1.EPON技术介绍
EPON关键技术介绍
光功率管理技术
光功率自动调整：根据网络需求自动调整光 功率，保证网络性能
光功率均衡：通过调整光功率，实现网络中 各个节点的光功率均衡，提高网络稳定性
光功率监测：实时监测网络中的光功率变化， 及时发现和解决光功率问题
光功率控制：通过控制光功率，实现网络 中的光功率分配和优化，提高网络效率
EPON技术的发展趋势
远距离传输：支持 20km以上的传输距离
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低成本：相对于其他 技术，成本较低
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易维护：支持远程管理 和维护，降低维护成本
安全性高：支持加密传 输，保障数据安全
节能环保：功耗较低， 符合绿色环保要求
EPON的应用场景
01
家庭宽带接入：提供 高速稳定的家庭网络 连接
02
企业网络：为企业提 供高速、稳定的网络 连接，支持多种业务 需求
企业网络建设
企业内部网络：实现企业内部各 部门之间的高速数据传输
企业外部网络：实现企业与合作 伙伴、客户之间的高速数据传输
企业数据中心：实现企业数据中 心的高效管理和维护
企业安全防护：实现企业网络安 全防护，保障企业数据安全
智慧城市应用
智能交通：实时监控交 通状况，提高交通效率
01
智能政务：提高政务服
演讲人
EPON关键 技术介绍
2023-10-12
目录
01. EPON技术概述 02. EPON的关键技术 03. EPON技术的发展趋势 04. EPON技术的应用案例
EPON技术概述
EPON的定义
EPON（Ethernet Passive Optical Network）
01
是一种基于以太网的无源光网络技术。
EPON技术的应用分析
EPON技术的应用分析一、EPON简介EPON（以太无源光网络）是光纤接入网的主流技术，也是一种宽带综合接入技术，它延用了以太网和TDM的一些特性。
从网络分层协议上来看，EPON属于L2的协议。
具有高带宽、低成本、易维护、易扩展、等特点。
一个典型的EPON 系统由OLT、ONU、POS组成。
OLT（Optical Line Terminal光线路终端l）放在中心机房或模块局，它可以作为一个L2交换机或者L3路由器。
在下行方向，它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接口。
OLT还支持ATM, FR以及OC3/12/48/192等速率的SDH/SONET的接口标准，同时通过支持E1接口来实现传统的TDM话音的接入。
ONU（Optical Network Unit）又叫光网络单元，放在用户驻地侧（CPE），EPON中的ONU主要采用以太网协议。
可以实现了成本低廉的以太网第二层交换甚至是第三层路由功能，并且可以通过堆叠实现高带宽的共享和大范围的用户接入。
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。
它的功能是分发下行数据和集中上行数据。
无源分光器的部署相当灵活、适应环境广。
一般一个POS的分光比为8、16、32、64、128等，并可以进行多级连接。
EPON技术主要应用方式是FTTX，作为中国电信“光进铜退”的解决方案，它可以很好的实现现有业务（宽带、电话、IPTV等）的接入和现有网络（IP网、交换网、传输网等）的融合。
二、EPON的网络应用模式1、EPON+DSLAMEPON+DSLAM方式可以很好解决“最后一公里”问题，缩短宽带用户线的距离，也可作为DSLAM下移的解决方案。
这种模式下，光纤敷设到小区或DSLAM，小区内采用ONU+DSLAM方式，也可采用ONU+DSLAM集成方式，利用小区内的铜缆资源就可以开展DSLX业务。
浅析EPON技术的基本结构及特性
浅析EPON技术的基本结构及特性[摘要] 本文结合多年经验,首先介绍了EPON技术简介及所具有的特点,并分析EPON系统的基本结构及工作特性。
