10G EPON解决方案
一、概述
10G EPON（Ethernet Passive Optical Network）是一种基于以太网技术的被动光纤接入网络方案，能够提供高速、高带宽的数据传输服务。本文将详细介绍10G
EPON解决方案的技术原理、网络架构、设备要求以及应用场景。
二、技术原理
10G EPON采用了一种称为WDM-PON（Wavelength Division Multiplexing
Passive Optical Network）的技术，通过利用不同波长的光信号在同一根光纤上进行传输，实现了上行和下行数据的分离。具体来说，上行数据使用一种波长进行传输，而下行数据则使用另一种波长进行传输，从而实现了双向数据传输。
三、网络架构
10G EPON网络由三个主要组成部分构成：OLT（Optical Line Terminal）、ONU（Optical Network Unit）和光纤传输介质。OLT作为网络的核心设备，负责管理和控制整个网络，同时也是上行和下行数据的转发点。ONU则是终端用户接入网络的设备，负责将光纤信号转换为电信号，并将数据传输给终端设备。光纤传输介质则承载着光信号的传输，保证了数据的高速和稳定性。
四、设备要求
1. OLT设备要求：
- 支持10G EPON技术标准；
- 具备高性能的转发能力，能够满足大规模用户接入的需求；
- 具备丰富的接口类型，包括光纤接口、以太网接口等； - 具备完善的管理和控制功能，支持远程配置和故障排除。
2. ONU设备要求：
- 支持10G EPON技术标准；
- 具备高灵敏度的光接收能力，能够适应不同光纤传输距离的需求；
- 具备多种接口类型，包括以太网接口、电话接口等，以满足不同终端设备的接入需求；
- 具备低功耗和小型化的特点，方便安装和维护。
3. 光纤传输介质要求：
EPON技术在开滦家庭宽带网络中的应用曹庆钰（开滦信息与控制中心 河北 唐山 063000）摘 要： 叙述基于Ethernet的无源光网络，总结目前的FTTx技术，简要叙述EPON的工作原理和技术优势。针对开滦集团家庭宽带目前存在的问题，提出将EPON应用于小区的方案，FTTB+DSL方式是比较合理的选择，这种接入方式的建设成本与ADSL方式成本基本相同，但系统效率得到明显提高，可以实现逐渐替代ADSL的接入方式。关键词： 小区改造；EPON；FTTB+DSL；家庭宽带应用中图分类号：P2 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1110128-020 前言开滦通信网络，是为开滦集团办公和职工家庭提供信息服务的煤炭专用通信网络。近年来，互联网的应用越来越广泛，网上的信息越来越丰富，更多的人开始使用互联网，使得对互联网的要求也越来越高。此次改造的凤东小区有15栋住宅楼，用户相对集中，原来采用大对数主干通信电缆实现电话及宽带的应用，由于主干电缆使用时间较长，老化现象严重，加之在几次市政工程中电缆受到影响多次进行改接，中间接头较多，OLT是EPON的核心部分，其主要完成以下功能：以广播方目前的坏线率在10%以上，影响各项业务的开展，重新布放电式向ONU发送以太网数据包；发起并控制测距过程，并记录测缆成本较高，也不符合目前光进铜退的趋势，而且现有用户对距信息；发起并控制ONU功率控制；为ONU分配带宽支持EPON系于宽带数据业务的需求增长很快，更多的用户开始体验和使用统的统一网管。这些宽带的新业务：大型3D网游、在线视频播放、视频聊天互1.2 ONU（Optical Network Unit）动和IPTV等，这些新业务的迅猛发展，使用户对带宽的需求由ONU的作用是为接入网提供用户侧的接口，它可以接入多原来的一兆上升为四兆，甚至十兆、二十兆。但是目前的宽带种用户终端，同时具有光电转换功能以及相应的维护和监控功技术已经无法满足这种互联网新业务对的带宽需求，在这种条能。ONU的网路终端是光接口，而其用户端是电接口。ONU通常件下，EPON技术以其技术成熟、结构简单、成本低廉而在城域放在距离用户较近的地方，其位置具有很大的灵活性。/接入网中大量应用，为重新设计开滦家庭宽带网络提供了新ONU的主要作用是：选择接收OLT发送的广播数据；响应的技术支持。OLT发出的测距及功率控制命令，并根据命令做出调整；提供本文对开滦凤东小区家庭宽带网的现状、业务需求进行了多种业务接口，对用户的以太网数据进行缓存，并在OLT配备分析，并分析了凤东小区宽带网目前存在的问题。