EPON技术简析

盘恭匈舀国

中国电信股份有限公司南京分公司李雁秋印海峰樊昊

摘要：从介绍了ＥＰｏＮ（基于以太网的无源光网络）的网络结构和工作原理，结合南京电信公司ＥＰＯＮ实际应用，分析了不同组网方式的主要特点和应用场合以及未来的发展趋势。

关键词：无源光网络；光纤接入；光线路终端；光网络单元；光纤到户

０引言

随着ＩＰＴＶ（Ｉｎｔｅｍｅｔｐｒｏｔｏｃｏｌｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）、高清电视、视频业

务、多媒体互动等新兴业务的迅猛发展，用户对网络接入带宽

的需求大幅增长，传统的基于非对称数字用户线（ＡＤＳＬ）的接

入方式遭遇到了发展瓶颈。

ＥＰＯＮ（Ｅｔｈｅｍｅｔｐａｓｓｉｖｅｏｐｔｉｃａｌｎｅｔｗｏｒｋ）作为一种新兴的接入网技术，非常适合光纤接入网络（兀Ｔｘ）建设。站在运营商的角度

来看。ＥＰＯＮ的无源的特性可以降低建设、管理和运营成本，提高

投资回报率。ＥＰＯＮ提供的高带宽可满足用户日益增长的带宽需

求，便于运营商开展有可靠的网络资源保证的新兴业务。ＥＰＯＮ

还具有良好的兼容性，可以和现有网络很好地融合。国内各电信

运营商已纷纷认识到：ＥＰＯＮ技术已成为我国现阶段解决接入网

“最后—公里”问题的主流光接人手里印。

１ＥＰＯＮ组成单元及工作原理

１．１组成单元

ＥＰＯＮ采用点到多点接人体系结构，通过采用高性价比

的以太网端口以及低成本、高可靠性的无源器件，可实现经济

性和高速性。

如图１所示，一个典型的ＥＰＯＮ系统由光纤线路终端图ｌＥＰＯＮ接入系统构成

（ＯＬＴ）、分光器、光网络单元（ＯＮＵ）和网元管理系统（ＥＭＳ）组

成。ＯＬＴ是一个交换机或路由器，同时也是一个多业务提供平

台，提供ＥＰＯＮ系统与业务供应商的核心数据、视频和电话网

络间的接口，它通过ＥＭＳ链接到业务供应商的网络上。

光信号通过分光器把ＯＬＴ一根光纤下行的信号分成多

路给每一个ＯＮＵ，每个ＯＮＵ上行的信号通过光耦合器合成

在一根光纤里传给ＯＬＴ。因此ＥＰＯＮ中包括无源网络设备和

有源网络设备。无源网络设备主要包括单模光纤、无源分光

EPON技术浅析及应用

随着电信市场竞争的日益激烈，现有的以铜缆为传输介质、基于非对称数字用户线(ADSL)技术为基础的宽带接入建设模式将不能适应未来开展高清视频、安全监控等高速率带宽业务的需求。“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。作为接入网新技术，基于以太网技术的无源光网络(EPON)有效缓解了当前铜缆被盗严重、价格上涨较快、建设成本不断增加的状况。

2EPON技术介绍

2.1EPON概述

IEEE802．3ah工作小组从2001年11月开始进行基于以太网的无源光网络（EPON）的标准化工作。

EPON（以太无源光网络）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。

2.2EPON结构原理

一个典型的EthernetoverPON系统由OLT、ONU、POS（ODN）组成。其系统结构如图2-1所示。

图2-1EPON系统结构图

OLT（OpticalLineTerminal）放在中心机房，ONU（OpticalNetworkUnit）放在网络接口单元附近或与其合为一体。POS（PassiveOpticalSplitter）是无源光纤分支器，是一个连接OLT和ONU的无源设备，它的功能是分发下行数据并集中上行数据。

