接入网技术 EPON技术

EPON技术的应用分析一、EPON简介EPON（以太无源光网络）是光纤接入网的主流技术，也是一种宽带综合接入技术，它延用了以太网和TDM的一些特性。

从网络分层协议上来看，EPON属于L2的协议。

具有高带宽、低成本、易维护、易扩展、等特点。

一个典型的EPON 系统由OLT、ONU、POS组成。

OLT（Optical Line Terminal光线路终端l）放在中心机房或模块局，它可以作为一个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接口。

OLT还支持ATM, FR以及OC3/12/48/192等速率的SDH/SONET的接口标准，同时通过支持E1接口来实现传统的TDM话音的接入。

ONU（Optical Network Unit）又叫光网络单元，放在用户驻地侧（CPE），EPON中的ONU主要采用以太网协议。

可以实现了成本低廉的以太网第二层交换甚至是第三层路由功能，并且可以通过堆叠实现高带宽的共享和大范围的用户接入。

POS（Passive Optical Splitter）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和集中上行数据。

无源分光器的部署相当灵活、适应环境广。

一般一个POS的分光比为8、16、32、64、128等，并可以进行多级连接。

EPON技术主要应用方式是FTTX，作为中国电信“光进铜退”的解决方案，它可以很好的实现现有业务（宽带、电话、IPTV等）的接入和现有网络（IP网、交换网、传输网等）的融合。

二、EPON的网络应用模式1、EPON+DSLAMEPON+DSLAM方式可以很好解决“最后一公里”问题，缩短宽带用户线的距离，也可作为DSLAM下移的解决方案。

这种模式下，光纤敷设到小区或DSLAM，小区内采用ONU+DSLAM方式，也可采用ONU+DSLAM集成方式，利用小区内的铜缆资源就可以开展DSLX业务。

PON技术在光纤接入网中的应用随着数字化时代的到来，人们对于网络的需求越来越高。

作为传输网络的重要技术，光纤接入网已成为目前最主流的接入方式之一。

在光纤接入网的技术架构中，PON技术被广泛应用。

PON，即被动光网络技术，是一种高效、安全、稳定的光纤传输技术。

与传统的以太网相比，PON技术最大的优势在于能够实现高速远距离的传输，同时采用点对多点的传输方式，使得网络传输更加高效。

在光纤接入网的应用中，PON技术主要分为EPON和GPON两种。

EPON技术基于IEEE 802.3ah标准，是一种成熟的技术，它采用的是TDMA（时分多路复用）方式，可实现对下行和上行的分别控制，提高了网络的灵活性和可靠性。

而GPON技术则是基于ITU-T G.984标准的技术，它采用的是WDM技术和TDMA技术相结合的方式，可以同时传送多个信号，并且支持多种业务类型，是目前最为主流和普及的PON技术。

在EPON和GPON两种技术中，为了提高网络的安全性和可靠性，通常会采用AES加密算法和SNMP网络管理协议来保护和管理网络数据。

而在网络部署方面，随着5G、物联网等新兴业务的不断涌现，PON技术也相应地有了更多的应用场景。

例如，在智能城市建设中，PON技术可以作为城市覆盖的骨干网络，从而实现城市内不同区域的数据传输和共享；在家庭网络中，PON技术则可以实现高清视频、在线游戏、智能家居等多种服务的传输。

