EPON技术及组网应用研究.docx

细心整理EPON技术及组网应用探究 2008年8月12日 09:45    通信世界网    评论( 0)     作 者：唐建军     随着电信市场竞争的日益猛烈，现有的以铜缆为传输媒质、基于不对称数字用户线(ADSL)技术为根底的宽带接入建立模式将不能适应将来开展高清视频、平安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实力，增加运营商的核心竞争实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紧要、价格上涨较快、建立本钱不断增加的状况但在满足目前高速率带宽业务接入需求的同时，由于EPON网络的点对多点技术特点及三重业务(VoIP、高速上网、IPTV)的开展，给EPON网络的组网和规划工作带来了许多新的挑战    EPON将以太网技术和无源光网络(PON)技术结合起来，其目标是用最简洁的方式实现一个点到多点拓扑构造的千兆以太网光纤接入网络EPON属于IEEE以太网标准范畴，对于向全IP网络过渡是一个很好的选择EPON降低了初始本钱和运行本钱，可以大量接受以太网技术成熟的芯片，实现简洁，相对本钱低，维护简洁，简洁扩展和易于升级。

    1基于以太网技术的无源光网络应用现状    EPON在日本、韩国等东亚地区已经大规模应用随着EPON互连互通测试顺当完成，在中国，EPON即将如火如荼地大规模应用尤其是2008年，将是EPON网络应用开展最为关键的一年    2007年8月，中国电信完成了对4万线EPON设备的集中选购 和《中国电信EPON设备技术要求V2.0》等相关企业标准的制订工作预料中国电信2008年光纤宽带(FTTx)的建立需求会在200万线左右4万线EPON设备的集采不仅激励了中国电信各省公司的EPON网络建立，还影响了中国其他运营商的决策紧跟着中国电信的步伐，中国网通于2008年初也起先了首轮EPON设备招标中国网通EPON招标主要包括约3 600套光线路终端(OLT)和89 000线光网络单元(ONU)，其中光缆终端设备集采大大超出原准备的2 000个[1-2]    随着EPON技术的成熟和试点应用，EPON必将大规模应用于电信运营城市和农村的宽带接入和VoIP中，有效节约建立投资本钱和运营本钱    2基于以太网技术的无源光网络技术    2.1组成单元    PON致力于解决电信运营商中心局端、前端，或者以点到点(POP)方式到商务或家庭节点的通信，构造最终一公里的通信构造。

    EPON的组成单元如图1所示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给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特殊简洁、稳定牢靠、寿命长、易于维护、价格极低    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    中心局机架设备供应EPON系统和效劳供应商核心的数据、视频和话音网络的接口它也通过设备管理系统和效劳供应商的核心运行网络相连接    光网络单元(ONU)给用户供应数据、视频和网络和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播送、、T1/E1等)EPON独一无二的特征是：ONU中除了终结和转换光信号外，还供应层二、层三交换功能，它允许在ONU中内置企业级路由器。

EPON同样也适合用第三个波长传送模拟有线电视(CATV)信号或者IP视频    2.2工作原理    EPON由光纤线路终端、光支配网络(ODN)和光网络单元组成，接受的是树形拓扑构造运用上行1 310 nm和下行1 490 nm波长传送数据和语音，CATV业务那么运用1 550 nm波长承载OLT放置在中心局端，支配和限制信道的连接，并有实时监控、管理及维护功能ONU放置在用户侧，OLT和ONU间通过无源的光支配网络遵照1:16/1:32/1:64方式连接，系统参考配置如图2所示[3-4]    EPON网络接受一点至多点的拓扑构造，取代点到点构造，大大节约了光纤的用量和管理本钱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，削减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，接受标准以太帧，无须任何转换就可以承载目前的主流业务——IP业务因此EPON特殊简洁、高效、建立费用低、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接受数据播送方式发送数据以变长信息包的形式从OLT下行播送到多个ONU。

依据IEEE 802.3协议，信息包最长为1 518字节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也可标识为播送信息包发给全部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，承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接收信息包1、信息包2和信息包3，但只将信息包1传输给最终用户1EPON上行数据传输接受时分复用技术，每个ONU上行数据支配一个专用时隙，使得在数据集合到公共光纤的时候，从ONU来的信息包不会相互干扰例如，ONU-1信息包在第一个时间间隙传输，ONU-2信息包在其次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间间隙传输    2.3技术进展和标准化状况    EPON是IEEE组织推出并持续致力探究的技术EPON基于吉比特以太网的无源光网络技术，继承了以太网的低本钱和易用性以及光网络的高带宽EPON是当前实现光接入网众多技术中性价比相对较高的一种2004年IEEE正式发布了EPON国际标准IEEE 802.3ah，该标准规定了EPON的物理层、多点限制协议(MPCP)、运行管理维护(OAM)等相关内容。

