EPON技术详解

EPON技术详解

1、EPON技术简介EPON技术由IEEE 802.3 EFM工作组进行标准化。2004年6月，IEEE 802.3EFM工作组发布了EPON标准——IEEE 802.3ah（2005年并入IEEE 802.3-2005标准）。在该标准中将以太网和PON技术相结合，在无源光网络体系架构的基础上，定义了一种新的、应用于EPON系统的物理层（主要是光接口）规范和扩展的以太网数据链路层协议，以实现在点到多点的PON中以太网帧的TDM接入。此外，EPON还定义了一种运行、维护和管理（OAM）机制，以实现必要的运行管理和维护功能。EPON系统的协议参考模型如图1所示。

图1 EPON系统的协议参考模型在物理层，IEEE 802.3-2005规定采用单纤波分复用技术（下行1490 nm，上行1310 nm）实现单纤双向传输，同时定义了1000 BASE-PX-10 U/D和1000 BASE-PX-20 U/D两种PON光接口，分别支持10 km 和20 km的最大距离传输。在物理编码子层，EPON系统继承了吉比特以太网的原有标准，采用8B/10B线路编码和标准的上下行对称1 Gbit/s数据速率（线路速率为1.25 Gbit/s）。在数据链路层，多点MAC控制协议（MPCP）的功能是在一个点到多点的EPON系统中实现点到点的仿真，支持点到多点网络中多个MAC客户层实体，并支持对额外MAC的控制功能。图1示意了EPON协议参考模型及多点MAC控制协议的位置。MPCP主要处理ONU的发现和注册，多个ONU之间上行传输资源的分配、动态带宽分配，统计复用的ONU本地拥塞状态的汇报等。利用其下行广播的传输方式，EPON定义了广播LLID（LLID=0xFF）作为单拷贝广播（SCB）信道，用于高效传输下行视频广播/组播业务。EPON还提供了一种可选的OAM功能，提供一种诸如远端故障指示和远端环回控制等管理链路的运行机制，用于管理、测试和诊断已激活OAM功能的链路。此外，IEEE 802.3-2005还定义了特定的机构扩展机制，以实现对OAM功能的扩展，并用于其他链路层或高层应用的远程管理和控制。相对于BPON和GPON，EPON协议简单，对光收发模块技术指标要求低，因此系统成本较低。另外，它继承了以太网的可扩展性强、对IP数据业务适配效率高等优点，同时支持高速Internet接入、语音、IPTV、TDM专线甚至CATV等多种业务综合接入，并具有很好的QoS保证和组播业务支持能力，是目前建设高质量接入网的重要备选技术之一。2、EPON技术现状自EFMA（Ethernet First Mile Alliance，第一公里以太网联盟）在2004

年6月发布EPON技术规范IEEE 802.3 ah以来，EPON技术得到快速发展，目前相关的芯片和设备均已基本成熟，并有较大规模的应用。在日本，NTT、KDDI、YahooBB等运营商从2004年开始部署EPON，采用FTTH、FTTB/C+VDSL/ADSL2+等多种组网方式，为用户提供高带宽互联网接入业务。目前，日本市场上已经部署了超过500万线的EPON设备，而且每月新增的FTTH用户数已经超过了DSL用户。在韩国，KT也在2005年左右开始EPON的商用部署，并在2006年一次性采购了80万线EPON设备，估计目前韩国的EPON规模也已超过100万线。国内运营商非常看好EPON的应用前景，纷纷开展现场试验，2006年，国内的EPON市场规模已达到10万线左右。目前，EPON技术已经成熟，主要体现在以下方面：经过各标准化组织、设备和芯片制造商、运营商的共同努力，EPON商用芯片和光模块已经成熟，在中国电信的主导下，已经实现了EPON芯片级和系统级的互通测试；EPON产业链也在进一步成熟，形成了良性的市场竞争格局，设备成本进一步下降，已达到规模商用水平。3、EPON技术的应用综合考虑EPON的技术特点、成熟度、投资成本、业务需求、市场竞争等多方面的因素，基于EPON的FTTx系统近期主要应用于以下场景。3.1公众客户综合接入对于公众用户来说，可以采用FTTH和FTTB/C/Cab等应用模式。

●FTTH应用ONU直接安装在用户家中，业务的接入可以采取两种方案，如图2所示。

图2公众客户FTTH应用模式方案一：ONU提供FE、POTS、CATV等用户接口（图2中的家庭1、2）。方案二：ONU提供FE 接口，下挂家庭网关实现接入（图2中的家庭3、4）。●FTTN/B/C/Cab应用ONU安装在楼层/设备间的综合机柜内，

可以采取4种方案实现业务接入，如图3所示。

图3公众客户FTTN/B/C/Cab应用模式方案一：ONU提供FE、POTS、CATV等用户接口，可采用多用户ONU或将多个单用户ONU集中放置。方案二：ONU下挂Mini-DSLAM，提供数据接入，可通过家庭网关实现综合接入。方案三：ONU 下挂IAD、二层以太网交换机，通过IAD、二层交换机实现综合业务接入。方案四：ONU下挂小型AG，通过AG实现综合业务接入。3.2大客户、商业客户综合接入对于商业用户，可以根据业务需求和用户规模的不同，采取不同的实施模式，如FTTO、FTTB或FTTC。根据实施模式、接入方式的不同，可以采取5种实施方案，如图4所示。

图4

大客户、商业客户应用模式方案一：ONU提供FE、POTS等用户接口，可采用FTTO模式。方案二：ONU下挂Mini-DSLAM，提供数据接入，可采用FTTB/C模式。方案三：ONU下挂PBX交换机或路由器等设备，提供专线接入，可采用FTTO模式。方案四：ONU下挂IAD、二层以太网交换机，通过IAD、二层交换机实现综合业务接入，可采用FTTO或FTTB/C模式。方案五：ONU下挂小型AG，通过AG实现综合业务接入，可采用FTTO/B/C模式。3.3“全球眼”等高带宽接入“全球眼”等对带宽（特别是上行带宽）要求比较高的应用可以采用EPON作为接入手段，具体组网方式如图5所示。PON替代了原来模拟组网方案中的二/三层交换机，同时还节省大量的光纤收发器，并且不需要视频光端机设备。