廣電網(wǎng)絡(luò)中EPON的技術(shù)特點和應用

李宗宇

摘 要 EPON是一種新形式的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，它能在以太網(wǎng)接入后提供多種形式的業(yè)務(wù)。EPON同時具備了PON拓撲結(jié)構(gòu)和以太網(wǎng)技術(shù)的特點，因此已經(jīng)逐漸成為了光接入網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)主導。

關(guān)鍵詞 EPON；技術(shù)特點；廣電網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）195-0061-02

EPON也就是以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)，作為一種新興的光纖接入技術(shù)已經(jīng)在該領(lǐng)域中成為了發(fā)展的主導。在光接入網(wǎng)領(lǐng)域中無源光網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮出了越來越重要的作用，PON技術(shù)能有效節(jié)省光纖資源，同時還能確保網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的透明化，因此它變得越來越重要了。經(jīng)過幾十年的不斷發(fā)展和完善，以太網(wǎng)價格實惠、實用性超強，對局域網(wǎng)的發(fā)展起到了重要的影響。EPON技術(shù)融合了以太網(wǎng)技術(shù)和PON技術(shù)于一身，已經(jīng)成為了光接入網(wǎng)領(lǐng)域的熱門技術(shù)之一。

1 關(guān)于EPON的拓撲結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)采用的是點到點的傳輸，EPON網(wǎng)絡(luò)將點到多點的網(wǎng)絡(luò)傳輸拓撲結(jié)構(gòu)創(chuàng)建起來。此外，為了將局端激光器的總量減少，傳統(tǒng)的接入系統(tǒng)的激光器會被EPON中的無源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所代替，將多個光網(wǎng)絡(luò)單元通過利用無源光纖分支器和一個光線路頭端相連接，通過以太網(wǎng)的作用，由多個ONU用戶來選擇性的分擔OLT廣播數(shù)據(jù)包。在當前的城域和干線傳輸中IP業(yè)務(wù)所占比例在不斷增大，因此需要在可管理性和傳輸速率等方面積極改進以太網(wǎng)，逐漸滲透進骨干網(wǎng)、城域或者是接入網(wǎng)中。將PON和以太網(wǎng)相結(jié)合，就有EPON的產(chǎn)生[1]。

2 EPON的技術(shù)特點

隨著我國IP行業(yè)的不斷發(fā)展，干線傳輸中的數(shù)據(jù)包數(shù)量在日趨增加，因此以太網(wǎng)的管理模式需要革新，以太網(wǎng)的傳輸速率要提高。將以太網(wǎng)和PON相結(jié)合，對于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進一步提高具有積極的意義。對于EPON技術(shù)來說，它屬于新興光接入網(wǎng)技術(shù)，它基于傳統(tǒng)的光纖接入技術(shù)，同時具備自身的技術(shù)特點。比如，它的線路傳輸結(jié)構(gòu)采用的是點到多點的方式，傳輸使用的是無源光纖，通過依靠強大的以太網(wǎng)來實現(xiàn)多項業(yè)務(wù)。PON技術(shù)和以太網(wǎng)的融合產(chǎn)生了EPON技術(shù)，因此，PON技術(shù)在應用時其物理層中需要將一種新規(guī)范定義出來，在以太網(wǎng)的應用過程中，需要在其鏈路層上將傳統(tǒng)的以太網(wǎng)鏈路層協(xié)議進行擴展，這樣形成的EPON具有新的、有個性的技術(shù)特點。因為具備這樣的技術(shù)特點，能實現(xiàn)點到多點的連接，因此可以成功接入以太網(wǎng)幀的TDM。[2]

2.1 物理層技術(shù)特點

之所以稱EPON是一項新興技術(shù)是因為數(shù)據(jù)包僅通過單一的光纖接入系統(tǒng)就能成功接入。EPON物理層中，單一的光纖可以通過單線波分復用技術(shù)來進行雙向的傳輸。此外，它還定義了兩種無源光網(wǎng)絡(luò)光接口，最大傳輸距離可以達到10km～20km。傳輸結(jié)構(gòu)因此得到簡化，同時傳輸速度也得到了提升，傳輸距離得到了擴增。

2.2 鏈路層技術(shù)特點

以太網(wǎng)和PON技術(shù)相融合而產(chǎn)生了EPON，EPON的物理層使用的是PON的技術(shù)，以太網(wǎng)的技術(shù)特點可以通過EPON的數(shù)據(jù)鏈路層來顯現(xiàn)。EPON數(shù)據(jù)鏈路層中，要想在點到多點的連接結(jié)構(gòu)中進行點到點的仿真技術(shù)，需要使用到多點MAC控制協(xié)議，它能有效控制額外MAC和支持多個MAC客戶層實體的存在。

3 廣電網(wǎng)絡(luò)中EPON的應用

3.1 HFC通過FTTB方式進行雙向改造

根據(jù)當前廣電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的特點，雙向網(wǎng)絡(luò)的實際情況可以通過FTTB方案來解決，將OLT設(shè)備布置在主要的前端機房中，根據(jù)光纖的情況來部署ONU，可以將其放在單元或是樓頭中，然后通過交換機入戶或者是通過五類線入戶，如果有的樓層不能使用五類線，可以通過EOC技術(shù)來進行同軸纜入戶。HFC雙向改造可以通過部署EPON網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)，交互電視的數(shù)據(jù)回傳可以通過網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)，各種基于IP的寬帶業(yè)務(wù)都可以實現(xiàn)，包括IPTV和VOIP等業(yè)務(wù)。對于EPON系統(tǒng)來說，它可以覆蓋到10km～20km范圍的接入點。因為城市有著較為分散的樓宇分布，如果使用的是點到點的組網(wǎng)方式，用有大量的光纖資源和局端端口資源被使用。如果采用EPON網(wǎng)絡(luò)，能將這些光纖資源和局端端口避免，因為EPON的網(wǎng)絡(luò)分支點是不需要電源等機房設(shè)備的無源設(shè)備，可以節(jié)約投資成本。EPON解決方案相較于傳統(tǒng)的接入方式優(yōu)勢是十分明顯的，因為采用光纖傳輸，所以外部環(huán)境對其影響不大，帶寬配置更具有彈性；采用的是無源分光器，配電設(shè)施和機房的維護成本得以降低；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加單一，網(wǎng)絡(luò)被簡化，故障點減少，維護更加方便；網(wǎng)絡(luò)管理更加高效，業(yè)務(wù)質(zhì)量由此得到保證；網(wǎng)絡(luò)的升級能力和擴展性更好，與接入網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展特點相適應[3]。