目前，EPON的产业联盟已经吸引了众多厂商的踊跃参和，从核心芯片、光模块到系统，EPON的产业链已经日趋成熟中国技术人员踊跃制订适合中国开展需求的EPON系列相关行业标准目前，已经发布的标准有：YD/T 1475-2006接入网技术要求——基于以太网方式的无源光网络(EPON)，2006年6月发布；YD/T 1531-2006接入网设备测试方法——基于以太网方式的无源光网络，2006年12月发布    在由EPON系统芯片的领导供应商Teknovus和工业和信息化部(原信息产业部)电信传输探究所共同主办的《10G及2.5G EPON新技术研讨会》上，IEEE 10G EPON工作组主席Glen Kramer同时作为Teknovus公司首席科学家，宣布IEEE将在2008年根本完成10G EPON标准的制订，之后，再经过内部有关的审核批准，预料会在2009年年中正式发布，并宣布Teknovus的10G EPON系统将在2008年推出[5-6]    3基于以太网技术的无源光网络的组网应用    3.1光线路终端布放原那么    光线路终端布放位置一般有以3种方式：    (1)OLT放置于中心机房(CO，即交换机房、数据机房等现有机房)，其特点为覆盖范围大，便于操作和 管理，适于早期用户比拟少或集中管理的场景。

    (2)远端中心机房，其特点为覆盖范围适中，便于操作和管理，同时兼顾容量和资源    (3)户外机房或小区机房，其特点为节约光纤，但管理和维护困难，覆盖范围比拟小，须要解决供电问题，一般不建议接受这种方式    OLT位置的选择，主要取决于实际的应用场景，一般建议将OLT放置于中心机房，便于维护和管理，节约运维本钱，同时便于资源共享，节约资源    3.2分光器布放方式    分光器可接受一级或多级分光，分光方式一般接受等功率方式，也可接受不等功率的方式，主要取决于地形和潜在用户分布等因素的影响    (1)一级分光适用于密型布局分光器接受一级分光时PON端口一次利用率高，易于维护，其典型应用于需求密集的城镇，如大型住宅区或商业区    (2)二级分光，适用于稀疏型布局分光器接受二级分光时，故障点增加，维护本钱高，熔接点/接头增加，分布较灵敏典型应用于需求分散的城镇，如小型住宅区或中小城市    (3)多级分光，适用于稀疏型布局分光器接受多级分光时，同样故障点增加，维护本钱很高，熔接点/接头增加，分布特殊灵敏，其典型应用于成带状分布的农村或商业街    对于城市住宅小区等环境的应用，由于业务分布比拟匀整，一般接受等功率分光。

对于农村、矿区、沿海或河床的养殖基地、商业街等特殊环境的应用，由于业务分布极不匀整，可接受不等功率分光    3.3分光器布放原那么    分光器放置于中心机房，便于管理和维护，但由于光纤量比拟大，网络弹性缺乏，实施费用比拟高，没有充分发挥PON网络的优势    分光器放置于远端中心机房，集中分光，便于安装；网络构造比拟简洁；用户密度比拟高时，总的建立费用较低    分光器放置于地下室，节约光缆，充分发挥了EPON的优势，建立费用很低，但管理和维护工作量较大    3.4光网络单元布放原那么    依据ONU布放的位置，可将EPON分为以下几种场景：光纤到户(FTTH)、光纤到大楼(FTTB)、光纤到节点(FTTN)等    (1)FTTH方式    FTTH即光纤到户方式适用于用户居住比拟分散且用户对带宽的要求较高的区域，如别墅区，而且开发商有踊跃性参和网络建立此时组网方式一般接受从局端的OLT引出光缆到别墅区，在别墅区内一个相对中心位置放置分光器，然后通过小芯数管道光缆或新型的小芯数直埋光缆连至用户家中的ONU，可以依据用户需求在用户家中连接交换机或集线器(HUB)供多个设备连接    (2)FTTB方式    FTTB方式适用于在单栋商务楼用户相对数量不多、带宽要求不高的场景。

一般的组网方式为从局端OLT引出光缆到商务楼旁边的光缆交接箱，在光缆交接箱中放置分光器，从交接箱引光缆至大楼ONU放置在大楼交接间，通过交换机为楼内用户供应宽带上网业务在这种状况下，建立时须要依据用户带宽需求及数量选择合理的分路比    (3)FTTN方式    FTTN方式FTTN那么是带宽和投资的折衷，FTTN在满足用户带宽须要的前提下，接受最新的数字用户线(DSL)技术，尽量运用长的双绞线，以提高ADSL接入复用器(DSLAM)节点的用户容量，从而削减节点数量，削减投资和维护本钱    3.5组网选择    利用EPON技术是实现光纤到驻地(FTTP)的有效网络解决方案，依据目前各运营商对于信息化的需求来看，大致可分为住宅小区、工业区、商业街区和遥远地区、特殊应用几种接入方式，下面将逐一进展分析    (1)住宅小区    对于新建住宅小区，宜接受FTTH或FTTB，ONU可设置在用户端或楼道，分光器设置于楼道或小区机房或地下室对于老住宅小区，一般存在DSL或楼道交换机，宜接受FTTB或FTTN+DSL或局域网(LAN)的方式，可利用原有DSL或LAN的线路和设备，节约投资分光器设置于小区机房或地下室。

不管是新建小区还是老小区，OLT宜放置于中心机房，分光方式宜接受等功率分光方式。