原创 EPON及其在网吧中的应用模式

 2008-11-11 15:20  2298 2 2 分类: 通信

EPON及其在网吧中的应用模式

EPON作为“光进铜退”的一项重要应用技术，得到了固网运营商的广泛青睐，当前乃至今后一段时期逐渐被固网运营商应用在各种场合，为信息化社会提供有力保证。<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

一、EPON的概念

EPON是英文Ethernet Passive Optical Networks的缩略语，中文意为以太无源光网络。EPON是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。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；方便的管理等等。

二、 EPON的组成及协议

一个典型的EPON系统由光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）、无源光分支器（POS）组成。OLT放在中心机房，ONU放在网络接口单元附近或与其合为一体，POS是一个连接OLT和ONU的无源设备，它的功能是分发下行数据并集中上行数据。OLT既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台，它提供面向无源光纤网络的光纤接口。根据以太网向城域网和广域网发展的趋势，OLT上将提供多个Gbit／s和10Gbit／s的以太网接口，支持WDM传输。OLT还支持ATM、FR以及OC3／12／48／192等速率的SONET的连接。如果需要支持传统的TDM话音，普通电话线（POTS）和其他类型的TDM通信（T1／E1），可以被复用连接到附接口。OLT除了提供网络集中和接入的功能外，还可以针对用户的QoS／SLA的不同要求进行带宽分配，网络安全和管理配置。OLT根据需要可以配置多块光线路卡（OLC），OLC与多个ONU通过POS连接，POS是一个简单设备，它不需要电源，可以置于全天候的环境中。一般一个POS的分线率为8、16或32，并可以多级连接。在EPON中，OLT到ONU间的距离最大可达<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />20km，如果使用光纤放大器（有源中继器），距离还可以扩展。
EPON中的ONU采用了技术成熟而又经济的以太网络协议，在中带宽和高带宽的ONU中实现了成本低廉的以太网第二层、第三层交换功能。这种类型的ONU可以通过层叠来为多个最终用户提供很高的共享带宽。因为都使用以太网协议，在通信的过程中，就不再需要协议转换，实现ONU对用户数据的透明传送。ONU也支持其他传统的TDM协议，而且不会增加设计和操作的复杂性。在更高带宽的ONU中，将提供大量的以太网接口和多个T1／E1接口。当然，对于光纤到户（FTTH）的接入方式，ONU和NIU可以被集成在一个简单的设备中，不需要交换功能，从而可以在极低的成本下给终端用户分配所需的带宽。远程业务分配控制管理可以让运营商通过对用户不同时段的不同业务需求做出响应，这样可以提高用户满意度。运营商可以通过中心管理系统对OLT、ONU等所有网络单元设备进行管理，还可以为用户提供可管理的CPE业务，系统可以很灵活地根据用户的需要来动态分配带宽。

三、EPON的优点
　　 EPON的优点主要表现在：
　　(1)相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。EPON结构在传输途中不需电源，没有电子部件，因此容易铺设，基本不用维护，长期运营成本和管理成本的节省很大；EPON系统对局端资源占用很少，模块化程度高，系统初期投入低，扩展容易，投资回报率高；EPON系统是面向未来的技术，大多数EPON系统都是一个多业务平台，对于向全IP网络过渡是一个很好的选择。
　　(2)提供非常高的带宽。EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽，并且随着以太技术的发展可以升级到10Gb/s。
　　(3)服务范围大。EPON作为一种点到多点网络，以一种扇出的结构来节省出局光缆和局端设备资源，服务大量用户。
　　(4)带宽分配灵活，服务有保证。对带宽的分配和保证都有一套完整的体系。EPON可以通过DiffServ、PQ/WFQ、WRED等来实现对每个用户进行带宽分配，并保证每个用户的QoS。

四、EPON在网吧中的应用模式
　　网吧的接入常常让运营商陷入两难的境地，一方面，网吧可以作为稳定的收入来源，提供较高的ARPU值。但另一方面，网吧的带宽需求以及复杂的业务流却远超过一般的大客户，给运维带来了较大的压力。EPON应用于网吧接入（如下图所示）可以帮助运营商化解这种两难境地。

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传统的网吧接入模式，运营商一般采用光纤收发器设备。对于N个网吧，若采用双纤传送，则需要2N条主干纤芯，2N个光纤收发器。即使采用单纤传送，也需要N条主干纤芯，2N个光纤收发器。可见主干纤芯占用过多，局端光电转换成本过大，且光纤收发器无法提供保护，同时网管上存在盲点。EPON的无源分离、全程网管特性为网吧接入提供了全新的应用模式。在本模式中，局端OLT采用UT斯达康的BBS4000设备，它即可工作于三层模式，连接城域网路由设备，也可工作于二层模式，直接连接MPLSPE设备。主干纤芯只需使用1条就可以了，通过无源光分支器（POS）按树形结构分配到各个网吧（传输距离在20公里以内，1条主干纤芯可接32个网吧）。对于各个网吧，可通过多以太口或单以太口ONU来接入网吧交换机。