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摘 要：XPON技术是一项基于以太网技术的无源光网络实现最后一公里接入的接入网技术，实现光纤到楼、光纤到户的高速接入。由于其初期投入成本低，扩容方便，可快速接入覆盖，为四平市铁通市场拓展快速接入提供了有力保障。
关键词：XPON；网络；技术；应用
中图分类号：TN929.1 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）30－0039－02
1 前言
随着移动合并铁通，联通、电信、网通三家并两家的电信市场最后融合，互补联合后的电信业竞争更加激烈。固话网现有的以铜缆为传输媒质的ADSL技术下的宽带数据接入模式不能适应未来高带宽业务的需求。制约了电信新业务的拓展应用，并且当前铜缆被盗严重、价格上涨较快、建设成本不断增加。
一项接入网新技术，基于以太网技术的无源光网络（XPON）有效解决了上述问题，“光进铜退”作为实施网络转型和固网宽带化的有效措施，在提高接入带宽、提升网络对业务的支撑能力、增强运营商的核心竞争能力方面将发挥重要作用。
2 XPON技术介绍
XPON是指当前发展极为迅速的宽带接入技术EPON和GPON。GPON（Gigabit－Capable PON）技术是基于ITU－TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽、高效率、大覆盖范围、用户接口丰富等众多优点，GPON下行最大速率为2.5 Gbps，上行为1.25 Gbps，分光比最大为1∶64。EPON（Ethernet Passive Optical Network）是由IEEE802.3 EFM（Ethernet for the First Mile）提出。是将以太网技术与无源光网络（PON）技术相结合，实现一个点到多点拓扑的千兆以太网光纤接入网络。不但降低了初始成本和运行成本，实现简单，维护简单，相对成本低，且易于后期业务扩展和升级，也是一种能够提供多种综合业务的宽带接入技术。EPON目前可以提供上下行对称的1.25 Gb/s的带宽，并且随着以太技术的发展可以升级到10 Gb/s。
2.1 组成单元
PON应用于固网运营商中心局端到前端，或者以点到点（POP）方式到商务或小区节点的通信，组成最后1 km的通信结构。EPON是一种结合了Ethernet和PON的宽带接入技术，典型的EPON系统由OLT、ONU、ODN/POS组成。EPON的组成单元，见图1。
光信号通过分光器把光纤线路终端（OLT）一根光纤下行的信号分成多路给每一个光网络单元（ONU），每个ONU上行的信号通过光耦合器合成在一根光纤里送达OLT。因而EPON中包括无源网络设备和有源网络设备。无源网络设备包括单模光缆、无源分光器/耦合器、适配器、连接器和熔接头等。它一般放置于局外，称为局外设备。无源网络设备简单、稳定可靠、寿命长、易于维护、价格低。
有源网络设备包括中心局机架设备（OLT）、光网络单元（ONU）和设备管理系统（EMS）。中心局机架上插装光纤线路终端、网络界面模块（NIM）以及交换模块（SCM），因此以上3种设备也统称为中心局机架设备。中心局机架设备提供XPON系统与服务提供商核心的数据、视频和话音网络的接口。它也通过设备管理系统与服务提供商的核心运行网络相连接。
光网络单元（ONU）给用户提供数据、视频和电话网络与PON之间的接口。ONU最初的作用是接收光路信号，转换成用户所需的格式（以太网、IP广播、电话、T1/E1等）。XPON系统的ONU除了终结和转换光信号外，还具有二层或三层交换功能，它允许在ONU中内置企业级路由器，也可用第三个波长传送模拟有线电视（CATV）信号或IP视频。
2.2 XPON工作原理
XPON由光纤线路终端、光分配网络（ODN）和光网络单元组成，采用的是树形拓扑结构。使用上行1 310 nm和下行1 490 nm波长传送数据和语音，CATV业务则使用1 550 nm波长承载。OLT放置在中心局端，分配和控制信道的连接，并有实时监控、管理及维护功能。ONU放置在用户侧，OLT与ONU间通过无源的光分配网络按照1∶16/1∶32/1∶64等分光比进行连接，见图2。
EPON网络采用一点至多点的拓扑结构，大大节省了光纤的用量和管理成本。无源网络设备代替了传统的ATM/SONET宽带接入系统中的中继器、放大器和激光器，减少了中心局端所需的激光器数目，并且OLT由许多ONU用户分担。OLT放在中心机房，它可以是一个L2交换机或者L3路由器。在下行方向，它提供面向无源光纤网络的光纤接口；在上行方向，OLT将提供了GE（Gigabit Ethernet）。为了支持其他流行的协议，OLT还支持ATM、FR以及OC3/12/48/192等速率的SDH/SONET的接口标准。OLT通过支持E1口来实现传统的TDM话音的接入。在EPON的统一网管方面，OLT是主要的控制中心，实现网络管理的五大功能。如通过在OLT上通过定义用户带宽参数来控制用户业务质量、通过编写访问控制列表来实现网络安全控制、通过读取MIB库获取系统状态以及用户状态信息等，还能提供有效的用户隔离。此外EPON利用以太网技术，采用标准以太帧，可以方便的承载IP业务。因此EPON十分简单、高效、建设费用低、维护费用低，最适合宽带接入网需求。