[关键词] EPON ONU OLTODN 光纤接入一、EPON技术简介1、EPON技术结构现代的接入网技术种类繁多,竞相发展,无源光纤接入(PON),特别是以太无源光网络(Ethemet Passive OpticalNetworking,EPON)技术日益成熟,已经成为发展FTTH/FTTP的有效技术手段之一。
2、EPON可提供的主要业务,(1)普通电话业务。
直接用ONU或者ONU+IAD承载电话业务。
(2)普通宽带业务。
直接用0NU或者0NU+LAN承载宽带业务。
(3)宽带专线业务。
直接用ONU承载百兆以内的专线接入互联网,提供基于FE、El接口的各种速率的接人。
(4)数据专线业务。
直接用ONU承载百兆以内的点对点专线,提供基于FE、E1接I:1的各种速率的接入。
3、EPON的特点及优势EPON光接入系统具有网络部署快速灵活,多业务、高性能接入,以及性价比高的优点,因此被公认为宽带光纤化接入的理想技术之一。
它的特点及优势体现在以下几方面:(1)局端(0LT)与用户(ONU)之间仅有光纤、光分路器等无源光器件,无需租用机房、配备电源、配备有源设备维护人员,因此,节省了建设和运营维护成本;(2)EPON采用以太网的传输格式,也是用户局域网/驻地网的主流技术,二者有天然的融合性,消除了传输协议转换带来的成本因素;(3)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20km,大大降低了OLT和主干光纤的成本压力;(4)上下行最高均为千兆速率,充分满足接入网客户的带宽需求,并可方便灵活地根据用户需求的变化动态分配带宽;(5)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使系统扩容升级,充分保护运营商的投资;(6)EPON有同时传输TDM、IP数据和视频广播的能力,TDM和IP数据采用IEEE802.3以太网的格式传输,辅以电信级的网管系统,可保证传输质量。
EPON技术浅析及应用
EPON技术浅析及应用前言随着互联网的迅速发展和网络用户的不断增多，传统的以太网技术已经无法满足用户的要求。
为了提高网络带宽和提高数据传输效率，业界推出了一种新型的网络传输技术——EPON。
本文将基于现有资料和个人理解，对EPON技术进行浅析，同时介绍其在实际应用中的表现和优缺点。
EPON技术简介EPON是以太网被动光纤接入技术（Ethernet Passive Optical Network）的简称，是一种基于光纤的网络通信技术。
与传统的以太网不同的是，EPON使用光纤代替传统的铜线作为通信介质，从而提高了数据传输的速率和稳定性。
EPON的核心是OLT（Optical Line Terminal，光线终端设备）和ONU（Optical Network Unit，光网络单元）。
OLT作为EPON的核心设备，负责将业务数据从上行链路（用户到OLT）转到下行链路（OLT 到用户）；而ONU则是终端用户的网关设备，负责将数据从光纤传输到用户终端设备。
EPON的数据传输基于点对点和广播的方式。
OLT向ONU发送广播信息，ONU将信息传送给所有终端设备；而所有终端设备发送的信息都是点对点的传输，即只发送给目标设备。
因为光纤的传输速度比传统的铜线要快得多，所以EPON能提供高速稳定的网络连接。
同时，光纤作为通信介质还具有防水、抗干扰等优势，能够更好地适应各种环境。
EPON技术的应用EPON技术在现实中有广泛的应用。
以下是几个具体的应用场景：宽带接入网络由于EPON具有高速稳定的传输特性，因此在宽带接入网络中有着广泛的应用。
多数宽带接入网络现在都采用了EPON技术，这也是EPON得以得到广泛应用的原因之一。
无线网络EPON还可以与无线网络结合使用，以提供更为便捷的网络连接方式。
通过将EPON网络与WiFi网络结合，可以实现覆盖更广、传输更快速的网络。
IPTV随着IPTV的逐渐流行，EPON技术也得到了更多的应用。
EPON技术简介
1 EPON技术介绍1.1 PON技术发展光纤接入从技术上可分为两大类：有源光网络(AON，Active Optical Network)和无源光网络(PON，Passive Optical Network)。