结合EPON技的发送窗口中向上行方向发送。术的理念和方法，提出了新的优化改造方案和解决办法。1.3 POS（Passive Optical Splitter）1 EPON技术的基本原理EPON技术是几种最佳的技术和网络结构的结合，它采用点到多点的结构、无源光纤传输方式，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。EPON在保留传统以太网体系结构的基础上定义了新的应用于EPON系统的物理层（主要是光接口）规范、MAC多点控制协议（MPCP）以及运营维护和管理（OAM）机制，以实现在点到多点无源光网络中的以太网帧的时分多址接入。它同时具备了以太网和PON的优点，已经成为光接入网领域中的热门技术。一套典型的EPON系统由OLT、ONU、POS组成。各个网络单元功能如下：1.1 OLT（Optical Line Terminal）在一个EPON系统中，OLT既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台，它提供物理的光纤接口。它是EPON系统的核心部件，OLT根据IEEE802.3协议将数据以可变长度的数据包广播给所有的ONU，每一个数据包携带一个有传输目的地址标识的信头，标识指定该数据包是发给ONU-1、ONU-2还是ONU-3的，也可标识为广播信息包发给所有ONU或发给特定的ONU组。当数据到达时，ONU通过标识地址配对，接受并识别发给它的信息包，丢弃发给其他ONU的信息包。例如，ONU-1、ONU-2、ONU-3都接收信息包2，但只有ONU-2将信息包2传输给USER-2。如下图所示。POS叫做无源光纤分路器，是在OLT和ONU中间的无源连接设备。它的作用是集中和分发上、下行数据。无源分路器的分配非常灵活。一般无源光纤分路器的分线率为8、16、32或64，并可以进行多级连接。2 应用分析EPON的接入方式目前有FTTH、FTTB+LAN、FTTB+DSL、FTTO、FTTC等模式，经过比较分析FTTB+DSL方式比较适合凤东小区的现状，FTTH方式投资过高，FTTB+LAN方式需重新布放网线，因为小区楼内所有用户的电话线刚刚进行过更换，所以采用FTTB+DSL方式最为实际。此次改造采用中兴的EPON设备，OLT设备为ZXA10 C220一台：提供4个远程EPON口，2电2光上联IP口；ZXECS IBX1000一台，提供PSTN1000线的接入，该设备放置在信控中心通信机房，由通信机房布放12芯光缆至凤东小区原电缆交接箱位置，在原交接箱位置旁安装室外机柜，将ONU设备放入机柜中，ONU设备采用中兴的9806H，9806H是一款提供ADSL或VDSL用户线路的调制解调、多种宽带业务综合接入功能的一体化设备。可以满配4块用户板，可最多支持96路ADSL2/2+POTS用户。适合ONU节点、宅区、企业等小容量接入的应用。整体设备的供电由凤东15楼接220V市电至室外机柜，在机柜中安装ZXD800通信电源一台及电池组，提供不间断供电，满
信息技术
—LUIU—NU．Z．’ChinaNewTechnologiesandProduel。嗣囡团圈涩阉■嵋L卫■‘■■i■饵■ⅢEPON技术原理和应用分析张晓凤(中国电信淮安分公司。江苏淮安223001)摘要：本文阐述基于以太网技术的无源光网络EPON接入技术原理，技术组成单元和工作原理，以及基于以太网技术的无源光网络的组网应用场景和注意事项，供大家参考。关健词：宽带；EPON；光网络单元；分光器l前青我阔宽带接入网发展十分迅速．高带宽、全业务足未来接入嘲的发展趋势。改造以及多业务转型，要求接人设备具有基于统一网络承载多业务的能力，并满足不断增长的带宽需求。DSI。技术由于带宽和接人距离限制．已逐渐无法满足需求。PON(无源光网络)觉带技术j0有高带宽、广覆盖、单纤接入、接口丰富以及综合业务接入能力。PON系统的引入，不但可以大大提升商业用户接人速度以及综合业务能力。并且能够提供足够的业务质量保证。对r家庭用户而占，除了_速度的提升．一根光纤可以提供包括语音、视频和数据业务的需求。同时由f光纤本身的高度稳定性，有效降低运行维护成本。ION技术以其天然具有的高带宽、全业务接入能力成为发展FrITx的主流技术。随着IP技术的不断完善，大多数运营商已经将IP技术作为数据蚓络的主要承载技术．由此衍生出大量以以太|蜘技术为檗础的接入技术。