epon网络技术介绍

据《硅谷》杂志2012年第19期刊文，EPON网络是采用FTTB方式组建

网络，其组网基本单元为OLT和ONU。OLT为局端设备提供丰富的PON

口，用于连接ONU设备；ONU是用户端设备提供相应的数据和语音接口，

实现用户业务的接入。对于不同业务的接入实现主要是采用对不同用户不

同业务打不同的VLAN标签来透明传输到相应的业务接入服务器，并将相

应的VLAN标签剥离后送入IP承载网传输。

1．EPON网络介绍

EPON（以太无源光网络）是一种新兴的光纤接入网技术，它是采

用点到多点结构、无源光纤传输方式、基于高速以太网平台和TDM时分

MAC（MediaAccessControl）媒体访问控制方式、提供多种综合业务的宽

带接入技术。所谓“无源”，是指ODN中不含有任何有源电子器件及电源，

全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成。它在物理层采用了PON技

术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接

入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成本、高带宽、

扩展性强、灵活快速的服务重组、与现有以太网的兼容性、方便管理等等。

EPON可以实现语音、数据、视频、移动业务的融合。EPON系统主

要由OLT（光线路终端）、ONU（光网络单元）、ONT（光网络终端）和

ODN（光分配网）组成，它处于网络的接入网层面，主要适用于宽带业务

的光纤接入。

有源网络设备包括中心局机架设备（OLT）和光网络单元（ONU）。

光网络单元（ONU）给户提供数据、视频和电话网络与PON之间的接口。

ONU最初的作用是接收光路信号，然后转换成用户所需的格式（以太网、

IP广播、电话、T1/E1等）。OLT设备则通过光纤连接到IP核心网络。

光接入网的引入，其覆盖范围达到20km，保证了OLT从光接入网建网初

期就可以提升到传统的城域汇聚节点处，从而简化了接入网汇聚层的网络

结构，也节省了端局的数量。另外，光接入网大容量、高接入带宽、高可

靠性、多业务QoS等级支持能力的特点，也使接入网向统一、融合、高

效承载平台的方向演进成为现实。

2．EPON网络基本原理

EPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输，用上行1310nm和

下行1490nm波长传送数据和语音，CATV业务则使用1550nm波长承载。

OLT放置在中心局端，分配和控制信道的连接，并有实时监控、管理及维

护功能。ONU放置在用户侧，OLT与ONU间通过无源的光分配网络按照

1：16/1：32方式连接。

为了分离同一光纤上多个用户往返的信号，可采用以下2种复用技

术。

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1）下行数据流采用广播技术。在EPON中，从OLT到多个ONU下