１９８３年，ＢＴ实验室首先发明了ＰＯＮ技术；PON是一种纯介质网络，由于消除了局端与客户端之间的有源设备，它能避免外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少线路和外部设备的故障率，提高系统可靠性，同时可节省维护成本，是电信维护部门长期期待的技术。
PON的业务透明性较好，原则上可适用于任何制式和速率的信号。
目前基于PON的实用技术主要有APON/BPON、GPON、EPON/GEPON等几种，其主要差异在于采用了不同的二层技术。
图1 PON的两个主要标准体系APON是上世纪90年代中期就被ITU和全业务接入网论坛（FSAN）标准化的PON技术，FSAN在2001年底又将APON更名为BPON，APON的最高速率为622Mbps，二层采用的是A TM封装和传送技术，因此存在带宽不足、技术复杂、价格高、承载IP业务效率低等问题，未能取得市场上的成功。
为更好适应IP业务，第一英里以太网联盟（EFMA）在2001年初提出了在二层用以太网取代A TM的EPON技术，IEEE 802.3ah工作小组对其进行了标准化，EPON可以支持1.25Gbps 对称速率，随着光器件的进一步成熟，将来速率还能升级到10Gbps。
由于其将以太网技术与PON技术完美结合，因此成为了非常适合IP业务的宽带接入技术。
对于Gbps速率的EPON 系统也常被称为GEPON。
100M的EPON与1G的EPON的不同在速率上的差异，在其中所包含的原理和技术，是一致的，目前业界主要推广的是GEPON，百兆位的EPON也有不多的一些应用。
在后面文档中提到的EPON，如果没有特别说明，都是指千兆位的GEPON。
EPON是几种最佳的技术和网络结构的结合。
EPON原理介绍分-光器介绍
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分光器在工业自动化中的应用
分光器在工业自动化中用于实现设备的远程控制和监测。
通过分光器将光信号传输到各种工业传感器和执行器，实现设备的自动化控制和数 据采集。
分光器在工业自动化中还可以用于构建工业物联网系统，提高生产效率和设备可靠 性。
05 分光器的市场前景和发展 趋势
分光器市场的现状和前景
分光器市场现状
分光器采用光学原理中的分束技术，将输入的光信号分成多路等功率的 光信号，分别传送到不同的用户端设备，实现多用户共享同一根光缆资 源。
分光器不需要电源供电，因此被称为无源光网络中的无源器件。
分光器的技术指标
分光比
分光器将输入光信号分 成个输出光信号的比 例，通常以1:N表示，N
为分路数。
插入损耗
分光器插入到光路中引 起的光功率损失，越小
智能化
随着物联网、云计算等技术的发展，分光器将与智能化技术结合， 实现远程监控、自动调整等功能，提高网络运维效率。
04 分光器的实际应用案例
分光器在宽带接入中的应用
分光器在宽带接入中起到将光 信号分路的作用，实现多用户 共享同一光路。
在光纤入户场景中，分光器可 以将光信号按需分配给各个用 户，提高网络覆盖率和接入速 度。
特点
EPON具有高带宽、长距离传输、低成本、高可靠性、易扩展和维护等优点，是 实现FTTH（光纤到户）的主要技术之一。
EPON的工作原理
01
03
数据传输
02
树形拓扑结构
04
EPON采用单纤双向传输方式， 上行使用1310nm波长，下行使 用1490nm波长。OLT（光线路 终端）通过合波器将CATV信号 和数据信号合在一起传输到ONU （光网络单元），ONU再将 CATV信号和数据信号分离，分 别输出给电视和电脑。
EPON的关键技术及实现原理
EPON的关键技术及实现原理EPON（Ethernet Passive Optical Network）是一种基于以太网技术的无源光网络，它使用光纤作为传输介质，在光线从中心局传入用户终端的过程中不需要中继节点的参与。
EPON将以太网和光纤接入技术结合，实现了大带宽、高可靠性和低成本的宽带接入。
一、光传输技术光传输技术是EPON中最基础的技术之一，它包括了光纤的选择和光纤传输的参数设计。
