1、EPON技術(shù)簡(jiǎn)介

　　EPON技術(shù)由IEEE 802.3 EFM工作組進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。2004年6月，IEEE 802.3EFM工作組發(fā)布了EPON標(biāo)準(zhǔn)——IEEE 802.3ah(2005年并入IEEE 802.3-2005標(biāo)準(zhǔn))。在該標(biāo)準(zhǔn)中將以太網(wǎng)和PON技術(shù)相結(jié)合，在無源光網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)的基礎(chǔ)上，定義了一種新的、應(yīng)用于EPON系統(tǒng)的物理層(主要是光接口)規(guī)范和擴(kuò)展的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)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(yùn)行、維護(hù)和管理(OAM)機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)必要的運(yùn)行管理和維護(hù)功能。EPON系統(tǒng)的協(xié)議參考模型如圖1所示。

　　圖1　EPON系統(tǒng)的協(xié)議參考模型

　　在物理層，IEEE 802.3-2005規(guī)定采用單纖波分復(fù)用技術(shù)(下行1490 nm，上行1310 nm)實(shí)現(xiàn)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(tǒng)繼承了吉比特以太網(wǎng)的原有標(biāo)準(zhǔn)，采用8B/10B線路編碼和標(biāo)準(zhǔn)的上下行對(duì)稱1 Gbit/s數(shù)據(jù)速率(線路速率為1.25 Gbit/s)。

　　在數(shù)據(jù)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(tǒng)中實(shí)現(xiàn)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客戶層實(shí)體，并支持對(duì)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(xiàn)和注冊(cè)，多個(gè)ONU之間上行傳輸資源的分配、動(dòng)態(tài)帶寬分配，統(tǒng)計(jì)復(fù)用的ONU本地?fù)砣麪顟B(tài)的匯報(bào)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(yuǎn)端故障指示和遠(yuǎn)端環(huán)回控制等管理鏈路的運(yùn)行機(jī)制，用于管理、測(cè)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(jī)構(gòu)擴(kuò)展機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)OAM功能的擴(kuò)展，并用于其他鏈路層或高層應(yīng)用的遠(yuǎn)程管理和控制。

　　相對(duì)于BPON和GPON，EPON協(xié)議簡(jiǎn)單，對(duì)光收發(fā)模塊技術(shù)指標(biāo)要求低，因此系統(tǒng)成本較低。另外，它繼承了以太網(wǎng)的可擴(kuò)展性強(qiáng)、對(duì)IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)適配效率高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)支持高速Internet接入、語音、IPTV、TDM專線甚至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(shè)高質(zhì)量接入網(wǎng)的重要備選技術(shù)之一。

　　2、EPON技術(shù)現(xiàn)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(guī)范IEEE 802.3 ah以來，EPON技術(shù)得到快速發(fā)展，目前相關(guān)的芯片和設(shè)備均已基本成熟，并有較大規(guī)模的應(yīng)用。在日本，NTT、KDDI、YahooBB等運(yùn)營(yíng)商從2004年開始部署EPON，采用FTTH、FTTB/C+VDSL/ADSL2+等多種組網(wǎng)方式，為用戶提供高帶寬互聯(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500萬線的EPON設(shè)備，而且每月新增的FTTH用戶數(shù)已經(jīng)超過了DSL用戶。在韓國，KT也在2005年左右開始EPON的商用部署，并在2006年一次性采購了80萬線EPON設(shè)備，估計(jì)目前韓國的EPON規(guī)模也已超過 100萬線。國內(nèi)運(yùn)營(yíng)商非?？春肊PON的應(yīng)用前景，紛紛開展現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，2006年，國內(nèi)的EPON市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到10萬線左右。

　　目前，EPON技術(shù)已經(jīng)成熟，主要體現(xiàn)在以下方面：經(jīng)過各標(biāo)準(zhǔn)化組織、設(shè)備和芯片制造商、運(yùn)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(dǎo)下，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了EPON芯片級(jí)和系統(tǒng)級(jí)的互通測(cè)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(jìng)爭(zhēng)格局，設(shè)備成本進(jìn)一步下降，已達(dá)到規(guī)模商用水平。

　　3、EPON技術(shù)的應(yīng)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(jìng)爭(zhēng)等多方面的因素，基于EPON的FTTx系統(tǒng)近期主要應(yīng)用于以下場(chǎng)景。

　　3.1　公眾客戶綜合接入

　　對(duì)于公眾用戶來說，可以采用FTTH和FTTB/C/Cab等應(yīng)用模式。

　　●FTTH應(yīng)用

　　ONU直接安裝在用戶家中，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FTTH應(yīng)用模式

　　方案一：ONU提供FE、POTS、CATV等用戶接口(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(xiàn)接入(圖2中的家庭3、4)。

　　●FTTN/B/C/Cab應(yīng)用

　　ONU安裝在樓層/設(shè)備間的綜合機(jī)柜內(nèi)，可以采取4種方案實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)接入，如圖3所 示。

　　圖3　公眾客戶FTTN/B/C/Cab應(yīng)用模式

　　方案一：ONU提供FE、POTS、CATV等用戶接口，可采用多用戶ONU或?qū)⒍鄠€(gè)單用戶ONU集中放置。

　　方案二：ONU下掛Mini-DSLAM，提供數(shù)據(jù)接入，可通過家庭網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)綜合接入。

　　方案三：ONU下掛IAD、二層以太網(wǎng)交換機(jī)，通過IAD、二層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)接入。

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

　　3.2　大客戶、商業(yè)客戶綜合接入

　　對(duì)于商業(yè)用戶，可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求和用戶規(guī)模的不同，采取不同的實(shí)施模式，如FTTO、FTTB或FTTC。根據(jù)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、商業(yè)客戶應(yīng)用模式

　　方案一：ONU提供FE、POTS等用戶接口，可采用FTTO模式。

　　方案二：ONU下掛Mini-DSLAM，提供數(shù)據(jù)接入，可采用FTTB/C模式。

　　方案三：ONU下掛PBX交換機(jī)或路由器等設(shè)備，提供專線接入，可采用FTTO模式。

　　方案四：ONU下掛IAD、二層以太網(wǎng)交換機(jī)，通過IAD、二層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)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AG實(shí)現(xiàn)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(duì)帶寬(特別是上行帶寬)要求比較高的應(yīng)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替代了原來模擬組網(wǎng)方案中的二/三層交換機(jī)，同時(shí)還節(jié)省大量的光纖收發(fā)器，并且不需要視頻光端機(jī)設(shè)備。

　　圖5　PON在視頻監(jiān)控全數(shù)字方式中的應(yīng)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(jí)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(yīng)用