－－EPON技术及市场应用介绍
EPON: Converging and Delivering Value on Edge
格林威尔科技发展有限公司
研发部工程师 王四海 博士
Wang Sihai: PhD. Engineer, R&D Department, GW Technologies Co., LTD.
摘要：
本文简单介绍了EPON的技术特点。通过与专线接入和xDSL接入的对比，指出了EPON对于接入网用户和运营商的价值之所在，并举例说明了EPON在接入网领域的广泛应用潜能。
主题词：接入网 以太网无源光网络
Abstract
Technical characteristics of EPON are introduced in this paper. Compared with dedicated Internet access and xDSL, EPON is more valuable for both access network users and carriers. And two examples are illustrated to show its potential application fields.
Subject terms: access network, Ethernet passive optical network
前言：
随着Internet的迅速普及，网上内容的爆炸性扩充，一个巨大的网络社会已然形成，人们的生活、学习和工作越来越离不开网络。正如在现实生活中美好生活离不开高速畅捷的交通一样，人们对网络带宽的需求也在不断提高。毫无疑问，光纤在传输带宽方面具有无与伦比的优势。经过多年的发展，长途干线光纤通信网络几乎已经铺满全球。此时，接入网带宽成为整个传输网络的瓶颈，并开始迎接光通信时代的到来。
无源光网络（PON）的概念由来已久，它具有节省光纤资源、对网络协议透明的的特点，在光接入网中扮演着越来越重要的角色。同时，以太网（Ethernet）技术经过二十年的发展，以其简便实用，价格低廉的特性，几乎已经完全统治了局域网，并在事实上被证明是承载IP数据包的最佳载体。随着IP业务在城域和干线传输中所占的比例不断攀升，以太网也在通过传输速率、可管理性等方面的改进，逐渐向接入、城域甚至骨干网上渗透。而以太网与PON的结合，便产生了以太网无源光网络（EPON）。它同时具备了以太网和PON的优点，正成为光接入网领域中的热门技术。
技术简介：
图1所示为EPON系统示意图。可以看出，EPON接入系统具有如下特点：
* 局端（OLT）与用户（ONU）之间仅有光纤、光分路器等光无源器件，无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员，因此，可有效节省建设和运营维护成本；
* EPON采用以太网的传输格式同时也是用户局域网/驻地网的主流技术，二者具有天然的融合性，消除了复杂的传输协议转换带来的成本因素；
* 采用单纤波分复用技术（下行1490nm，上行1310nm），仅需一根主干光纤和一个OLT，传输距离可达20公里。在ONU侧通过光分路器分送给最多32个用户，因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力；
* 上下行均为千兆速率，下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽，上行利用时分复用（TDMA）共享带宽。高速宽带，充分满足接入网客户的带宽需求，并可方便灵活的根据用户需求的变化动态分配带宽；
* 点对多点的结构，只需增加ONU数量和少量用户侧光纤即可方便地对系统进行扩容升级，充分保护运营商的投资；
* EPON具有同时传输TDM、IP数据和视频广播的能力，其中TDM和IP数据采用IEEE 802.3以太网的格式进行传输，辅以电信级的网管系统，足以保证传输质量。通过扩展第三个波长（通常为1550nm）即可实现视频业务广播传输。
由上可以看出，EPON光接入系统具有网络部署快速灵活，多业务、高性能接入，性能价格比高的优点。
市场机遇
随着国内电信产业改革的进行，各运营商面临越来越严峻的竞争形式。在接入网领域，各运营商都在努力以经济的成本，接入最有价值的部分客户。而接入网具有网络拓扑复杂多变，业务需求多种多样、成本竞争压力不断增加的特点，只有选择了正确的接入方式才能充分保证运营商的利益，满足不断变化的业务需求。
