EPON技術(shù)分析

　　1、EPON技術(shù)簡(jiǎn)介

　　EPON技術(shù)由IEEE 802.3 EFM工作組進(jìn)行標準化。2004年6月，IEEE 802.3EFM工作組發(fā)布了EPON標準——IEEE 802.3ah(2005年并入IEEE 802.3-2005標準)。在該標準中將以太網(wǎng)和PON技術(shù)相結合，在無(wú)源光網(wǎng)絡(luò )體系架構的基礎上，定義了一種新的、應用于EPON系統的物理層(主要是光接口)規范和擴展的以太網(wǎng)數據鏈路層協(xié)議，以實(shí)現在點(diǎn)到多點(diǎn)的PON中以太網(wǎng)幀的TDM接入。此外，EPON還定義了一種運行、維護和管理(OAM)機制，以實(shí)現必要的運行管理和維護功能。EPON系統的協(xié)議參考模型如圖1所示。

　　圖1　EPON系統的協(xié)議參考模型

　　在物理層，IEEE 802.3-2005規定采用單纖波分復用技術(shù)(下行1490 nm，上行1310 nm)實(shí)現單纖雙向傳輸，同時(shí)定義了1000 BASE-PX-10 U/D和1000 BASE-PX-20 U/D兩種PON光接口，分別支持10 km和20 km的最大距離傳輸。在物理編碼子層，EPON系統繼承了吉比特以太網(wǎng)的原有標準，采用8B/10B線(xiàn)路編碼和標準的上下行對稱(chēng)1 Gbit/s數據速率(線(xiàn)路速率為1.25 Gbit/s)。

　　在數據鏈路層，多點(diǎn)MAC控制協(xié)議(MPCP)的功能是在一個(gè)點(diǎn)到多點(diǎn)的EPON系統中實(shí)現點(diǎn)到點(diǎn)的仿真，支持點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )中多個(gè)MAC客戶(hù)層實(shí)體，并支持對額外MAC的控制功能。圖1示意了EPON協(xié)議參考模型及多點(diǎn)MAC控制協(xié)議的位置。MPCP主要處理ONU的發(fā)現和注冊，多個(gè)ONU之間上行傳輸資源的分配、動(dòng)態(tài)帶寬分配，統計復用的ONU本地擁塞狀態(tài)的匯報等。

　　利用其下行廣播的傳輸方式，EPON定義了廣播LLID(LLID=0xFF)作為單拷貝廣播(SCB)信道，用于高效傳輸下行視頻廣播/組播業(yè)務(wù)。EPON還提供了一種可選的OAM功能，提供一種諸如遠端故障指示和遠端環(huán)回控制等管理鏈路的運行機制，用于管理、測試和診斷已激活OAM功能的鏈路。此外，IEEE 802.3-2005還定義了特定的機構擴展機制，以實(shí)現對OAM功能的擴展，并用于其他鏈路層或高層應用的遠程管理和控制。

　　相對于BPON和GPON，EPON協(xié)議簡(jiǎn)單，對光收發(fā)模塊技術(shù)指標要求低，因此系統成本較低。另外，它繼承了以太網(wǎng)的可擴展性強、對IP數據業(yè)務(wù)適配效率高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)支持高速I(mǎi)nternet接入、語(yǔ)音、IPTV、TDM專(zhuān)線(xiàn)甚至CATV等多種業(yè)務(wù)綜合接入，并具有很好的QoS保證和組播業(yè)務(wù)支持能力，是目前建設高質(zhì)量接入網(wǎng)的重要備選技術(shù)之一。

　　2、EPON技術(shù)現狀

　　自EFMA(Ethernet First Mile Alliance，第一公里以太網(wǎng)聯(lián)盟)在2004年6月發(fā)布EPON技術(shù)規范IEEE 802.3 ah以來(lái)，EPON技術(shù)得到快速發(fā)展，目前相關(guān)的芯片和設備均已基本成熟，并有較大規模的應用。在日本，NTT、KDDI、YahooBB等運營(yíng)商從2004年開(kāi)始部署EPON，采用FTTH、FTTB/C+VDSL/ADSL2+等多種組網(wǎng)方式，為用戶(hù)提供高帶寬互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務(wù)。目前，日本市場(chǎng)上已經(jīng)部署了超過(guò)500萬(wàn)線(xiàn)的EPON設備，而且每月新增的FTTH用戶(hù)數已經(jīng)超過(guò)了DSL用戶(hù)。在韓國，KT也在2005年左右開(kāi)始EPON的商用部署，并在2006年一次性采購了80萬(wàn)線(xiàn)EPON設備，估計目前韓國的EPON規模也已超過(guò) 100萬(wàn)線(xiàn)。國內運營(yíng)商非?？春肊PON的應用前景，紛紛開(kāi)展現場(chǎng)試驗，2006年，國內的EPON市場(chǎng)規模已達到10萬(wàn)線(xiàn)左右。