行传输数据的过程采用数据广播方式发送。数据以变长信息包的形式，从

OLT下行广播到多个ONU。每个信息包带有1个EPON包头，唯一标识

该信息包是发给ONU-1、ONU-2还是ONU-3。也可标识为广播信息包发

给所有ONU或发给特定的ONU组（多点传送信息包）。当数据到达ONU

时，ONU通过地址匹配，接收并识别发给它的信息包，丢弃发给其他ONU

的信息包。在ONU注册成动后分配1个唯一的LLID；OLT接收数据时比

较LLID注册列表，ONU接收数据时，仅接收符合自己的LLID的帧或者

广播帧。

2）上行数据流采用TDMA技术。OLT接收数据前比较LLID注册列

表；每个ONU在由局端设备OLT统一分配的时隙中发送数据帧；分配的

时隙（通过测距技术）补偿了各个ONU距离的差距，避免了各个ONU

之间的碰撞。

3．EPON网络组网开发及应用

在当前FTTB网络大规模部署，运营商重组网络融合推进的大背景下，

采用EPON接入技术的组网也开始规模化商用。对于新建小区网络的部署

规划通过EPON网络建设实现小区数据和语音业务的全面接入，能够了解

现有运营网络的结构和演进方向，掌握现有网络设备的硬件和软件调试，

熟悉网络协议和业务实现方式等。根据网络光线路终端布放位置，组网一

般有以下3种方式：

①OLT放置于中心机房（如交换机房、数据机房等），其特点为覆盖

范围大，便于操作和管理，适于早期用户比较少或集中管理的场景。

②远端中心机房，其覆盖范围适中，便于操作和管理，可同时兼顾容

量和资源。

③户外机房或小区机房，其特点为节省光纤，但管理和维护困难，覆

盖范围比较小，需要解决供电问题，一般不建议采用这种方式。

OLT位置的选择，主要取决于实际的应用场景，一般建议将OLT放

置于中心机房，以便于维护与管理，节省成本，同时便于资源共享。在网

络组建过程中，光纤传输线路的选择需要考虑光纤衰耗的影响，在设计网

络结构时要保证光功率在正常收发范围之内。

EPON网络在确定了OLT和ONU的网络结构布放后，应主要考虑网

络线路的设计，在光纤网络的设计中应重点考虑光纤的衰耗设计要求。对

于EPON工程，可根据下列光接入网常用的工程数据估算本工程ODN的

传输损耗。

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工程建议ODN衰耗为10～26db（一般为22db）；单模光纤衰耗

≤0.34dB/km；光纤跳纤、尾纤插入损耗为0.1～0.3db；法兰盘插入损耗

≤0.4db；1：2分光器插入衰耗为3db；1：4分光器插入衰耗为6db；1：

8分光器插入衰耗为9db；1：16分光器插入衰耗为12db；1：32分光器

插入衰耗为15？5db。

OLT光功率。接收为-1～-24db（1310nm）；发送为+2～-3db

（1490nm）。

ONU光功率。接收为-3～-24（1490nm）；发送为-1～+4（1310nm）。

对于OLT和ONU设备正常的收发光功率，在实际工程设计中要确保

网络光功率衰耗值在相应设备的收发光功率范围之内。

根据ONU（光网络单元）布放原则，EPON网络的组建模式可分为光

纤到户（FTTH）、光纤到大楼（FTTB）、光纤到节点（FTTN）3种。

1）FTTH方式。

即光纤到户方式，适用于用户居住比较分散且对带宽要求较高的区域

（如别墅区），而且开发商有积极性参与网络建设。此时组网方式一般采

用从局端的OLT引出光缆到别墅区，在别墅区内一个相对中心的位置放

置分光器，然后通过小芯数管道光缆或新型的小芯数直埋光缆连至用户家

中的ONU，同时可以根据用户需求在用户家中连接交换机或集线器（HUB）

供多个设备连接。

2）FTTB方式。

该方式适用于在单栋商务楼，用户相对数量不多、带宽要求不高的场

景。一般的组网方式为从局端OLT引出光缆到商务楼附近的光缆交接箱，

在光缆交接箱中放置分光器，再从交接箱引光缆至大楼。ONU放置在大

楼交接间，通过交换机为楼内用户提供宽带上网业务。在这种情况下，建

设时需要根据用户的带宽需求及数量选择合理的分路比。

3）FTTN方式。

它是带宽与投资的折衷，FTTN在满足用户带宽需要的前提下，采用

最新的数字用户线（DSL）技术，尽量使用长的双绞线，以提高ADSL接

入复用器（DSLAM）节点的用户容量，从而减少节点数量，减少投资和维

护成本。

4．EPON网络组网及业务实现

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1）互联网接入。提供普通Internet接入，对用户上网应用有足够

的带宽保证。

2）VoIP。面向未来的NGN，提供网络电话业务。

3）IPTV。实现单播或组播方式的视频业务及机顶盒方式的IPTV

业务。

面对小区用户宽带业务需求情况的差异，工程初期首先为用户提供宽

带上网和VOIP语音业务，同时为后期将要开展的VOIP业务和相应的数

据增值业务做好准备。对于建成的网络将可以为用户提供足够的带宽，实

现高质量的数据接入业务、VOIP业务、IPTV流媒体业务。同时网络要具

备良好的扩展和升级能力，在未来可以有效支持三网合一的业务需求。

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