3.2 EPON+1550nm

無源光網(wǎng)絡(luò)和廣電網(wǎng)絡(luò)的下行結(jié)構(gòu)一樣，適用的都是星型結(jié)構(gòu)，這和EPON是非常相似的。當前的HFC網(wǎng)絡(luò)大多使用的波長是1 550nm，新建網(wǎng)絡(luò)可以使用EPON+1550nm解決方案，它指的是在同一個光纖網(wǎng)絡(luò)上進行簡單配置，網(wǎng)絡(luò)可以在短時間內(nèi)獲得疊加。EPON的1 490nm波長和1 550nm波長能通過WDM方式在一根光纖上合成，然后通過分路由光纖將其傳輸?shù)絆NU前進行解波分復用，CATV光接收機可以還原出1 550nm的信號，以此來進行RF視頻服務(wù)。ONU上接入1 490nm的信號，寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸由此得以完成（ONU上行傳輸采用1 310nm波長）。1550系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)比較適合使用這種方式，對于光纖到戶的網(wǎng)絡(luò)部署也是非常適合的，這是三網(wǎng)合一得以實現(xiàn)的最理想

模式[4]。

3.3 多種寬帶業(yè)務(wù)的展開

3.3.1 以太網(wǎng)接入

主要用于將寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入，EPON系統(tǒng)可以控制和管理端口級的帶寬，對于全面的SLA有著良好的支持作用，能將獨一無二的服務(wù)和帶寬提供給以太網(wǎng)。此外，EPON還具有良好的支持PVLAN、802.1QVLAN等的性能，這些性能可以保證數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)。endprint

3.3.2 交互電視的數(shù)據(jù)回傳

對于帶寬需求較高的廣播視頻業(yè)務(wù)可以通過傳統(tǒng)的HFC來支持，因此具有成熟可靠的網(wǎng)絡(luò)。在交互電視業(yè)務(wù)的展開過程中，廣電運營商應該使用HFC網(wǎng)絡(luò)來進行下行視頻節(jié)目的傳送，數(shù)據(jù)回傳可以通過IP網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)。

3.3.3 開展IP語音業(yè)務(wù)

如果運營商具備足夠的NGN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)能力，最佳的解決方案就是展開IP語音業(yè)務(wù)，普通話機可以通過內(nèi)置的IAD來連接OND，或是應用IP話機來進行VOIP業(yè)務(wù)。

3.3.4 開展IP視頻業(yè)務(wù)

IPTV可以通過EPON系統(tǒng)得到很好的支持，通過EPON系統(tǒng)可以進行組播，將QOS保證機制和帶寬相結(jié)合，不管是什么格式的視頻，都能將其視頻業(yè)務(wù)質(zhì)量保證好[5]。

3.3.5 增值業(yè)務(wù)

可以利用EPON網(wǎng)絡(luò)對企業(yè)客戶進行數(shù)據(jù)VPN業(yè)務(wù)，此外客戶如果有著特殊需求，可以根據(jù)需要進行視頻增值服務(wù)，例如需要進行視頻會議或是遠程教學等。廣電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢就是視頻內(nèi)容和視頻業(yè)務(wù)，這種資源優(yōu)勢能通過EPON網(wǎng)絡(luò)得以更好的發(fā)揮。

4 結(jié)論

數(shù)字電視變革和其他的一些業(yè)務(wù)需求在不斷沖擊著我國的廣電網(wǎng)絡(luò)，新技術(shù)的發(fā)展能有效促進行業(yè)間的競爭和發(fā)展，廣電網(wǎng)絡(luò)當前面臨新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。廣電系統(tǒng)的發(fā)展因為EPON技術(shù)的出現(xiàn)面臨新的發(fā)展契機，廣電系統(tǒng)的光纖資源豐富，通過EPON技術(shù)來發(fā)展雙向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)具有很強的資源優(yōu)勢。通過這樣優(yōu)質(zhì)的EPON網(wǎng)絡(luò)，我國廣電網(wǎng)絡(luò)可以不斷拓展新業(yè)務(wù)，以此來滿足更多用戶的新的需求。

參考文獻

[1]黃福明.EPON技術(shù)特點及其在CATV中的應用[J].科技信息，2008（6）：57.

[2]朱瑞杰，夏增極.EPON技術(shù)在配電網(wǎng)自動化中的應用[J].電力建設(shè)，2011，32（6）：49-53.

[3]張建成，范路芳，李志軍.EPON系統(tǒng)中PCS層方案的設(shè)計[J].光纖與電纜及其應用技術(shù)，2011（2）：40-44.

[4]徐正一.基于EPON技術(shù)的配網(wǎng)光通信組網(wǎng)模式[J].農(nóng)村電氣化，2011（3）：40-41.

[5]楊興，馮麗娜，趙元珍.EPON技術(shù)在配電通信系統(tǒng)中的應用研究[J].電力系統(tǒng)通信，2011，32（9）：42-46.endprint