在EPON中，从OLT到多个ONU下行传输数据的过程采用数据广播方式发送。数据以变长信息包的形式从OLT下行广播到多个ONU。依据IEEE802.3协议，信息包最长为1 518 Byte。每个信息包带有一个EPON包头，惟一标识该信息包是发给ONU－1、ONU－2还是ONU－3。也可标识为广播信息包发给所有ONU或发给特定的ONU组（多点传送信息包）。当数据到达ONU时，ONU通过地址匹配，接受并识别发给它的信息包，丢弃发给其他ONU的信息包。ONU放在用户驻地侧CPE，EPON中的ONU主要采用以太网协议，ONU对用户数据透明传送，从OLT到ONU之间可以实现高速的数据转发。
2.3 XPON技术的特点
长距离，高宽带（20 km，1.25 G或2.5 G）是XPON的一大优点。非常适合于FTTB和FTTO模式（非常有利于光纤在大楼内的布线和用户扩容），光纤直接到商业用户。同时支持远端设备ONU/ONT的自动测距和自动加入，网络扩容便利，且局端设备和用户端设备为统一网管，对运营商来说可以大大降低运营维护费用。
XPON是面向未来的技术，它是一个多业务平台，可以同时提供IP业务和传统的TDM业务。QoS可以完全保证，而且完全遵循IEEE802.3ah的标准。这不但使运营商在同一套传输平台上可以根据用户的要求随时开通所需要的多种业务，而且较容易向IP业务网络过渡。
带宽分配灵活，服务有保证也是XPON不可忽视的方面。MS－EPON可以根据需要对每个用户甚至每个端口实现基于连接的带宽分配（区别于普通交换机的基于端口的速率限制），并可根据业务合约保证每个用户连接的QoS。
XPON技术使在新一代网络上实现语音、视频、数据等综
3 XPON技术在四平铁通的应用
随着技术的发展和用户对于数据传输带宽需求的不断提高，原有的以电缆为传输媒质的XDSL技术不能满足用户的需求，并且铜的不断涨价，电缆成本越来越高，以光缆为传输媒质的高带宽接入服务被提到日常工作中来。对新建小区的宽带接入和既有小区的宽带化改造，在成本日益紧张的四平铁通，寻求一种低投入、可扩展、接入灵活、适应发展的新的光接入技术是建设工作的重点，EPON技术以其自身的特点被四平铁通选为首选建设方案，用以实现四平铁通宽带小区接入和既有小区的宽带化改造，以及对集团客户、特殊客户的接入服务。经过一年的接入实践，取得了较好的发展。
根据四平市城市建设的特点，四平铁通EPON接入技术采用通信机房安置OLT，通过辐射状分布，在各接入小区设ODN，下挂ONU，实现小区宽带接入和小区光缆宽带化改造。在各接入小区选定位置（一般在室外）放置ODN设备，通过光缆与各楼宇单元内的ONU设备进行联接，ONU设备为有源设备，需要引入楼宇市电作为供电系统。在各ONU节点，通过5类线接入用户电脑，不仅实现高带宽接入，而且取消了XDSL接入的用户终端设备，节约了成本。
四平铁通EPON网络接入拓扑示意图，见图3。
四平铁通经过1年的EPON小区建设和发展，共接入居民小区24个、高档社区4个、重点集团客户26个，实现覆盖用户34 500户。产生直接经营效益223万元，为四平铁通分公司的发展提供了后台支撑和技术保障。EPON网络接入技术为四平铁通以技术优势抢市场，以优质服务创品牌立下汗马功劳。
参考文献
1 陈运清等编著.城域网组网技术与业务运营［M］.北京：人民邮电出版社，2009.2.1
XPON Network Technology’s Application in Siping Railcom
Liu Gongxu
Abstract: XPON technology is an access network technology using the passive optical network based on Ethernet technology to achieve last－mile access, so as to achieve high－speed access of fiber to buildings and fiber to the home. Because of its low initial investment costs and easy expansion, it is quick to cover access, so as to provided a strong guarantee for the rapid access expansion in Siping City railcom market.