总之，PON技术在光纤接入网中的应用，为建设智慧城市、提高家庭生活质量、促进信息社会发展等起到了至关重要的作用。

随着技术的不断发展和创新，PON技术也将继续推动网络的升级和改善。

EPON技术中国电信接入网维护及装维技能竞赛教材编写小组编制目录第一章EPON技术起源......................................................... - 3 -1.1 接入网的发展特点.................................................... - 3 -1.2 接入层业务需求分析.................................................. - 3 -1.3主要接入技术分析.................................................... - 4 -1.4 光纤接入的应用模式（FTTx）.......................................... - 4 - 第二章EPON技术特点......................................................... - 4 -2.1 EPON的定义和组成................................................... - 4 -2.2 EPON系统数据传输机制............................................... - 5 -2.3 EPON的网络位置..................................................... - 5 -2.4 EPON系统组网方式................................................... - 5 -2.5 技术比较（EPON vs MC）.............................................. - 6 -2.6 网络和业务比较（EPON vs MC）........................................ - 7 - 第三章 EPON技术应用........................................................ - 8 -3.1 业务提供............................................................ - 8 -3.2 EPON的安全机制..................................................... - 8 -3.3 FTTH网络组网....................................................... - 8 -3.4 FTTB 网络组网...................................................... - 9 -3.5 EPON与GPON的特点对比............................................ - 10 -第一章EPON技术起源1.1 接入网的发展特点●从简单语音需求逐渐向数据、多媒体、综合业务需求发展●综合业务应用对带宽的要求越来越高●不同的业务应用需要相应QOS技术保证●综合业务的需求导致接入手段不断增加1.2 接入层业务需求分析●业务需求群体的差异化●业务需求种类的差异化●业务种类对带宽要求的差异化思考：业务需求的不断增加对接入层带宽要求越来越高已是事实，如何提供高带宽的接入网？？1.3主要接入技术分析主要技术包括铜线接入技术和光线接入技术。

EPON技术由IEEE 802.3 EFM工作组进行标准化。

2004年6月，IEEE 802.3EFM工作组发布了EPON标准——IEEE 802.3ah(2005年并入IEEE 802.3-2005标准)。

在该标准中将以太网和PON技术相结合，在无源光网络体系架构的基础上，定义了一种新的、应用于EPON系统的物理层(主要是光接口)规范和扩展的以太网数据链路层协议，以实现在点到多点的PON中以太网帧的TDM接入。

此外，EPON还定义了一种运行、维护和管理(OAM)机制，以实现必要的运行管理和维护功能。

在物理层，IEEE 802.3-2005规定采用单纤波分复用技术(下行1490 nm，上行1310 nm)实现单纤双向传输，同时定义了1000 BASE-PX-10 U/D和1000 BASE-PX-20 U/D两种PON光接口，分别支持10 km和20 km的最大距离传输。

在物理编码子层，EPON系统继承了吉比特以太网的原有标准，采用8B/10B线路编码和标准的上下行对称1 Gbit/s数据速率(线路速率为1.25 Gbit/s)。

在数据链路层，多点MAC控制协议(MPCP)的功能是在一个点到多点的EPON系统中实现点到点的仿真，支持点到多点网络中多个MAC客户层实体，并支持对额外MAC的控制功能。

图1示意了EPON协议参考模型及多点MAC 控制协议的位置。

MPCP主要处理ONU的发现和注册，多个ONU之间上行传输资源的分配、动态带宽分配，统计复用的ONU本地拥塞状态的汇报等。

利用其下行广播的传输方式，EPON定义了广播LLID(LLID=0xFF)作为单拷贝广播(SCB)信道，用于高效传输下行视频广播/组播业务。

EPON还提供了一种可选的OAM功能，提供一种诸如远端故障指示和远端环回控制等管理链路的运行机制，用于管理、测试和诊断已激活OAM功能的链路。

此外，IEEE 802.3-2005还定义了特定的机构扩展机制，以实现对OAM功能的扩展，并用于其他链路层或高层应用的远程管理和控制。

EPON的核心技术介绍EPON为以太无源光网络,PON为其缩写,该技术属于新型的光纤接入网技术,属于点到多点应用的光接入技术,主要使用无源光纤及多点结构传输,可以满足以太网的多种业务需求。

无源光网络主要由光线路终端(OLT)、光网络单位(ONU)及光分配网络(ODN)组成,可以将其本质特点看作ONU所有均由无源器件组成,信号可通过分光器将光纤传输给用户。