把简单经济的以太网技术与PON的传输结构结合起来的EthemetOverPON概念．引起网络运营商的广泛霞视。EPON技术于2003年由IEEE完成标准化工作。它以下．兆以太网技术为基础，通过MAC层之上的点到多点控制协议PCP)来实现PON的点列多点传输方式，协议实现简单。但OAM作管理维护)能力稍弱。EPON技术是目前比较成熟、可规模应J{{的PON技术，商片j芯片和设备均较多，产品成熟度较高，成本不断下降。已基奉解决接入IP业务时不同厂商OLT和ONU之I瑚的互通问题，是现阶段PON应用的主流技术。2EPON技术组成单元和工作原理2l组成单元光信号通过分光器把光纤线路终端(0∽一根光纤下行的信号分成多路给每—个光网络单元(0NU)，每个ONU上行的信号通过光耦合器合成在一根光纤里给OLT。因而EPON中包括无源网络设备和有源网络设各。无源网络设备包括单模光缆、无源分光导黟耦合器、适配器、连接器和熔接火等。它一般放置f：局外，称为局外设备。无源M络设备十分简单、稳定町靠、寿命长、易丁维护、价格极低。有源网络设备包括中心局机架设备(oLl)、光M络单元(oNL『)和设备管理系统mM固。中心崩}儿架上捅装光纤线路终端、网络界面模块(N…)以及交换模块任a】Ⅵ】，闪此以l二3种没备也统称为中心局机架设备。中心局机架设备提供E1)ON系统‘0服务提供商核心的数据、视频和话行网络的接口。它也通过设备管理系统1J服务提供商的核心运行叫络／dlJ生接。光刚络单元(ONU)给)llJ1提供数据、视频和电话嘲络与PON之间的接门。ONU最初的竹，川足接收光路信呼，转换成j}j户所需的格式(以太嗍、IP广播、电诉、TⅢI等)，EP()N独一无Y一．的特征是：ONU叶1除r终结和转换光信号外．还提供层二、层i交换功能，它允许在ONU巾内臀余、lk级路南器。EPON同样也适合Hl第弓个波长传送模拟有线电视(CA，r。Ⅵ信号或者lP视频。2．2E作原理EPON由光纤线路终端、光分配网络(0DN)和光网络单元组成，采J}l的是树形拓扑结构。使用上行1310nm—ll下行1490Rill波长传送数据和语音，CA'IV业务则使用1550nm波长承载。OLT放置在电D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l：16'1：324：64方式连接。EPON网络采用一点至多点的拓扑结构，取代点到点结构，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矗ONET宽带接入系统中的巾继器、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。此外EPON利用以太网技术，采用标准以太帧，无须任何转换就口J以承载目前的主流业务——IP业务。在EPON中，从OLTU多个ONU下行传输数据的过程采厢数据广播方式发送。数据以变长信息包的形式从OLT下行广播到多个ONU。依据IEEE8023协议，信息包最长为1518字节。每个信息包带有—个EPON包头，惟一标识该信息包是发给ONU—l、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)oEPON上行数据传输采Itl,寸分复用技术，每个ONU上行数据分配—个专用时隙．使得在数据汇合到公共光纤的时候，从ONU来的信息包不会瓦相_f二扰。例如．ONU—l信息包在第一—个时间间隙传输，ONU-2信息包在第二个非重叠的时间间隙传输，而ONU-3信息包在第三个非重叠的时f．H】I’日】隙传输。3EPON应用3．1现有网络分析3．1Il现有业务需求。近年来随着社会的发展，人们对于通信业务的需求不断增长，除了传统的话音、TDM々线等窄带业务外，对于宽带数据业务的需求迅速增长，更多用户开始关注基于宽带的新业务如3D网络游戏、远程教育、视频会议、可视电话、视频点播和IPTV等，人们对带宽的需求由原来的几兆变为十几兆甚至几十兆。各类业务的带宽需求如表l所示。3．12传统技术下．段。LAN和DSL是目前中国宽惜的两种主要接人方式。@F2P+I．AN，，通过部署在楼道的LAN交换机为j村户提供话裔．和宽带数据业务，园Ⅸ交换机对多个I,AN交换t／L>lk务礼：聚后．通过点对点(P2f】)光纤直连方式与礼：聚交换机连接典型应用情况下，交换秽LN]H户铜缆接人肼i离一般在100m以内．②l’2P+DSI。