EPON以太无源光网络的接入技术

摘 要：本文讨论了在当今高速网络通信时代的无源光网络（PON，Passive Optical Network）中EPON技术和ADSL传统的用户接入技术的区别。

关键词：EPON技术；ADSL宽带技术

中图分类号：TP393.11 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 18-0000-01

随着三网融合的推行，突破接入网瓶颈变得越来越迫切，只有突破接入部分的带宽“瓶颈”，才能使整个网络有效发挥宽带的作用，真正推动各种业务的发展。从技术上讲有三种较为实用的方式来突破接入网瓶颈，一是甚高速数字用户线路（VDSL）；二是基于无源光网（EPON/GPON）的光纤到家（FTTH）；三是高速无线接入（如WiMAX）。

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）。有源光网络的典型代表是现在网上使用的LAN接入方式，基本特点是：在用户和中心机房之间，需要采用大量的通信设备进行组网，这些设备需要专门的安装环境甚至机房，需要解决供电问题、高昂的维护成本。与此相对应，无源光网络（PON）是一种纯介质网络，由于消除了局端与用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。

目前PON技术主要有APON/BPON、GPON；EPON等几种，其主要差异在于采用了不同的二层技术。这些PON技术是当前应用的主流，由于都是通过时分复用的方式来提供业务，因此可以通称为TDM PON。

IP/Ethernet应用占到整个局域网通信的95%以上，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ATM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。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Gbit/s速率的EPON系统也常被称为GEPON。 在物理层，EPON使用1000BASE的以太PHY，同时在PON的传输机制上，通过新增加的MAC控制协议来控制各光网络单元（ONU）与光线路终端（OLT）之间突发性数据通信；在协议的第二层，EPON采用成熟的全双工以太技术，使用TDM/TDMA，由于ONU在自己的时隙内发送数据报，因此没有碰撞，不需CDMA/CD，从而充分利用带宽。

一、ADSL/ADSL2+的局限性

目前，国内居民用户的宽带接入速率为512K～2Mbit/s。随着宽带业务的不断增多，特别是视频业务的开展，这样的速率已经不能满足需求，DSL正面临提速的压力。从理论上讲，目前用户的距离已经在2km以内（其中市内距离≤1km），DSLAM设备开通2Mbit/s以上的下行速率没有问题，而且目前一些地方已经开通。但是如果需要进一步满足IPTV（标清2M，高清4M）的需要，就面临困难。另外，ADSL的带宽严格受到传送距离的限制，较高的带宽只能在短距离实现。而目前国内多数城市都是采用较大的端局覆盖半径，5～6公里左右甚至更远的用户，要普遍实现对用户较短距离的接入是很难实现的。一种办法是增加端局的密度，但这会造成极大的设备、空间投入和运营开销，重新布线的开销也是巨大的。另一种办法即是采用新的技术去满足对带宽和距离的同时需求，比如EPON。

二、ADSL/ADSL2+与EPON的对比

在带宽方面，真正实现语音、数据、视频的Triple Play大概需要十几兆到二十几兆的带宽，EPON在这方面具有天然的优势。相对来说，每条EPON线路可以支持1Gbps的对称带宽给32（64/128）用户，这样每用户可以得到平均30Mbit/s左右的带宽。EPON可以支持动态带宽分配（DBA），可以定义用户的保证带宽和最高带宽，比如保证10Mbit/s，最高可到100Mbit/s。EPON可以支持最远20公里的传送距离，并且具有足够的带宽，使得运营商的业务可以轻松覆盖到全部用户。

由于实现了大规模的部署，ADSL的设备费用逐年降低，不存在部署铜线的问题，所以整体的设备成本比较低。但随着用户数量的增长，运营方面的成本却越来越高。ADSL造成的很多维护操作和故障排除都需要经过培训的技术人员来进行，这就进一步增加了人工成本。相对ADSL业务EPON在CAPEX（是指资金、固定资产的投入）方面的支出比较高，包括前期的设备费用和光纤铺设费用。但由于采用无源光网络技术组网，基于光纤的PON技术在运营维护方面的费用要大大低于ADSL和铜线。目前，FTTH已进入一个发展期，现在光纤的费用已经很低，设备的费用也在不断降低，特别是基于以太网技术的EPON，由于以太网器件的普遍使用，价格方面相比A/BPON，GPON具有明显的优势。随着光纤价格的不断降低以及通过各种管道布放光纤的技术的发展和工程设备价格的降低以及工程经验的增长，城市中光纤布放的成本也在不断降低。通过后期运营维护成本的降低，以及更高对称带宽和更远传送距离带来的业务能力和收入水平的增长，可以相对抵消在设备和线路成本上的投入。通过部署EPON可以增强在包括宽带接入在内的全面业务方面的竞争力。

参考文献：

[1]谢希仁.计算机网络[M].北京：电子工业出版社，2003.

[2]唐建军.EPON技术及组网应用研究[J].中兴通讯技术，2008.

[3]盖鹏飞.如何更有效利用EPON系统解决商业用户的接入需求[J].

[作者简介]殷旗，天津渤海职业技术学院信息工程系，网络教研室主任，从事计算机网络工程教学和研究工作。