　　目前，EPON技術(shù)已經(jīng)成熟，主要體現在以下方面：經(jīng)過(guò)各標準化組織、設備和芯片制造商、運營(yíng)商的共同努力，EPON商用芯片和光模塊已經(jīng)成熟，在中國電信的主導下，已經(jīng)實(shí)現了EPON芯片級和系統級的互通測試;EPON產(chǎn)業(yè)鏈也在進(jìn)一步成熟，形成了良性的市場(chǎng)競爭格局，設備成本進(jìn)一步下降，已達到規模商用水平。

　　3、EPON技術(shù)的應用

　　綜合考慮EPON的技術(shù)特點(diǎn)、成熟度、投資成本、業(yè)務(wù)需求、市場(chǎng)競爭等多方面的因素，基于EPON的FTTx系統近期主要應用于以下場(chǎng)景。

　　3.1　公眾客戶(hù)綜合接入

　　對于公眾用戶(hù)來(lái)說(shuō)，可以采用FTTH和FTTB/C/Cab等應用模式。

　　●FTTH應用

　　ONU直接安裝在用戶(hù)家中，業(yè)務(wù)的接入可以采取兩種方案，如圖2所示。

　　圖2　公眾客戶(hù)FTTH應用模式

　　方案一：ONU提供FE、POTS、CATV等用戶(hù)接口(圖2中的家庭1、2)。

　　方案二：ONU提供FE接口，下掛家庭網(wǎng)關(guān)實(shí)現接入(圖2中的家庭3、4)。

　　●FTTN/B/C/Cab應用

　　ONU安裝在樓層/設備間的綜合機柜內，可以采取4種方案實(shí)現業(yè)務(wù)接入，如圖3所 示。

　　圖3　公眾客戶(hù)FTTN/B/C/Cab應用模式

　　方案一：ONU提供FE、POTS、CATV等用戶(hù)接口，可采用多用戶(hù)ONU或將多個(gè)單用戶(hù)ONU集中放置。

　　方案二：ONU下掛Mini-DSLAM，提供數據接入，可通過(guò)家庭網(wǎng)關(guān)實(shí)現綜合接入。

　　方案三：ONU下掛IAD、二層以太網(wǎng)交換機，通過(guò)IAD、二層交換機實(shí)現綜合業(yè)務(wù)接入。

　　方案四：ONU下掛小型AG，通過(guò)AG實(shí)現綜合業(yè)務(wù)接入。

　　3.2　大客戶(hù)、商業(yè)客戶(hù)綜合接入

　　對于商業(yè)用戶(hù)，可以根據業(yè)務(wù)需求和用戶(hù)規模的不同，采取不同的實(shí)施模式，如FTTO、FTTB或FTTC。根據實(shí)施模式、接入方式的不同，可以采取5種實(shí)施方案，如圖4所示。

　　圖4　大客戶(hù)、商業(yè)客戶(hù)應用模式

　　方案一：ONU提供FE、POTS等用戶(hù)接口，可采用FTTO模式。

　　方案二：ONU下掛Mini-DSLAM，提供數據接入，可采用FTTB/C模式。

　　方案三：ONU下掛PBX交換機或路由器等設備，提供專(zhuān)線(xiàn)接入，可采用FTTO模式。

　　方案四：ONU下掛IAD、二層以太網(wǎng)交換機，通過(guò)IAD、二層交換機實(shí)現綜合業(yè)務(wù)接入，可采用FTTO或FTTB/C模式。

　　方案五：ONU下掛小型AG，通過(guò)AG實(shí)現綜合業(yè)務(wù)接入，可采用FTTO/B/C模式。

　　3.3　“全球眼”等高帶寬接入

　　“全球眼”等對帶寬(特別是上行帶寬)要求比較高的應用可以采用EPON作為接入手段，具體組網(wǎng)方式如圖5所示。PON替代了原來(lái)模擬組網(wǎng)方案中的二/三層交換機，同時(shí)還節省大量的光纖收發(fā)器，并且不需要視頻光端機設備。

　　圖5　PON在視頻監控全數字方式中的應用

　　3.4　村村通接入

　　在光纖資源短缺的情況下，如村村通工程中，可采用多級分光且分光功率不等的光分路器方案，即在只有一芯或幾芯光纜資源的情況下采用功率不等光分路器逐點(diǎn)匯聚，如圖6所示。

　　圖6　PON在村村通接入中的應用