EPON技術分析

　　1、EPON技術簡介

　　EPON技術由IEEE 802.3 EFM工作組進行標準化。2004年6月，IEEE 802.3EFM工作組發布了EPON標準——IEEE 802.3ah(2005年并入IEEE 802.3-2005標準)。在該標準中將以太網和PON技術相結合，在無源光網絡體系架構的基礎上，定義了一種新的、應用于EPON系統的物理層(主要是光接口)規范和擴展的以太網數據鏈路層協議，以實現在點到多點的PON中以太網幀的TDM接入。此外，EPON還定義了一種運行、維護和管理(OAM)機制，以實現必要的運行管理和維護功能。EPON系統的協議參考模型如圖1所示。

　　圖1　EPON系統的協議參考模型

　　在物理層，IEEE 802.3-2005規定采用單纖波分復用技術(下行1490 nm，上行1310 nm)實現單纖雙向傳輸，同時定義了1000 BASE-PX-10 U/D和1000 BASE-PX-20 U/D兩種PON光接口，分別支持10 km和20 km的最大距離傳輸。在物理編碼子層，EPON系統繼承了吉比特以太網的原有標準，采用8B/10B線路編碼和標準的上下行對稱1 Gbit/s數據速率(線路速率為1.25 Gbit/s)。

　　在數據鏈路層，多點MAC控制協議(MPCP)的功能是在一個點到多點的EPON系統中實現點到點的仿真，支持點到多點網絡中多個MAC客戶層實體，并支持對額外MAC的控制功能。圖1示意了EPON協議參考模型及多點MAC控制協議的位置。MPCP主要處理ONU的發現和注冊，多個ONU之間上行傳輸資源的分配、動態帶寬分配，統計復用的ONU本地擁塞狀態的匯報等。

　　利用其下行廣播的傳輸方式，EPON定義了廣播LLID(LLID=0xFF)作為單拷貝廣播(SCB)信道，用于高效傳輸下行視頻廣播/組播業務。EPON還提供了一種可選的OAM功能，提供一種諸如遠端故障指示和遠端環回控制等管理鏈路的運行機制，用于管理、測試和診斷已激活OAM功能的鏈路。此外，IEEE 802.3-2005還定義了特定的機構擴展機制，以實現對OAM功能的擴展，并用于其他鏈路層或高層應用的遠程管理和控制。

　　相對于BPON和GPON，EPON協議簡單，對光收發模塊技術指標要求低，因此系統成本較低。另外，它繼承了以太網的可擴展性強、對IP數據業務適配效率高等優點，同時支持高速Internet接入、語音、IPTV、TDM專線甚至CATV等多種業務綜合接入，并具有很好的QoS保證和組播業務支持能力，是目前建設高質量接入網的重要備選技術之一。

　　2、EPON技術現狀

　　自EFMA(Ethernet First Mile Alliance，第一公里以太網聯盟)在2004年6月發布EPON技術規范IEEE 802.3 ah以來，EPON技術得到快速發展，目前相關的芯片和設備均已基本成熟，并有較大規模的應用。在日本，NTT、KDDI、YahooBB等運營商從2004年開始部署EPON，采用FTTH、FTTB/C+VDSL/ADSL2+等多種組網方式，為用戶提供高帶寬互聯網接入業務。目前，日本市場上已經部署了超過500萬線的EPON設備，而且每月新增的FTTH用戶數已經超過了DSL用戶。在韓國，KT也在2005年左右開始EPON的商用部署，并在2006年一次性采購了80萬線EPON設備，估計目前韓國的EPON規模也已超過 100萬線。國內運營商非?？春肊PON的應用前景，紛紛開展現場試驗，2006年，國內的EPON市場規模已達到10萬線左右。

　　目前，EPON技術已經成熟，主要體現在以下方面：經過各標準化組織、設備和芯片制造商、運營商的共同努力，EPON商用芯片和光模塊已經成熟，在中國電信的主導下，已經實現了EPON芯片級和系統級的互通測試;EPON產業鏈也在進一步成熟，形成了良性的市場競爭格局，設備成本進一步下降，已達到規模商用水平。

　　3、EPON技術的應用

　　綜合考慮EPON的技術特點、成熟度、投資成本、業務需求、市場競爭等多方面的因素，基于EPON的FTTx系統近期主要應用于以下場景。

　　3.1　公眾客戶綜合接入

　　對于公眾用戶來說，可以采用FTTH和FTTB/C/Cab等應用模式。

　　●FTTH應用

　　ONU直接安裝在用戶家中，業務的接入可以采取兩種方案，如圖2所示。

　　圖2　公眾客戶FTTH應用模式

　　方案一：ONU提供FE、POTS、CATV等用戶接口(圖2中的家庭1、2)。

　　方案二：ONU提供FE接口，下掛家庭網關實現接入(圖2中的家庭3、4)。

　　●FTTN/B/C/Cab應用

　　ONU安裝在樓層/設備間的綜合機柜內，可以采取4種方案實現業務接入，如圖3所 示。

　　圖3　公眾客戶FTTN/B/C/Cab應用模式

　　方案一：ONU提供FE、POTS、CATV等用戶接口，可采用多用戶ONU或將多個單用戶ONU集中放置。

　　方案二：ONU下掛Mini-DSLAM，提供數據接入，可通過家庭網關實現綜合接入。

　　方案三：ONU下掛IAD、二層以太網交換機，通過IAD、二層交換機實現綜合業務接入。

　　方案四：ONU下掛小型AG，通過AG實現綜合業務接入。

　　3.2　大客戶、商業客戶綜合接入

　　對于商業用戶，可以根據業務需求和用戶規模的不同，采取不同的實施模式，如FTTO、FTTB或FTTC。根據實施模式、接入方式的不同，可以采取5種實施方案，如圖4所示。

　　圖4　大客戶、商業客戶應用模式

　　方案一：ONU提供FE、POTS等用戶接口，可采用FTTO模式。

　　方案二：ONU下掛Mini-DSLAM，提供數據接入，可采用FTTB/C模式。

　　方案三：ONU下掛PBX交換機或路由器等設備，提供專線接入，可采用FTTO模式。

　　方案四：ONU下掛IAD、二層以太網交換機，通過IAD、二層交換機實現綜合業務接入，可采用FTTO或FTTB/C模式。

　　方案五：ONU下掛小型AG，通過AG實現綜合業務接入，可采用FTTO/B/C模式。

　　3.3　“全球眼”等高帶寬接入

　　“全球眼”等對帶寬(特別是上行帶寬)要求比較高的應用可以采用EPON作為接入手段，具體組網方式如圖5所示。PON替代了原來模擬組網方案中的二/三層交換機，同時還節省大量的光纖收發器，并且不需要視頻光端機設備。

　　圖5　PON在視頻監控全數字方式中的應用

　　3.4　村村通接入

　　在光纖資源短缺的情況下，如村村通工程中，可采用多級分光且分光功率不等的光分路器方案，即在只有一芯或幾芯光纜資源的情況下采用功率不等光分路器逐點匯聚，如圖6所示。

　　圖6　PON在村村通接入中的應用