目前，在接入网领域除了EPON之外，可供选择的主流技术还有专线接入和各种数字用户环路（xDSL）接入。应该说，专线接入可以提供比较优秀的服务质量，但它所对应的高昂月租价格使得用户只能通过尽可能的减小带宽需求来压缩开支；而从运营商的角度看，一根专线一般只能用于一个客户接入，不仅难以降低成本，而且灵活性和可扩展性都难以尽如人意。xDSL是目前接入市场炙手可热的接入技术，具有成本低廉、充分利用现有铜缆资源的显著优点。但同时劣势也很明显，毕竟是基于铜缆的接入方式，尤其是国内铜缆质量不够的情况下，接入带宽和距离总是难以兼顾，一般只能用于城区的个人用户接入，而且很难再有进一步升级和扩容能力，难以满足复杂多变的大客户接入市场的需要。
相对以上两种技术来说，EPON代表了未来接入技术的发展方向，具备非常独特的价值定位：无源的特性使得网络建设成本低、建设快速有效；点对多点的拓扑结构同时是环网在网络建设上的补充，解决了运营商快速有效进行市场扩张，充分利用现有资源的问题；高带宽可以满足用户对网络带宽日益增长的应用需求，也使运营商在提供基于IP的各项业务时有了可靠的网络资源保证。这些特性对于用户和运营商都是价值的充分体现和保证。
应用举例
下面以格林威尔公司的EasyPath（逸路）系列产品为例来描述EPON产品在接入市场的应用。EasyPath系列中的OLT产品型号为EP2000(V)，ONU产品型号为EP1000(V)和EP1100(V)，分别适用于FTTB和FTTP，其中V型是支持视频传输能力的功能扩展产品型号。该系统接入距离最长可达20km，最多可以接入16（20km）或32个（10km）用户；上下行接入速率均为1Gbps，具备双路EPON系统弹性保护倒换、下行带宽控制管理和上行带宽动态分配等功能，足以满足不同用户的个性化带宽需要；强大的UNIVIEWÒ-DA网管系统，支持按业务的管理，如数据和电路出租，可为不同的业务部门提供管理手段，支持CNM管理需求。
在接入市场，运营商常常会面临不断变化的业务需求：城区中不断涌现的高楼大厦可能会使铺设不久的光纤资源捉襟见肘；郊区突然冒出的一片住宅小区可能恰好距离运营商的光纤接入点有一段距离。这些对于竞争激烈的接入市场来说，既是难得的市场机遇，也是极大的挑战。而铺设从运营商局端到用户的光纤是件费时费力的工作，不可能在需求已经出现时再付诸实施。因此，对于点对点光接入的方式来说，网络规划时如何权衡潜在需求和投资回报之间的矛盾将是一件令人非常头疼的事情。
在这种情况下，采用EasyPath系列产品将会使这些难题迎刃而解。如图2所示，应用EasyPath系列产品提供接入服务，每一根备用光纤可扩展16/32个新用户，大大提高了接入能力，减小了大量铺设光纤的风险；在接入覆盖区域附近出现新需求时，只需从光分路器铺设一根较短的分路光纤即可将新用户接入主干网络；EPON系统强大的网管能力完全可以做到ONU的即插即用。这些都大大降低了网络建设规划的难度，加快了开展新业务的速度。
有线电视网是目前除电信网之外的另一个庞大网络，并且已经从最初的单一同轴电缆演变成光纤与同轴电缆混合使用的新一代有线电视网络（即HFC）网，具备了初步的双向通信能力，配合电缆调制解调器（Cable Modem），即可提供网络接入服务。但这种接入方式只是在传统有线电视网上的一种修补，尤其是用户端共享同轴电缆带来的上行带宽严重不足且可靠性降低，白白浪费了干路上宝贵的光纤资源。
图3所示为有线电视网的示意图。可以看到，在光路上，它也是点对多点的树形结构，与PON的结构天然吻合。因此，只要把EP2000V置于Headend端，EP1000/1100V置于光电节点处，通过引入1310/1490/1550nm波分复用器，即可在保证视频广播传输的前提下，扩展干线数据接入速度至千兆。
当然，有线电视网的结构绝非图3所示那么简单，尤其是用户侧铜缆共享带来的上行带宽问题仍然没能彻底解决，而且有线电视网络接入也不仅仅是技术问题，但对于有线电视传输光网络的改造，EPON提供了一种简单可行且高效可靠的解决方案，真正实现了三网合一，完全有可能在一些城市的有线电视网络环境下付诸实施。
结束语
光纤通信正在由长途干线通信走近千家万户，光纤接入是技术发展之趋势。EPON能够以相对低廉的成本提供高速、可靠、多业务且可管理的接入服务，对于接入用户和运营商都是价值的充分体现和保证。
由CHINA通信网组稿 |