浅谈EPON的关键技术与建设优势

摘　要：文章对EPON的技术特点、关键技术与建设优势进行了论述，以供同仁参考。

关键词：EPON；技术特点；关键技术；建设优势
一、前言
　　 随着EPON 技术的成熟，EPON 作为目前已具备成熟应用条件的光接入技术手段，光纤接入作为下一代网络的重要技术之一，可有效提高接入层带宽，构建可持续发展的接入层网络，且在国内外许多大中城市中取得成功应用，为运营商接入层的网络建设和业务接入能力的提升奠定了坚实的基础，同时，也是树立运营商高品质通信服务业务品牌的一个良好契机。文章对EPON的技术特点、关键技术与建设优势进行了论述，以供同仁参考。
二、EPON技术特点
　　EPON技术主要采用单纤波分复用技术，下行利用 1490nm波长，采用 TDM 广播方式进行传输，上行利用 1310nm 波长，采用 TDMA方式进行传输。一套典型 EPON 系统主要由 OLT、ONU和 ODN等构成。OLT 位于中心局，提供 EPON 系统与服务提供商核心数据、视频和电话网络之间的接口。ONU 位于用户端，提供用户的数据、视频和电话网络与 EPON 之间的接口。可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构。ODN 主要由一个或数个光分路器（Splitter）来连接 OLT 和 ONU，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，提供面向无源光纤网络的光纤接口。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/SLA 的不同要求进行带宽分配，网络安全和管理配置。EPON 中的 ONU 采用了技术成熟而又经济的以太网络协议，在中带宽和高带宽的 ONU 中实现了成本低廉的以太网第二层或第三层交换功能。这种类型的 ONU 可以通过层叠来 为多个最终用户提供相当高的共享带宽。因为都使用以太网协议，在通信的过程中，就无需协议转换，而实现 ONU 对用户数据的透明传送。当然，对于光纤到家（FTTH）的接入方式，ONU可以不需要交换功能，从而能在极低的成本下为终端用户分配所需的带宽。EPON的技术特点主要表现在：
　　（1）EPON网络可以在同一个平台上提供数据、语音和视频应用，能综合现有的语音、数据和视频应用，并能兼容未来的数字电视、VoIP和VOD等业务，实现扩展性强的综合业务接入；
　　（2）由于无源光器件无需供电，无需建设专门的小区机房，加快建网速度，节省建网成本。无源光器件寿命长、可靠性高，也大大降低了长期的网络管理和维护的成本，EPON的无源和点到多点结构使得网络升级扩容更方便灵活；
　　（3）利用单纤组网，采用波分复用技术就可以完成上下行数据的传输，可大量节省光纤和中心局端所需的激光器数目，可以充分利用现有网络资源；
　　（4）EPON网络能够提供非常高的带宽，物理层编码方式采用SB/IOB码，能够提供上下行对称的1.25Gbit/s带宽，基本能适应现在及将来几年内用户对带宽的需求；
　　（5）使用以太网技术，帧格式与现有的以太网相兼容，无需传输协议转换即可承载IP业务，实现ONU对用户数据的透明传送，大大简化了系统结构；
　　（6）EPON提供了全新的OAM网络管理机制，在中心局可以实现对网络末端设备的统一管理，提高维护效率，降低运营成本。同时可以对每个用户的带宽实现集中分配，提供差异化服务。
三、EPON的关键技术
　　EPON 系统的设计主要在以太网模型的物理层和 MAC 层，其关键技术都在 MAC 控制层上完成，即一般而言的 PON 传输层。传输汇聚层负责OLT和多个ONU之间在下行方向和上行方向以太网信元的正确传输，保证OLT和ONU的发送和接收机调准在正确的光功率电平上；并控制每个ONU的上行传输，避免上行以太网信元的碰撞。其包含如下几个主要关键技术：