1、EPON的技术特点与传统以太网相比,主要具有几方面特点:（1）OLT与ONU使用光分路器、光纤等连接,不需要有源设备维护人员、机房及配置电源,节省了较多的建设成本,实际应用效果较显著;（2）上下均使用单纤波分复用技术操作,只需光纤和OLT就可得到理想的传输距离。

在ONU侧,可应用光分路器将其传输给各个用户,减轻了光纤耗费成本。

（3）EPON具有传输IP数据、TDM及视频广播的能力,其中IP 与TDM主要应用IEEE 802.3采用以太网方式操作,并设置有网管辅助系统,提高了传输质量。

（4）上下行均为千兆速率,上行应用时分复用共享带宽,下行使用用户加密方式共享带宽,高带宽有效满足了接入网客户需求,而且可结合用户需求合理的分配带宽。

（5）点对多点结构一般采用增加ONU 数量及设置用户侧光纤方式实现系统升级,保证了运营商的投资安全。

2、EPON核心技术（1）动态带宽分配的DBA动态带宽分配算法表示实时改变EPON各OUN的带宽机制。

如果EPON带宽为静态分配,此时就不能进行数据通信业务变速,如果采用峰值速度静态分配带宽,容易在短期内用尽带宽,而且降低了带宽利W率。

从另一方面分析,动态带宽分配的实现提高了了系统带宽利用率。

一般可利用DBA实现ONU业务要求,在ONU之间开展动态调节带宽可有效提升PON的上行带宽效率。

随着效率的提升,可以给PON 上增加跟多W用户,用户可W到的带宽峰值完全超过传统固定分配带宽。

动态控制经常进行集中控制,该种方式可让发送所有ONU 上行信息,而且都必须给LOT提出带宽申请,然后OLT结合ONU等相关要求满足带宽W授权,分配准则的主要思想是,任意一个ONU都可分割实习信元到达的时间分布,并能进行带宽请求操作,OLT可根据ONU 要求合理、公正的分配带宽,并能处理好细细乱码、超载及信元丢失等情况。

工程技术 Project techniqueEPON 光接入网技术概述李 媛(太原联通)摘 要 概要介绍了无源光网络技术(PON)的发展,并重点介绍一种新的宽带接入技术EPON 的技术基础、工作原理,分析了EPON 接入方式对比传统接入的优势,并结合太原联通无缘光网络设备情况简要概述了EP ON 光接入方式的好处。

关键词 EPON;以太网无源光网络;接入方式;应用前景1 概 述推进接入网 光进铜退 ,维系宽带接入的可持续发展,是运营商实施网络战略转型,应对市场竞争的重要举措。

Internet 的迅猛发展使用户已不再仅仅局限于以电话为代表的传统业务应用,宽带上网、视频点播、游戏等业务正逐步走向千家万户,EP ON 技术不仅能够在上述几个方面很好地符合用户综合业务接入的要求,符合技术发展的方向,而且使基于以太网的接入传输系统成本大大降低。

2 技术基础无源光网络(P ON )的概念由来已久,它具有节省光纤资源、对网络协议透明的的特点,在光接入网中扮演着越来越重要的角色。

同时,以太网(Ethernet)技术经过二十年的发展,以其简便实用,价格低廉的特性,几乎已经完全统治了局域网,并在事实上被证明是承载IP 数据包的最佳载体。

随着IP 业务在城域和干线传输中所占的比例不断攀升,以太网也在通过传输速率、可管理性等方面的改进,逐渐向接入、城域甚至骨干网上渗透。

而以太网与PO N 的结合,便产生了以太网无源光网络(EPO N )。

它同时具备了以太网和PO N 的优点,正成为光接入网领域中的热门技术。

3工作原理EPO N(以太网无源光网络)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PO N 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。