Key words: XPON; network; technology; application
关键词：XPON；网络；技术；应用
中图分类号：TN929.1 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）30－0039－02
1 前言
随着移动合并铁通，联通、电信、网通三家并两家的电信市场最后融合，互补联合后的电信业竞争更加激烈。固话网现有的以铜缆为传输媒质的ADSL技术下的宽带数据接入模式不能适应未来高带宽业务的需求。制约了电信新业务的拓展应用，并且当前铜缆被盗严重、价格上涨较快、建设成本不断增加。
一项接入网新技术，基于以太网技术的无源光网络（XPON）有效解决了上述问题，“光进铜退”作为实施网络转型和固网宽带化的有效措施，在提高接入带宽、提升网络对业务的支撑能力、增强运营商的核心竞争能力方面将发挥重要作用。
2 XPON技术介绍
XPON是指当前发展极为迅速的宽带接入技术EPON和GPON。GPON（Gigabit－Capable PON）技术是基于ITU－TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽、高效率、大覆盖范围、用户接口丰富等众多优点，GPON下行最大速率为2.5 Gbps，上行为1.25 Gbps，分光比最大为1∶64。EPON（Ethernet Passive Optical Network）是由IEEE802.3 EFM（Ethernet for the First Mile）提出。是将以太网技术与无源光网络（PON）技术相结合，实现一个点到多点拓扑的千兆以太网光纤接入网络。不但降低了初始成本和运行成本，实现简单，维护简单，相对成本低，且易于后期业务扩展和升级，也是一种能够提供多种综合业务的宽带接入技术。EPON目前可以提供上下行对称的1.25 Gb/s的带宽，并且随着以太技术的发展可以升级到10 Gb/s。
2.1 组成单元
PON应用于固网运营商中心局端到前端，或者以点到点（POP）方式到商务或小区节点的通信，组成最后1 km的通信结构。EPON是一种结合了Ethernet和PON的宽带接入技术，典型的EPON系统由OLT、ONU、ODN/POS组成。EPON的组成单元，见图1。
光信号通过分光器把光纤线路终端（OLT）一根光纤下行的信号分成多路给每一个光网络单元（ONU），每个ONU上行的信号通过光耦合器合成在一根光纤里送达OLT。因而EPON中包括无源网络设备和有源网络设备。无源网络设备包括单模光缆、无源分光器/耦合器、适配器、连接器和熔接头等。它一般放置于局外，称为局外设备。无源网络设备简单、稳定可靠、寿命长、易于维护、价格低。
有源网络设备包括中心局机架设备（OLT）、光网络单元（ONU）和设备管理系统（EMS）。中心局机架上插装光纤线路终端、网络界面模块（NIM）以及交换模块（SCM），因此以上3种设备也统称为中心局机架设备。中心局机架设备提供XPON系统与服务提供商核心的数据、视频和话音网络的接口。它也通过设备管理系统与服务提供商的核心运行网络相连接。
光网络单元（ONU）给用户提供数据、视频和电话网络与PON之间的接口。ONU最初的作用是接收光路信号，转换成用户所需的格式（以太网、IP广播、电话、T1/E1等）。XPON系统的ONU除了终结和转换光信号外，还具有二层或三层交换功能，它允许在ONU中内置企业级路由器，也可用第三个波长传送模拟有线电视（CATV）信号或IP视频。
2.2 XPON工作原理
XPON由光纤线路终端、光分配网络（ODN）和光网络单元组成，采用的是树形拓扑结构。使用上行1 310 nm和下行1 490 nm波长传送数据和语音，CATV业务则使用1 550 nm波长承载。OLT放置在中心局端，分配和控制信道的连接，并有实时监控、管理及维护功能。ONU放置在用户侧，OLT与ONU间通过无源的光分配网络按照1∶16/1∶32/1∶64等分光比进行连接，见图2。
EPON网络采用一点至多点的拓扑结构，大大节省了光纤的用量和管理成本。无源网络设备代替了传统的ATM/SONET宽带接入系统中的中继器、放大器和激光器，减少了中心局端所需的激光器数目，并且OLT由许多ONU用户分担。OLT放在中心机房，它可以是一个L2交换机或者L3路由器。在下行方向，它提供面向无源光纤网络的光纤接口；在上行方向，OLT将提供了GE（Gigabit Ethernet）。为了支持其他流行的协议，OLT还支持ATM、FR以及OC3/12/48/192等速率的SDH/SONET的接口标准。OLT通过支持E1口来实现传统的TDM话音的接入。在EPON的统一网管方面，OLT是主要的控制中心，实现网络管理的五大功能。如通过在OLT上通过定义用户带宽参数来控制用户业务质量、通过编写访问控制列表来实现网络安全控制、通过读取MIB库获取系统状态以及用户状态信息等，还能提供有效的用户隔离。此外EPON利用以太网技术，采用标准以太帧，可以方便的承载IP业务。因此EPON十分简单、高效、建设费用低、维护费用低，最适合宽带接入网需求。