在EPON中，一般采用单模光纤进行传输，因为它具有更低的衰减和更高的带宽。
此外，还需要考虑光纤的长度、连接等参数的设计，以实现光信号的高速传输。
二、光分配技术光分配技术是EPON中的关键技术之一，它主要包括了光发送和接收的技术。
EPON使用了一种被称为比例脉冲宽度调制（PON）的技术，它通过在一个周期内改变光脉冲的宽度来传输数字信号。
在EPON中，光发送端使用激光器将数字信号转换为光信号，并通过光纤传输到用户终端，光接收端再将光信号转换为数字信号，实现数据的传输。
三、以太网技术以太网技术是EPON的核心技术之一，EPON使用以太网协议作为数据的传输协议，这使得EPON可以兼容现有的以太网设备和系统。
EPON将以太网帧封装在光信号中进行传输，用户终端上的以太网设备可以直接接入EPON，无需进行额外的协议转换。
四、调度控制技术调度控制技术是EPON中的关键技术之一，它主要用于实现共享信道的调度和管理。
EPON中采用了一种被称为动态带宽分配（DBA）的技术，它可以根据不同的用户需求和网络负载情况动态地分配带宽资源。
DBA技术通过控制ONU（光网络单元）的发送速率和发送时隙来实现带宽的分配，从而提高网络的效率和性能。
EPON的实现原理主要是基于光纤传输和以太网技术的结合。
当用户需要接入宽带网络时，光纤连接到用户终端设备的光接收端口，光信号经过光分配器进入光纤传输中。
同时，用户终端设备上的以太网设备通过以太网接口与EPON网络相连，可以直接发送和接收数据。
EPON 技术的简单介绍
点到点以太接入
APON
小区交换机接入
EPON
GPON
技术比较（PON vs MC）
MC技术的两种使用方式： – 点到点以太接入
以32个结点为例
P2P
• N根光纤，2N个光收发器 • 管理独立 – 小区交换机接入
• • • • • 只需铺设1或2根光纤到小区 2N+2个光收发器 设备占用局端机房空间小 在传输过程中需要有源设备 设备分级管理
EPON 技术的简单介绍
有线接入的问题与发展趋势－光 接入
铜缆DSL接入的局限性将随着用户数与 带宽的提升，尤其是视频业务/HDTV的冲 击变得明显。(目标每户70～100Mbps） 光纤在接入网中的作用越来越明显， 光进铜退、FTTC/B向FTTH/O演进是必然 趋势；光纤接入网络将成为城域网/SS与 家庭网关/IAD之间的主要载体。
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L C
L C
L C
L C
L C
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G C S A
G C S A
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走线区
走线区
分类
英文名称
中文名称
主控板
GCSA
A型控制交换板
EIG
4光以太网接口板
EIGM
光电混合千兆以太网接口板
EIGMF
上联板
光电混合以太网接口板
EIT
单端口光接口板
局端
32/64根光纤 64个收发器
用户
P2P
1/2根光纤 局端 66个收发器
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PON的通用特性
PON的技术发展
APON/BPON的不足
数据传送效率低； 在ATM层上适配和提供业务复杂。用BPON传送数据还需在； ATM信元及SDH格式之间来回转换； 带宽不足，扩展性较差； 效率低、技术复杂、成本高，不适合向所有用户推广应用；
GPON技术分析
GPON设计了新的TC（传输汇聚）子层，该子层完成对高层多 样性业务的适配和多路复用。 GPON采用了125μs定长的帧结构，每秒8千帧。 一个TC帧可包含多个ATM信元和/或GEM帧。 GEM（GPON Encapsulation Method）是GPON技术优势的集 中体现，它是GFP的简单变种。 GPON引入了Port 在ONU的一个业务端口看来，它存在着与OLT的一个点到点的连 接，由Port ID标识。 GPON的很多技术规范借鉴BPON。