．EPON技术介绍EPON 又名GEPON，是由2000年11月成立的EFM(Ethernet in the First Mile，第一英里以太网)工作组提出的，并在IEEE 802.3ah标准中进行规范，其工作重点在EPON的MAC协议上，即最小程度地扩充以太MAC 协议；它在PON层上以Ethernet为载体，上行采用以突发的Ethernet包方式发送数据流。

EPON最核心部分是PON 光发送/接收模块，其实现方案是，在与APON 类似的结构和G.983 的基础上，设法保留APON 的物理层PON，而以Ethernet技术代替ATM 技术作为数据链路层协议，构成一个可以提供更大带宽、更低成本和更强业务能力的新的结合体EPON。

EPON 可提供上、下行对称的1.25Gbps线路传输速率（而10Gbps下行线路速率的系统，也正在研究中）。

虽然EPON 采用的Ethernet 封装，非常适用于承载IP 业务，但当时IEEE 制定802.3ah 的初衷是为了接入IP数据业务，并没有考虑TDM 业务接入对时钟同步、时延和抖动等方面的特殊要求，因此EPON 所采用的标准Ethernet 封装方式也给其带来了一个致命的缺点，那就是“难以承载话音或电路型数据专线等TDM 业务”，也很难满足电信级的QoS要求。

之后，虽然目前国内外均对TDM over Ether net技术进行了积极的研究，我国也制订了通信行业标准《接入网技术要求-基于Ethernet 的无源光网络(EPON)》，且多家EPON 厂商都对IEEE 标准进行了扩充，在EPON 承载TDM 业务和话音业务方面进行了技术创新，例如在提供数据业务的同时，采用预留带宽的方式来提供语音业务，而且多家EPON 厂商也设计出一些新的MAC 机制并增加新的软硬件，但要完全达到TDM 业务要求的严格的QoS更是面临相当大的困难，这给EPON 的应用带来了一定的限制。

接入网技术Chapter 5第5章 EPON技术目录/Contents Array5.1 EPON的系统结构5.2 EPON的工作原理5.3 EPON的关键技术5.4 EPON的网络应用本章教学说明∙ 重点介绍EPON系统结构的组成、各组成部分功能及无源光器件∙ 简要介绍EPON的工作原理和关键技术∙ 概括介绍EPON网络的应用本章内容∙ EPON的系统结构∙ EPON的工作原理∙ EPON的关键技术∙ EPON的网络应用本章重点、难点∙ EPON的系统构成和各部分的功能∙ 分光器的种类及应用∙ 光分配网的构成∙ EPON的工作原理∙ 逻辑链路标识∙ 多点控制协议∙ 测距技术∙ 动态带宽分配∙ EPON网络的应用本章目的和要求∙ 掌握EPON的系统构成∙ 理解分光器的种类及应用∙ 理解EPON的工作原理∙ 理解EPON的关键技术∙ 理解EPON的网络应用本章实做要求及教学情境∙ 考察OLT、ONU和分光器产品，认识产品型号、类别及应用场合∙ 考察光交接箱、分纤盒、信息插座、综合信息箱等无源光器件，认识器件实物和应用场合∙ 调查所在小区的接入方式，了解EPON的应用场景、应用模式及相应的网络构成本章学时数：10学时5.1 EPON的系统结构5.1.1 结构组成EPON技术采用点到多点的用户网络拓扑结构及无源光纤传输方式，在以太网上提供数据、语音和视频等全业务接入。

EPON系统由光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）、光配线网（Optical Distribution Network，ODN）和光网络单元（Optical Network Unit，ONU）组成，为单纤双向系统，系统结构如图5-1所示。

图5-1 EPON系统的结构光线路终端设备（OLT）是EPON系统局端处理设备，是系统核心组成部分。

通常OLT位于中心局内，有时也可以通过光纤拉远设置在靠近用户的位置。

光网络单元（ONU）是EPON系统中靠近用户侧的终端处理设备。