EPON在接入网中的应用

　　【摘要】：PON（无源光网络）作为目前FTTH最佳的解决方案，正在让光纤通信由长途干线通信走近千家万户。本文对EPON技术进行简要的介绍，并结合现网的情况对EPON的建设提出若干建议。
　　【关键词】：EPON，MPCP，OAM
　　随着光通信技术的飞速发展和国内电信运营商的增多，目前国内的骨干网已基本实现光纤化、数字化、宽带化。当前，摆在电信运营商面前的主要问题是如何建立一个宽带高速、数字化的接入网。由于光纤的传输距离远、抗干扰强、容量大，因此成为接入网传输介质的首选。无源光网络（PON，PassiveOpticalNetwork）在光纤接入方式中相对成本低，能平滑升级、带宽高、覆盖范围大、节省光纤资源、传输距离远、保密性强等优点，它打破了传统点到点的解决方法，是解决宽带接入的一种既经济、又面向未来多业务的用户接入技术，因而将是未来的发展方向。
　　目前用于宽带接入的PON技术主要有：ATMPON（APON）和EthernetPON（EPON）以及GigabitPON（GPON）。这其中，GPON还有待ITU-T的批准和批量产品的证实。而相对于APON来说，EthernetPON最大的优越性在于允许运营商放弃复杂昂贵的ATM和SONET器件，从而使网络大为简化。EPON采用点到多点结构，无源光纤传输方式，在以太网之上提供多种业务。目前，IP／Ethernet应用占到整个局域网通信的95%以上，EPON由于使用上述经济而高效的结构，成为连接接入网最终用户的一种有效的通信方法。
　　以下就对EPON技术进行简要的介绍，并对EPON的建设提出建议。
　　1、EPON的技术原理
　　（1）系统结构
　　与所有的PON系统一样，EPON系统由OLT、ONU和ODN组成。OLT位于局端，是整个EPON系统的核心部件，向上提供接入网与核心网/城域网的高速接口，向下提供一点对多点的PON接口；ONU位于用户端，终结光纤链路，并提供对用户业务的各种适配功能；ODN是由无源光分支分配器组成的光纤分配网络，使得一个PON接口的光纤传输带宽可以由多个ONU共享，节省了大量的光纤铺设成本。EPON技术利用这种点对多点的拓扑结构，以以太网为承载协议，因此而得名。
　　（2）EPON的关键技术——MPCP
　　EPON以MAC控制子层的MPCP（multipointcontrolprotocol）机制为基础，MPCP通过消息、状态机和定时器来控制访问P2MP的拓扑结构。MPCP涉及的内容包括ONU发送时隙的分配、ONU的自动发现和加入、向高层报告拥塞情况以便动态分配带宽。P2MP拓扑中的每个ONU都包含一个MPCP实体，它可以和OLT中的MPCP实体进行消息交互。MPCP在OLT和ONU之间规定了一种控制机制来协调数据的有效发送和接收：系统运行过程中上行方向在一个时刻只允许一个ONU发送，位于OLT的高层负责处理发送的定时、不同ONU的拥塞报告从而优化PON系统内部的带宽分配。
　　（3）EPON的主要OAM功能
　　a、远端故障指示
　　*控制ONU的开与关，如果ONU被关闭，该ONU不能注册到PON网络和注册；
　　*在下行方向上OLT向ONU发布该ONU的组播成员信息；
　　*用户接入物理设备在故障期间可支持OLT至ONU的单向OAM远端故障指示；
　　*交换ONU的产商代码/型号信息以及用户端口配置信息
　　*ping测试，检查网络的连通性
　　*远端环回：提供了环回模式的机制。
　　*远端统计查询
　　b、链路管理
　　*支持包括诊断信息的事件通知；
　　*支持轮询MIB变量。
　　（4）EPON的增强特性——DBA
　　需要说明的是DBA(动态带宽分配)的实现方式并不在EPON规范内要求，而现在DBA主要有两种实现机制Report方式和Idle帧检测方式。
　　DBA是由OLT全局控制的，不同于以太网的带宽争用机制。
　　2、EPON的建设建议：
　　通过上面对EPON技术的简单介绍，可是看出EPON系统具有如下特点：
　　（1）局端（OLT）与用户（ONU）之间仅有光纤、光分路器等光无源器件，无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员，因此，可有效节省建设和运营维护成本；
　　（2）EPON采用以太网的传输格式同时也是用户局域网/驻地网的主流技术，二者具有天然的融合性，消除了复杂的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20公里。在ONU侧通过光分路器分送给最多32个用户，因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力；
　　（4）上下行均为千兆速率，下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽，上行利用时分复用（TDMA）共享带宽。高速宽带，充分满足接入网客户的带宽需求，并可方便灵活的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对系统进行扩容升级，充分保护运营商的投资；
　　结合EPON的特点，并针对现网的情况，现对EPON的建设提出以下建议：
　　PON（无源光网络）作为目前FTTH最佳的解决方案，网络建设应本着近期以EPON为主，远期逐步向GPON过渡的原则。EPON目前成熟度较高，成本相对低廉，对数据业务支持好；GPON在带宽、效率和全业务支持方面具有优势。
　　基于PON的光纤接入网络应提供话音业务、传真、视频业务及高速的数据接入业务，通过光纤要在用户端设备上为用户提供语音、数据及视频三种不同业务合一的解决能力(具体包括POTS、VOIP、FAX、IPTV、CATV业务，Internet接入业务等)。提供的话音业务应考虑向NGN网的平滑演进。
　　PON网络建设中应结合其简化供电，避免电磁干扰和雷电影响，减少线路和外部设备的故障率，降低运维成本等技术特点，提高覆盖区域用户密度，降低单位用户成本。网络建设应选定较为集中的用户群区域或重点客户进行覆盖。
　　PON网络建设应以市场发展策略为导向，以目标网络为指导，根据技术发展和市场需求，适时引入。
　　PON网络建设应立足现存接入网现状，充分利用现有资源，节约成本，快速提供业务。
　　3、结束语
　　光纤通信正在由长途干线通信走近千家万户，光纤接入是技术发展之趋势。EPON能够以相对低廉的成本提供高速、可靠、多业务且可管理的接入服务，对于接入用户和运营商都是价值的充分体现和保证。
　　参考文献：
　　[1]毛京丽，张丽.现代通信网.北京邮电大学出版社.1999
　　[2]顾畹仪等.光传送网.机械工业出版社.2003