基于以太网接入技术的EPON

EPON是基于远距离的光纤传输网络以太网接入技术。EPON采用多点架构,一根光纤承载数据信号下行,经1:N光分路器信号进入N路,分支覆盖光多接入点或接入用户。

EPON网络结构

传统的EPON和GEPON术语中,不存在状态误差。早期EPON设备行业是基于FE总线,基于GE总线推出的EPON设备,为了区分称为GEPON,目前EPON设备行业基本上是基于GE总线。目前基本指EPON。

一个典型的系统由EPON系统由OLT、ONU和ODN组成。EPON网络结构如图1所示。


OLT在中心机房,它可以看作是一个L2交换机或L3路由交换机。在下游方向,OLT为无源光网络(ODN)提供光接口;在上游方向,OLT将提供GE光或电接口,未来10Gbit/s以太网技术标准设定后,OLT也将支持类似的高速接口。为了提供多业务接入,OLT还支持E1和OC3接口,实现传统的语音接入或电路中继业务。

在EPON网络管理方面,OLT是主要控制中心,内置OAMP Agent,可以管理ONU在其终端设备上,实现网络管理的五大功能。EPON网络管理可以通过在OLT上定义用户带宽参数来控制用户的业务质量,通过编写访问控制列表来实现网络安全控制,通过读取MIB来获取系统状态和用户状态信息,还可以提供有效的用户隔离。

ODN是由无源分光器和光纤组成的光分布网络。无源分光器连接OLT和ONU无源器件,其功能是将下行数据和上行数据集中分发。无源分光器的部署非常灵活,因为它是一种敏感器件,可以适应几乎所有的环境。一般无源分光器的比例有1:2、1:4、1:8、1:16、1:32、1:64等。一般建议一次分拆,分拆不超过两次。

ONU是放置在客户端终端设备上,EPON ONU在以太网协议下,实现第二层低成本以太网交换。采用以太网协议,通信过程中不再需要进行协议转换,实现ONU用户数据的透明传输。OLT与ONU之间采用加密协议,保证用户数据的安全。

基于EPON的FTTH的优势在于其强收敛性,在OND连接光接入点后,从终局开始覆盖20公里(1:32分割比)。
传统的光接入网中,光纤扩展到网络接入点的截止范围一般,要实现光纤到户,就需要配置大量昂贵的接入点端口接入层交换机。随着无源光网络技术的出现和成熟,特别是现在的EPON技术,可以为用户直接提供光纤尖端经济可行的解决方案,FTTH成为高效接入。在基于EPON的FTTx解决方案中,如何解决引入光缆到楼宇、小区,规划OLT、ODN、室内用户终端(OUN)的光纤连接成为关键。

EPON上行下行技术

OLT和ONU之间EPON采用单根光纤对称提供1.25Gbps带宽限制的物理接口,实际提供1Gbps带宽传输数据、语音和视频业务。EPON在单根光纤中采用WDM技术,上下行数据流在不同频段传输。其中,下游1490nm、上游1310nm、1550nm可选配有线电视。

下行数据流采用广播方式,OLT将802.3以太网帧格式的数据流通过单播复制一路推至ONU;ONU通过确定以太网帧报头中OLT分配的LLID(逻辑链路ID)来确定接收到的数据帧是否收到了自己的,自己的数据帧不会丢弃。如图2所示。

上行数据流采用时分多址(TDMA)技术,将上行时间分成多个时间片,根据分配给ONU的带宽和业务优先级将ONU的上行数据流分配给不同的时隙,每个时间点光纤只传输一个ONU的上行数据流。OLT与ONU之间协商一致,避免ONU上游之间的冲突,不会造成数据丢失。如图3所示。


EPON和ADSL的比较

ADSL经过几年的蓬勃发展,已经成为中国固话运营商中最受欢迎的宽带接入手段。ADSL利用传统的铜质宽带数据传输资源,充分利用固话运营商的铜质资源,中国电信和中国网通这类运营商,是早期发展宽带接入的最佳选择之一。

ADSL/ADSL2 +业务是一种非对称传输的宽带接入技术,上行带宽有限,小于1M,下行带宽高达26Mbps,实际业务覆盖距离不超过3km,一般提供512Kbps到2Mbps的下行带宽,主要应用于公共互联网。

但是,随着各种新业务的兴起,特别是视频业务的兴起,用户对带宽的要求越来越高。随着长、网游、即时通讯、宽带电话、视频电话、个人相册共享等应用的快速增长,用户对上游带宽的需求也越来越大。

中国电信和中国网通宽带网络在规划中,其未来个人用户的双向带宽将达到1000 - 20m。ADSL带宽严格受传输距离的限制,越高的带宽只能在较短的距离上实现,即使经过“铜光”改革,ADSL的覆盖范围减小,这也只是在一定的时间内,对带宽有一定的要求。

基于光纤接入网,带宽在理论上是无限扩展的。所以随着EPON技术的成熟,其高带宽、长距离覆盖,使得EPON技术取代ADSL技术将成为必然选择。

相对ADSL、EPON初期建设支出较高,包括预铺设设备成本和光纤成本。但是,由于网络采用无源光网络技术,基于光纤的PON技术在运行维护方面的成本要比ADSL和铜线低得多。

通过后期运维成本的降低,提供更高的带宽和更远距离的业务覆盖,并由此能够提供更多的新业务,带来更多的收入,可以相对抵消在设备和布线上的成本。光纤成本已经很低,FTTx已经进入黄金发展期,设备成本也将在建设中不断降低。由此可见,通过部署EPON运营商可以增强包括宽带接入在内的综合业务竞争力,从而稳定用户资源,甚至带来用户的损失,这将为运营商带来更多的收入,使运营商长期受益。

EPON技术优势

随着EPON技术的成熟,行业主流运营商纷纷开始大规模部署EPON系统,拓展FTTx应用,并在此基础上实现三重发挥(Triple Play,提供语音、数据和视频业务),搭建三重发挥接入平台。

自2004年以来,FTTH最发达的是日本、韩国、台湾地区和美国、欧洲等国家和地区,EPON技术得到了大规模应用,并进一步刺激了IPTV业务的繁荣。在中国市场上,目前EPON产品已在全国各省进行了试点和商用。

EPON技术采用波分复用(WDM)技术在单根光纤中实现对称的1Gbps带宽和客户端段,并可在近距离实现光谱下行,节省大量骨干光纤资源。目前最大可实现的分割比例是1:64。EPON系统的另一个优势在于其强大的覆盖能力,以1:32的分割比最远覆盖20km,其次以1:64,最远覆盖每个ONU用户的带宽可达30M以上,使视频业务得到了足够的带宽保证。

被动语态的使用光分割,节省了大量的维护资源,节省了机房、电源匹配等资源,降低了整体成本以前网络建设和维护费用。近年来,光纤光缆的成本下降为FTTx提供了成本降低的支撑。vwin真人娱乐

目前运营商提供的宽带接入业务主要有ADSL和LAN两种接入方式,此外,随着对带宽需求的不断增加,VDSL也成为一种选择。其他接入方式,如电缆调制解调器、电力线接入等。由于市场份额较小,又受行业资源限制。

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