机制
无源光网络（PON）系统原理－2
广播方式
(b)PON系统中的下行方向工作原理
下行工作波长范围:1480-1500nm 下行数据广播发送，每个ONU根据下行数据的标识信息接
收属于自己的数据，丢弃其他用户的数据
PON vs. 点到点光纤以太网 对比
无源光网络PON：
点到多点的树形-分支结构 局端设备和用户端设备之间为全无
安全性高 各用户之间彼此独立，安全性高；
端口利用率高 可根据用户数量的增加相应地增加端口模块，因此可以非常方便地实现扩 容，设备端口利用率高。
P2P的技术缺点
需要重新铺设光纤线路； 每个用户占用一根/对光纤，光纤数量多，施工较困难； 因为以太网技术的固有机制不提供端到端的包时延、包丢
失率和带宽控制，难以保证实时业务的服务质量，提供 TDM业务比较困难； 维护成本很高； 缺乏安全机制保证；
开通距离短：用户到机房的距离超过3公里就不能很好 的保证正常的使用。随着用户范围的扩大，运营商必然 要多建局房，从而加大了投资。
下行速率低：随着VOD在线游戏等交互业务的开展，下 行最大640K/S的速率显得较低。
线路诊断能力较弱：使用宽带业务的用户个体差异很大， 由于用户端原因出现的故障，维护人员不能在网络侧对 终端、线路等问题进行准确的定位，必须上门服务解决 问题。因此在用户的开户和故障处理中，需要花费大量 的人力、物力和时间，导致开户速度慢，故障处理困难， 使宽带的运营成本居高不下。
P2P目前的现状
高带宽 可实现100 Mbit/s甚至1000 Mbit/s的双向高带宽接入；
长距离 可支持10 km以上的传输距离，如果增大发送光功率，可以进一步扩展传输 距离。
布放灵活 适合用户分布相对零散的场合，可以灵活布放。
网络结构简单 由于用户独享OLT到ONT的光纤资源，可免去PON系统中复杂的带宽管理、 测距、延时补偿、收发器功率及状态管理等过程，网络结构非常简单，实现 时相对容易。
Splitter
CO
Business/ Residence Fiber
PON vs. 点到点光纤以太网 对比
❖ 基于MC的点到点技术的 两种使用方式：
点到点以太接入
– N根光纤，2N个光收发器 – 管理独立
小区交换机接入
– 只需铺设1或2根光纤到小区 – 2N+2个光收发器 – 设备占用局端机房空间小 – 在传输过程中需要有源设备 – 设备分级管理
EPON
成熟 Ethernet 8B/10B 65.6%
中等 较低 成熟
GPON与EPON的比较分析
▪ GPON和EPON分别适合不同的用户群体，两者是互补的关系，而非完全替代关系 ▪ GPON在大客户接入方面占据优势，EPON更加适合居民和小型商业用户使用
FTTH的发展现状
一定时间内ADSL、FTTB+LAN、FTTH共存； 其中短时间内ADSL将持续占主流（固网运营商），但FTTB+LAN，
❖ PON的接入方式：
– 只需铺设1或2根光纤到小区 – 需N+1个光收发器 – 设备占用局端机房空间最小 – 传输中不需有源设备 – 设备集中管理
以32个结点为例
P2P
局端
32/64根光纤 64个收发器
P2P
1/2根光纤
局端 66个收发器
小区交换机
局端
P2MP
1根光纤 33个收发器
分光器
用户 用户 用户
年底提出了Ethernet-PON（EPON）的概念，传输速率达1Gbps,链路层基于
简单的Ethernet封装
– PON的基本特点 – OLT与ONU之间信号传输基于IEEE 802.3以太网帧 – 采用8B/10B的线路编码，数据速率为上下行对称1Gbps,线路比特率
可以满足接入网和城域网数据通信的需求。 其上下行速度是对称的，可达10Mbit/s、100Mbit/s（FE）
甚至于1000Mbit/s（GE），传输距离一般为100m～ 150m 。
LAN目前的现状
网络结构 LAN自IP城域网的接入层设备以星型结构通过光纤和五类线进行接入，先后要经过园区 级交换机、楼栋交换机和楼层交换机；
收发器运 维盲点、 故障率高
C 7 8 9 101112
A 123456