OLT既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台，它提供面向无源光纤网络的光纤接口。根据以太网向城域和广域发展的趋势，OLT上将提供多个Gbit／s和10Gbit／s的以太接口，支持WDM传输。OLT除了提供网络集中和接入的功能外，还可以针对用户的QoS的不同要求进行带宽分配，网络安全和管理配置。

浅谈EPON技术及应用

随着现代科技的不断发展，人们对通信的要求不断提高。为了满足人们对宽带增长的要求，实现接入网的高速化、宽带化和智能化，各种接入技术层出不穷，如LAN、数字用户（DSL，Digital Subscriber Line）、电缆调制解调器（CM，Cable Modem）、电力线通信（PLC，Power

Line Communication）等，然而被认为最有前途的是光接入技术，无源光网络（PON）具有以维护、高宽带、低成本等优点，是通过单一平台综合接入语音、数据、视频等多种业务的理想平台。

一 EPON的概述

无源光网络产生自20世纪80年代以来经过几个发展阶段，起初人们认为将ATM技术与PON技术结合的APON/BPON技术是实现综合接入的理想模式，但由于数据业务爆炸式的增长，ATM技术暴露出效率不高、协议复杂等弱点，因而未能大规模应用。在这种背景下两个引人关注的PON新标准出台，其中之一是ITU/FSAN负责制定用来代替APON/BPON的GPON标准，另一个是IEEE 802.3ah工作组制定的EPON标准。

2000年12月，在IEEE的赞助下，成立了EFM（以太网第一英里）研究小组，开始了EPON技术的标准化工作。EPON标准IEEE802.3ah于2004年6月正式公布。进一步增强EPON竞争力，IEEE于2006年成立了802.3av工作组开展了10G EPON系统的研究，从而使得带宽能力方面得到了一定程度上的提高，但带宽使用效率上尚无明显改善。随后，10GEPON标准IEEE802.3av在2009年9月正式颁布。

EPON（Ethernet Passive Optical Network）以太网无源光网络，由IEEE802.3EFM（Ethernet for the First Mile）提出，是PON技术中的一种，它将简单经济的以太网技术与PON的传输结构结合起来，从而实现了再以太网上提供语音、数据、视频等多种业务。

GPON和EPON是目前广泛应用的光纤接入技术，它们分别代表了Gigabit Passive Optical Network和Ethernet Passive Optical

Network。在全面评估和深度探讨这两种接入技术的工作原理和上下行速率之前，我们先来了解一下光纤接入技术的基本原理。

1. 光纤接入技术

光纤接入技术是指利用光纤作为传输介质，实现用户与运营商网络之间的宽带接入。相比传统的铜线接入技术，光纤接入具有传输速率高、带宽大、抗干扰能力强等优点。其中，GPON和EPON作为光纤接入技术的两种代表，各自有着独特的工作原理和上下行速率。

2. GPON的工作原理和上下行速率

GPON采用了全光分布式传输的技术，主要由OLT（Optical Line

Terminal）、ODN（Optical Distribution Network）、ONT（Optical Network Terminal）三个部分组成。在GPON网络中，OLT作为核心设备，负责向下级设备发送光信号，而ONT则负责将光信号转换为电信号，与用户终端相连。

在上行方向上，OLT向ONT发送激光光束，用户终端接收光信号后将其转换为电信号发送至OLT，因此上行速率受用户终端设备的限制。而在下行方向上，OLT向ONT发送光信号，ONT再将光信号发送至用户终端，下行速率受OLT的光信号发送速率限制。

3. EPON的工作原理和上下行速率

EPON同样采用了全光分布式传输的技术，由OLT、ODN、ONU（Optical Network Unit）三个部分组成。与GPON不同的是，EPON网络中的用户终端设备为ONU。在EPON网络中，OLT向ONU发送光信号，用户终端接收光信号后将其转换为电信号发送至ONU。

在上行方向上，ONU向OLT发送光信号，上行速率受用户终端设备的限制。而在下行方向上，OLT向ONU发送光信号，ONU再将光信号发送至用户终端，下行速率受OLT的光信号发送速率限制。