通过红集lfI机J努或者在交接箱附近部署支持I)SI．和AG功能的接入设备。为HJ，、提供话爵和宽带数据业务．接人设备通过点对点光纤直连方式‘j}I：聚交换机连接。P2P点列用，1家的平均铜缆接入距离一般在2km以内。3．13光进铜退当前基于铜线接入的xDSL应用规模占宽带接入总规模的80％以上，随着宽带增值类业务日益增多，传统的LAN技术已难以灵活地提供和保证用户的带宽，DSL的厨i离也限制挡住了大量的客户．宽带接入网已无法满足业务开展要求，宽带接入网络的优化和改造势在必行。从运营商制定的F1rrx未来发展策略来看，“大力推进光进铜退，实施接入网光纤化战略．新建区域实现光纤到楼、光纤到村．加强城市已有区域铜退光进改造”的目标已经非常清晰。综合考虑节约维护成本、节省主干光纤资源、接人设备集中管理等闪素．以EPON技术为代表的光纤接入网络，具有高带宽、抗干扰、易拓展、接入距离长等特点，是现阶段实现宽带提速的最佳技术方案。3．2EPON组网应用EPON的网络应用模式主要有以下几种。①nTrH即光纤到户方式，通过部署在用户家庭的内置IAD功能的EPONONU为单个用户同时提供语音、视频和数据业务，局端OLT实现对多个ONU业务的汇聚。适用于用户居住比较分散的区域．如别墅区，用广1对带宽的要求较高，且开发商有积极性参与网络建设。②nTB：∞N卜LAN(ONU集成LAN交换机)通过在楼道部署支持多个LAN和lAD端口的PONONU为多个用户提供语音、视频和数据业务，局端OLT实现对多个远端ONU业务的汇聚。典型应用情况下。ONU到用户铜缆接入距离一般在lOOm以内。③n’rB：(1)oN)+DSI_(ONU集成DSLAM)通过在集中机房、小区楼道或者交接箱附近部署支持DSL的PONONU为多个用户提供语音和宽带数据业务，局端0LT实现对多个远端ONU业务的汇聚。典型应用情况下。ONU到用户铜缆接入距离一般在lKM以内。考虑国内基下铜线接人的DSL网络已经非常普及．运营商的铜缆资源也铺没得非常到位．摒奔铜线接入全部改造为光纤接入是不现实的，需综合考虑宽带提速和现M资源利用、建网成本和投资【111报等W素实施现嘲的网络优化。I)SI，与EPON两种技术各有优势．融合组网更能发挥所长。4结束语EPON技术11前还处在研究讨论阶段。还有一些n，J题，fr待解决．包括l：fffJf道复用技术、测脚i和时延补偿技术、光器件和突发信号快速『Ij】步等力‘【斫此外．下行f，i道’戈会性、如何实现QoS等也足影响E-PON』越川Iji『景的问题．但由于EPONH．4{JII他接人技术尢法比拟的优势。可以预见在不久的将来．它将很叮能成为IEEE8023肌i义中的义艰要成员。参考文献【l】叶红霞．MIB在卜P()N系统中的开发及应用《华中科技大学》2004．10．01中因新技术新产品一23
epon的工作原理
Epon（Ethernet Passive Optical Network）是一种基于光纤传输的以太网被动光纤网络，其工作原理如下：
1. OLT（Optical Line Terminal）：OLT是Epon中的上级设备，负责管理整个光网络。它将发送的数据分配给光纤链路中的各个ONU（Optical Network Unit）。
2. ONU（Optical Network Unit）：ONU是Epon中的末端设备，相当于用户侧的网络终端。它连接到光纤链路，并接收OLT发送过来的数据。
3. 光纤链路：光纤传输是Epon的核心。光纤链路将光信号从OLT传输到ONU，同时将ONU发送过来的数据反向传输到OLT。
4. 光分复用：Epon使用TDMA（Time Division Multiple
Access）技术进行光信号传输的分复用。在一个光纤链路中，可以同时传输多个ONU的数据，通过时间分割的方式，每个ONU在不同的时间片发送和接收数据，实现多路访问。
5. 光功率平衡：Epon中的光信号在传输过程中，会遇到衰减和光衰等影响。因此，需要调整信号的光功率，使其在整个链路上保持平衡和稳定。
6. 帧格式：Epon中的数据传输采用以太网帧格式，和传统以太网一样，使用MAC（Media Access Control）地址进行数据的发送和接收。
7. 安全性：Epon可以采用各种加密和安全措施，保护数据的安全性，防止数据被非法窃取或篡改。
通过以上工作原理，Epon可以实现高带宽、长距离传输和多路访问的特性，广泛应用于光纤接入网络、宽带接入等领域。