7x 8x 9x 10x 11x 12x 1x 2x 3x A 4x 5x 6x
7x 8x 9x 10x 11x 12x 1x 2x 3x B 4x 5x 6x
C 7 8 9 101112
A 123456
7x 8x 9x 10x 11x 12x 1x 2x 3x A 4x 5x 6x
接入网技术概览
接入网技术
有线接入
无线接入
光纤接入
铜线接入
其它介质 移动无线接入 固定无线接入
有源光纤接入 无源光纤接入
SDH PDH EHTHERNET
APON EPON GPON
ADSL VDSL SHDSL 窄带拨号
CABLE接入 电力线接入
GSM 3G PHS
WLL LMDS MMDS WLAN
7x 8x 9x 10x 11x 12x 1x 2x 3x B 4x 5x 6x
C 7 8 9 101112
A 123456
7x 8x 9x 10x 11x 12x 1x 2x 3x A 4x 5x 6x
7x 8x 9x 10x 11x 12x 1x 2x 3x B 4x 5x 6x
全业
务 PON接入
FTTH市场容量将大量增加； 在小区宽带接入方面，驻地运营商，新兴运营商将首选FTTB+LAN或
FTTH方式组网； FTTH网络将为用户提供更加丰富的业务，满足不同用户需求。
无源光网络（PON）系统原理－1
(a)PON系统中的上行方向工作 原理
上行工作波长范围:1260-1360nm 上行数据分时发送，各ONU的发送时间与长度由OLT集中控制－－TDMA的接入
GPON的现状
标准化工作仍然在继续 业界的支持厂家仅一家，短时间内很难形成产业规模
EPON的突出优势
XPON技术比较总结
标准成熟度 封装格式 线路码
带宽利用率 多业务支持
成本 产品成熟度
BPON
成熟 ATM NRZ扰码 80%
强 高 成熟
GPON
不成熟 ATM/GEM NRZ扰码
86% 强 高 较成熟
现有宽带接入技术
ADSL LAN 点到点（MC） PON
ADSL定义
当前最热门 的接入技术
ADSL的全名是Asymmetrical Digital Subscriber Loop（非对称 数字用户线）。作为目前宽带接入网实现的主流技术之一，受到 国内外用户的广泛重视。
ADSL原理－FDM
耗电和散热：随着用户的增多，设备的耗电和散热问题 也日益突出。
窜扰和背景噪声：由于传输线的屏蔽不好，受到了其他 电力线和无线电的干扰而造成了线路的不平衡。
LAN 技术特点
局域网（Local Area Network），简称LAN LAN接入原本主要应用于计算机网络，一般采用五类或超
五类非屏蔽双绞（UTP）作为接入线路。 由于技术上的发展，使得LAN的传输距离大为扩展，基本
POTS
上行通道
下行通道
4KHz
25KHz
138KHz
1.1MHz
• 0-4KHz频段：传送话音基带信号，实现电话业务； • 25-138KHz频段：传送上或下行的低速（144-576Kb/s）数据或控制信息； • 138-1100KHz频段：传送下行变速数据（速率可达8Mb/s）
ADSL目前存在的问题
服务质量 LAN由于采用的是IP传输，通过采取OSPF或BGP4协议进行负载分流、MPLS协议进 行流量工程(TE)、指定速率、不同用户等级等方法以及扩充骨干网络带宽等方法，也 可以保证一定的服务质量。
业务稳定性 由于LAN的传输介质无屏蔽，因此稳定性也不太理想。
设备维护 LAN要到小区内查找故障原因及更换板件，并且维护工作要有小区管理人员的参与才能 完成。
PON是什么？
PON(Passive Optical Network)无源光网络是实现FTTH光纤到户的主要 技术,提供点到多点的光纤接入
PON是什么？
PON技术研究起源于1995年, 1998年10月， ITU通过了FSAN组织(全业务接入网)所倡导 的基于ATM的PON技术标准——G.983。也 被称为BPON ( Broadband PON). 速率为 155 Mbps,可选择支持622 Mbps速率。
工程实施难度 LAN要对用户进行重新布线，并且在用户小区要购买设备间，放置园区级交换机、楼栋 交换机等，工程实施难度相当大。
LAN应用分析