格林威尔科技发展有限公司 邓 羽
摘 要： 无源光网络的目的是通过建立一套成本低廉，且其带宽容量又是其他接入技术无法企及的端到端的解决方案，从而打破带宽的瓶颈。基于以太网的无源光网络EPON是一个点到多点的光接入网，采用低成本，高性能的以太网芯片为终端用户提供可靠的数据，话音以及视频业务，其所能提供的带宽远大于现有接入技术。本文主要介绍EPON技术的演化和分类、发展现状、网络结构、层次模型、关键技术和应用等几个方面。
PON的演化与分类
业界多年来一直认为，PON是接入网未来的方向，它在解决宽频接入问题上普遍被看好，无论在设备或维运网管方面，它的成本相对便宜，提供的频宽足以应付未来的各种宽频业务需求。PON自从在20世纪80年代被采用至今为止已经历经几个发展阶段，电信运营商和设备制造商开发了多种协议和技术以便使PON解决方案能更好的满足接入网市场要求。最初PON标准是基于ATM 的，并由ITU/FSAN定义了相应G.983建议，即APON。目前则有两个颇为引人注目的新的PON标准正在制定中，其中一个是由ITU/FSAN负责制定的用来替换APON标准的Gigabit PON（GPON）标准，另一个是由IEEE 802.3ah工作组负责制定的Ethernet PON（EPON）标准。
APON是由FSAN/ITU定义的，以ATM协议为载体，下行以155.52Mb/s或622.08Mb/s的速率发送连续的ATM信元，同时将物理层OAM信元插入数据流中。上行以突发的ATM的信元方式发送数据流，并在每个53字节长的ATM信元头增加3字节的物理层开销，用以支持突发发射和接收。APON提供非常丰富和完备的OAM，包括比特误码率的监视，告警和检测，自动发现和自动测距，并采用搅动策略作为实现下行数据加密的安全机制。下图为APON系统中传输协议的转换。
IEEE1998年发布完千兆以太网标准后，于2000年12月，IEEE802.3成立了第１英里以太网－EFM特别工作组，致力于研究如何支持三种接入网拓扑以及相应的物理层：铜线上以太网（EoVDSL），在750m上传送10Mbit/s；点到点光纤上的以太网，在最长10km上传送1000Mbit/s；点到多点光纤上的以太网（EPON），在最长10km上传送1000Mbit/s。此外，该工作组还将定义以太网的运行、管理、维护（OAM），使它具有远端故障显示、远端环回和链路监测等功能。
世界上有几个主要组织负责开发PON的相关标准，前面提到的EFMA/IEEE和FSAN/ITU-T就是其中的主要两个组织。
1、FSAN/ITU-T
在二十世纪八十年代，世界上许多大的运营商将光接入网引到他们的网络中。可是其中的大部分停留在试验局阶段，主要原因是其高昂的费用以及当时少的可怜的业务需求。随着Internet的迅速普及，到了90年代大量的对带宽的需求又使宽带接入重新成为主流。在1995年，7个主要的电信业务提供商发起并建立Full Service Access Networks(FSAN)全业务接入网组织，以加速光接入网的商用化。
随后一些主要的设备制造商也加入到该组织中，包括： Alcatel, Agere, Broadlight, EriCSSon, FlexLight Networks, Fujitsu, Hitachi (OpNext), Iamba, Infineon, Lucent, Marconi, Mitsubishi (Paceon), NEC (NEC eLuminant), OKI (OKI Network Technologies), Optical Solutions, Quantum Bridge, SAT, Terawave, and Zonu等。FSAN收集整理关于BPON, APON and GPON的需求，并这些文档作为建议反馈给ITU-T，第15研究组。其中关于APON的G.983系列建议已经被ITU-T通过采纳。目前FSAN的正协助ITU-T制定GPON标准。
2、EFMA/IEEE
简单地说EFM其实就是利用从用户办公室及家庭到通信运营商之间的连接线路直接传输以太网数据帧的规格。IEEE（电气和电子工程师协会）802委员会的802.3ah工作组正在进行这方面的工作，以期于2003年9月完成EFM的标准制订。作为IEEE工作组工作的一部分，EPON是作为使用点到多点以太网接入应用而定义的。
Ethernet in the First Mile Alliance (第一英里以太网联盟)则是一个支持基于802.3ah的EFM标准化的业界组织。EFMA的成员包括终端制造商、系统集成和通信运营商等，包括 Alloptic, Inc., Analog Devices, BATM Advanced Communications, Calix, Cisco Systems, Elastic Networks, Ericsson, Extreme Networks, Finisar, Fiber in the Loop, Harmonic,Hatteras Networks, Infineon Technologies, Intel, NTT Group, Paradyne, Passave Technologies, Spirent Communications, Texas Instruments, and World Wide Packets等。
EFMA有4个主要目标：
1. 支持由IEEE 802.3ah制定的第一英里以太网标准 。
2. 致力于集中技术资源促进关于技术规范的协调和统一。
3. 促进业界了解、接受和推动第一英里以太网技术和产品。
4. 协调各个设备制造商相互协作，鼓励和推动彼此之间的合作。
EPON发展现状
EPON是几个最佳的技术和网络结构的结合。EPON采用点到多点结构,无源光纤传输方式，在以太网之上提供多种业务。目前,IP/Ethernet应用占到整个局域网通信的95%以上,EPON由于使用以上经济和高效的结构，是连接接入网最终用户的一种最有效的通信方法。10G以太主干和城域环的出现也将使EPON成为未来全光网中最佳的最后一英里的解决方案。
目前接入网现有的解决方案和用户的需求之间存在着巨大差异。在用户侧的本地网络已经普遍拥有了支持10M和100M速率的能力，在城域网侧已经可以支持千兆和万兆的速率，但在用户侧和城域网之间数据的传送却大部分为不足1M甚至只有几十K的速率。接入网仍是大容量局域网和骨干网之间的瓶颈，为了突出接入网的优先地位与重要性，IEEE 802.3 工作组把人们以前熟知的“最后１英里”接入网络段改称为“第１英里（The First Mile）”，并在 2000 年11 月成立了 EFM (Ethernet in the First Mile)研究小組，于2001 年 7 月开始制定 IEEE 802.3ah EFM 标准，2003年9月完成EFM的标准制订。
在EPON方面现在领先的有国际上有Salira，Alloptic等新兴公司，也有一些老牌公司如Nokia Broadband，Quantum Bridge等，国内在EPON方面研发比较领先有格林威尔公司，华中理工，武汉烽火等。其中格林威尔公司的多业务EPON (MS_EPON)系统最有特点，其系统支持上下行对称1.25G带宽，支持ONU的自动加入，支持TDM业务，提供动态/静态带宽分配、弹性保护倒换等功能。
EPON的网络结构
一套典型的EPON 系统由OLT, ONU/ONT, POS组成。OLT位于根节点，通过ODN与各个ONU相连，在下行方向，OLT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（GigabitEthernet）。将来10Gbit/s的以太网技术标准定型后，OLT也会支持类似的高速接口，为了支持其他流行的协议，OLT还可支持ATM, FR以及OC3/12/48/192等速率的SDH/SONET的接口标准。
OLT通过支持E1接口来实现传统的TDM话音的接入。在EPON的统一网管方面，OLT是主要的控制中心，实现网络管理的主要功能。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。ONU放在用户驻地侧，接入用户终端。
摘自 通信市场
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