在EPON中，从OLT到多个ONU下行传输数据的过程采用数据广播方式发送。数据以变长信息包的形式从OLT下行广播到多个ONU。依据IEEE802.3协议，信息包最长为1 518 Byte。每个信息包带有一个EPON包头，惟一标识该信息包是发给ONU－1、ONU－2还是ONU－3。也可标识为广播信息包发给所有ONU或发给特定的ONU组（多点传送信息包）。当数据到达ONU时，ONU通过地址匹配，接受并识别发给它的信息包，丢弃发给其他ONU的信息包。ONU放在用户驻地侧CPE，EPON中的ONU主要采用以太网协议，ONU对用户数据透明传送，从OLT到ONU之间可以实现高速的数据转发。
2.3 XPON技术的特点
长距离，高宽带（20 km，1.25 G或2.5 G）是XPON的一大优点。非常适合于FTTB和FTTO模式（非常有利于光纤在大楼内的布线和用户扩容），光纤直接到商业用户。同时支持远端设备ONU/ONT的自动测距和自动加入，网络扩容便利，且局端设备和用户端设备为统一网管，对运营商来说可以大大降低运营维护费用。
XPON是面向未来的技术，它是一个多业务平台，可以同时提供IP业务和传统的TDM业务。QoS可以完全保证，而且完全遵循IEEE802.3ah的标准。这不但使运营商在同一套传输平台上可以根据用户的要求随时开通所需要的多种业务，而且较容易向IP业务网络过渡。
带宽分配灵活，服务有保证也是XPON不可忽视的方面。MS－EPON可以根据需要对每个用户甚至每个端口实现基于连接的带宽分配（区别于普通交换机的基于端口的速率限制），并可根据业务合约保证每个用户连接的QoS。
XPON技术使在新一代网络上实现语音、视频、数据等综
3 XPON技术在四平铁通的应用
随着技术的发展和用户对于数据传输带宽需求的不断提高，原有的以电缆为传输媒质的XDSL技术不能满足用户的需求，并且铜的不断涨价，电缆成本越来越高，以光缆为传输媒质的高带宽接入服务被提到日常工作中来。对新建小区的宽带接入和既有小区的宽带化改造，在成本日益紧张的四平铁通，寻求一种低投入、可扩展、接入灵活、适应发展的新的光接入技术是建设工作的重点，EPON技术以其自身的特点被四平铁通选为首选建设方案，用以实现四平铁通宽带小区接入和既有小区的宽带化改造，以及对集团客户、特殊客户的接入服务。经过一年的接入实践，取得了较好的发展。
根据四平市城市建设的特点，四平铁通EPON接入技术采用通信机房安置OLT，通过辐射状分布，在各接入小区设ODN，下挂ONU，实现小区宽带接入和小区光缆宽带化改造。在各接入小区选定位置（一般在室外）放置ODN设备，通过光缆与各楼宇单元内的ONU设备进行联接，ONU设备为有源设备，需要引入楼宇市电作为供电系统。在各ONU节点，通过5类线接入用户电脑，不仅实现高带宽接入，而且取消了XDSL接入的用户终端设备，节约了成本。
四平铁通EPON网络接入拓扑示意图，见图3。
四平铁通经过1年的EPON小区建设和发展，共接入居民小区24个、高档社区4个、重点集团客户26个，实现覆盖用户34 500户。产生直接经营效益223万元，为四平铁通分公司的发展提供了后台支撑和技术保障。EPON网络接入技术为四平铁通以技术优势抢市场，以优质服务创品牌立下汗马功劳。
参考文献
1 陈运清等编著.城域网组网技术与业务运营［M］.北京：人民邮电出版社，2009.2.1
XPON Network Technology’s Application in Siping Railcom
Liu Gongxu
Abstract: XPON technology is an access network technology using the passive optical network based on Ethernet technology to achieve last－mile access, so as to achieve high－speed access of fiber to buildings and fiber to the home. Because of its low initial investment costs and easy expansion, it is quick to cover access, so as to provided a strong guarantee for the rapid access expansion in Siping City railcom market.
Key words: XPON; network; technology; application