　　（1）测距： EPON为点对多点拓扑结构，采用TDMA技术实现信息传送。 各个 ONU 与 OLT 之间的逻辑距离是不相等的。OLT 需要有一套测距功能来测试每一个 ONU 与 OLT 之间的逻辑距离，并据此来指挥 ONU 调整其信号发送延时，使不同距离的 ONU 所发送的信号能在 OLT 处准确地复用在一起。目前采用比较成熟的数字计时技术的带内开窗测距法被大部分设备制造商所采纳。
　　（2）带宽分配：上行方向信道中的传输是采用时分复用接入方式来共享光纤的，各个ONU收集来自用户的信息并以1.25Gbit/s以上的高速向OLT发送数据，不同的ONU发送的数据占用不同的时隙。随着各种宽带业务的发展，用户对带宽的需求肯定越来越大，如何根据不同用户的业务类型与业务特点合理分配信道带宽，使网络提供者以一套最有效的手段利用网络资源，是决定 EPON 系统性能的关键技术之一。
　　（3）时钟提取：对于系统的高速率，快速同步是必须解决的核心问题。而其中 ONU 和 OLT 以及上下行比特码的时钟一致是其中的关键，目前一般都采用 PLL（锁相环）从下行信号中提取时钟，利用帧同步字检测方式实现帧同步。
　　（4）搅动：由于 EPON 固有的组播特性，为了保证信息有起码的保密性，系统必须采用所谓搅动的保护措施。该措施介于传输系统扰码和高层编码之间，这种搅动功能实施 信息扰码并能为信息保密提供低水平的保护。
　　（5）同步接收：EPON 是一个网同步系统，需要实现OLT与ONU之间的快速同步。各个ONU与OLT都需要有一个同步接收的问题，否则一旦发生bit错位或者相位突变，数据接收错误不但影响到数据严重丢失，不断重传，还有可能导致网络拥塞和网络瘫痪。
四、EPON的建设优势
　　（1）由于EPON系统的ODN部分没有电子部件，无需电源供应，因此容易铺设，建设成本低。EPON系统对局端资源占用很少，提供IP 、TDM和xDSL综合接入能力，扩容方便容易，投资回报率高。同时大多数EPON系统都是一个多业务平台，对于向全IP网络过渡是一个很好的选择。
　　（2）EPON作为一种点到多点网络，以一种扇出的结构既节省光纤的资源，同时这种共享带宽的网络结构能够提供灵活的带宽分配。
　　（3）EPON 可以通过在 OLT 与 ONU 之间的单元开销，通过DiffServ来实现和保证不同用户的 QoS。
　　（4）大量节省光缆资源。EPON技术的特点就是利用单纤和分光器组网，所以和其他PON 技术一样，EPON可以大量节省光纤资源。
　　（5）快速开通业务。EPON 网络的施工容易，尤其是在已有网络基础上增加新
ONU的光缆施工，只需从分光器处引出光缆到用户处即可，不像传统做法那样，中断业务、截断光缆、重新熔接。
　　 （6）节省投资、减少机房建设。在用户集中区，可以通过分光器汇聚用户，在局端共享一套设备。分光器属于无源器件，不用供电、保温、防雷击，所以可以灵活放置；不用建设专门机房，便于施工建设和协调。尤其适用于网吧、话吧和写字楼等用户密集区。
　　（7）EPON目前可以提供上下行对称的 1.25Gbit/s 的带宽，高带宽，共享千兆端口，可用较低的成本实现千兆到小区、写字楼。
　　（8）ONU上可以实现基于端口的隔离和限速，保证用户网络安全，实现差异化服务，便于开拓市场。
　　（9）可以实现到网络末梢设备的统一网管，便于维护，降低维护成本，提高维护效率。常用的末端接入设备如，PDH、光纤收发器在实现统一网管监控方面很困难，成本高，且往往只监不控，维护效率和成本较高。
五、结语
　　总之，随着国内电信产业改革的继续推进，各大运营商面临越来越严峻的竞争形势。在接入网领域，各运营商只有选择质优价廉的接入方式才能充分保证运营的利益，满足不断变化的市场需求。EPON 系统是面向未来的崭新接入技术，它能够以相对低廉的成本提供可靠、高速、多业务、可管理的接入服务，对于接入用户和运营商都是价值的充分体现和保证。 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/jsjlw/jsjwl/238633.html