT。
图1
1.2 EPON技术特点
a)局端（OLT）与用户（ONU）之间仅有光纤、光分路器等光无源器件，无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员，因此，可有效节省建设和运营维护成本；
b)EPON采用以太网的传输格式同时也是用户局域网/驻地网的主流技术，二者具有天然的融合性，消除了复杂的传输协议转换带来的成本因素；
c)采用单纤波分复用技术（下行1490nm，上行1310nm），仅需一根主干光纤和一个OLT，传输距离可达20公里。在ONU侧通过光分路器分送给最多32个用户，因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力；
d)上下行均为千兆速率，下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽，上行利用时分复用（TDMA）共享带宽。高速宽带，充分满足接入网客户的带宽需求，并可方便灵活的根据用户需求的变化动态分配带宽；
e)点对多点的结构，只需增加ONU数量和少量用户侧光纤即可方便地对系统进行扩容升级，充分保护运营商的投资；
f)EPON具有同时传输TDM、IP数据和视频广播的能力，其中TDM和IP数据采用IEEE 802.3以太网的格式进行传输，辅以电信级的网管系统，足以保证传输质量。通过扩展第三个波长（通常为1550nm）即可实现视频业务广播传输。
2. EPON在FTTn中的应用模式
2.1 FTTH应用模式
光纤到家庭用户(FTTH:Fiber To The Home)是利用光纤传输媒质连接通信局端和家庭住宅的接入方式,引入光纤由单个家庭住宅独享，实现 “全光接入，全程无铜”。在物理网络构成上,FTTH在OLT与ONU之间采用全程光纤的接入方式,将ONU光节点部署到居民用户家中,此时ONU称为ONT(Optical Network Terminal),直接提供UNI接口连接居民家庭网络。
对于FTTH模式,比较适合一些高档区域、别墅群、高端商企等社区信息化场合。0NU可提供多个以太网口及语音口以满足宽带、语音业务需求，是网络接入层最终演进方向。此方式接入业务包括语音、数字家庭、宽带上网(有线和无线方式可选)、IPTV视频、CATV视频业务等,提供系列化ONU/ONT终端,满足家庭用户有线方式、无线方式、广域网和局域网等各种业务接入需求。此方式业务提供能力、传输质量、可靠性等达到最佳；引入电源、维护、安全控制等相对较容易、安全，但成本高，用户群目前较少。
2.2 FTTB应用模式
光纤到楼宇(FTTB:Fiber To The Building)是宽带光接入网的典型应用类型之一, 实现“光纤到楼、铜不出楼”。光纤延伸到大楼，通过该节点覆盖楼内所有用户，ONU设备放置在楼道，能提供LAN或xDSL接口实现宽带接入；通过内置或下挂IAD实现语音接入，节省电缆、机房、室外机柜等投资，可提供20Mbit/s以上接入带宽，满足未来多种业务的带宽需求。
在FTTB系统中,OLT通常放置在端局,作为用户业务的收敛及分发,上联网络侧采用光纤接口,通过光纤网络连接ONU设备,在ONU处终结光信号,用户侧提供铜线或五类线接口,接口类型包括POTS、ISDN、ADSL/ADSL2+、VDSL/VDSL2、以太网等。具体的应用模式又有如下几种:
a)FTTB+xDSL
具体实现是将光纤端接点分布在楼层(高层楼宇)或楼道(多层建筑),小型DSLAM设备网络侧采用EPON上联口,用户侧提供xDSL接口通过双绞线入户。这种方式利用现有的双绞线资源,采用成熟的ADSL2+、VDSL相关技术,可以充分利用现有的线路投资。
b）FTTB+LAN
具体实现是将光纤端接点分布在楼层(高层楼宇)或楼道(多层建筑),由ONU终结光信号,ONU提供多个以太网接口。由于以太网五类线具有的距离限制,这种实现需要保证ONU到最终用户的走线距离不超过100米。
3. EPON组网方案
3.1 星型方式
当OLT与ONU之间按点到点配置，且每一ONU直接经一专用光链路与OLT相连，中间没有光分路器时就构成星形结构。由于这种配置不存在光分路引入的损耗,因此传输距离远大于点到多点配置。适合OLT周围邻近均匀分散的用户环境，但此种应用方式对光纤浪费严重,不能体现EPON的技术优势,实际应用较少。
3.2 树型拓扑
树型拓扑是点到多点配置的基本结构,这种结构利用了一系列级联的分配点(DP)对信号进行分路,传给多个用户,同时也靠这些分配点将上行信号结合在一起送给OLT。分配点的分路器常为1:N型, 适合居民区、别墅群、农村、高层建筑群的用户环境。在本地网应用中,考虑复杂的光纤网络布局,一般使用一级分光,如需多级,建议控制在三级以内。
3.3 总线方式
总线结构也是点到多点配置的基本结构。这种拓扑,实际上是OLT和分配点的拓扑,分配点到ONU仍然是星型结构。这种结构利用了一系列串联的分配点以便从总线上向ONU分配OLT发送的信号,同时又能将每一ONU发送的信号插入总线送回到OLT。此种方式一般应用沿街用户，沿公路线状分布的用户环境及监控系统。建议分光一般不超过7级。
4. EPON的应用实例
4.1 项目概况
某市一小区的住宅项目，四栋11层的小高层住宅楼，用户近264户。需要为小区内用户提供包括语音、宽带等通信业务。
4.2 解决方案
针对项目特点,并考虑到今后扩容、升级等因素,采用EPON光纤到楼(FTTB+LAN)的整体解决方案。组网方式采用的是星型结构。OLT就近放置接入机房内,采用以太网点对点接口方式通过主干上联到中心机房核心交换设备,小区内设置一台1：16的分光器，在每栋楼每单元6楼的多媒体机柜内放置一台16口ONU设备，由各单元多媒体机箱利用楼层内既有接入管线穿放网线至各用户家，以满足用户电话、宽带业务接入需求。（见图2所示）
5. 结束语
相对于BPON和GPON，EPON协议简单，对光收发模块技术指标要求低，因此系统成本较低。另外，它继承了以太网的可扩展性强、对IP数据业务适配效率高等优点，同时支持高速Internet接入、语音、IPTV、TDM专线甚至CATV等多种业务综合接入，并具有很好的QoS保证和组播业务支持能力，EPON是当前实现光接入网众多技术中性价比相对较高的一种，在接入网中的应用已经越来越广泛。