光纤到户简介.doc

1 引言接入网是连接城域网/骨干网和用户驻地网的桥梁，科技的进步和经济的全球化导致社会信息化进程的加快，传统的接入技术已经远远不能满足用户的需要，接入网已经成为网络宽带化的“瓶颈”。随着光纤以及光器件价格的不断降低，在成本上已经充分具备实现宽带光纤接入的可能性。在宽带业务普及率比较高的国家（如日本、韩国、美国等），已经逐步开始大规模发展光纤到户（FTTH）。人们逐渐认识到FTTH是接入网宽带化一劳永逸的解决方案，实现真正意义上的三网合一。1.1 三网合一的概念所谓三网合一即原先独立设计运营的传统电信网、计算机互联网和有线电视网将趋于相互渗透和相互融合来分割三大市场和行业的界限逐步变得模糊，逐渐形成一个统一的网络系统，并以全数字化的网络设施来支持包括数据、话音和视频图像在内的所有业务的通信。因此，这种网络体系具有以下几个特征：1）网络在物理层上是互通的，也就是说，网络之间要互相透明。2）用户只需一个物理网络连接，就可以享用其他网络的资源或者与其他网络上的用户通信。3）在应用层上，网络之间业务是相互渗透和交叉的，但又可以相互独立，互不妨碍，并且在各自的网络上可以像以往那样独立发展自己的新业务。4）网络之间的协议兼容或者可以进行转换。1.2 FTTH是实现三网合一的最终解决方案事实上，接入部分两边目前都已跨入G比特级以上的速率，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，真正推动宽带业务的发展，给运营商带来经济效益和社会效益。目前的ADSL技术是建立在铜线基础上的宽带接入技术，随着国际铜缆价格的持续攀升，以铜缆为基础的xDSL的线路成本会越来越高；作为有源设备，电磁干扰难以避免，维护成本也会越来越高；随着全网的光纤化进程继续向用户侧延伸，端到端宽带连接的限制将越来越集中在接入段，目前ADSL上行1Mbit/s和下行8Mbit/s的连接速率已无法满足高端用户的长远需求。尽管ADSL2和ADSL2+技术有望缓解这一压力，但其速率和传输距离的继续大幅度提高是受限的，不能指望有本质性突破。另外，VDSL虽然可以解决ADSL的部分问题，提供高达50MHz的带宽，但是其传输距离受到极大的限制。实时的广播电视占据带宽约500MHz，要用Internet去传送或采用点播方式是不现实的。现有的广播电视网经过HFC双向改造后，上行带宽为40MHz，在传送广播电视的基础上兼顾IP业务，可满足部分数据业务的要求。但是在许多用户分享带宽的情况下，每户得到的上行带宽与ADSL差不多，难以满足今后大量上行业务的发展。光纤是迄今为止最好的传输媒介，光纤接入技术与其他接入技术（如铜双绞线、同轴电缆、五类线、无线等）相比，最大优势在于可用带宽大，它能提供的有用带宽高达75000Gb/s，光纤接入网还有传输质量好、传输距离长、抗干扰能力强、网络可靠性高、节约管道资源等特点，是FTTH的发展动力所在。从2004年开始，IPTV业务引起了业界的广泛关注。它不仅有望能够在很大程度上解决宽带的内容问题，更使得潜在的宽带用户群扩展到了TV用户群。以IPTV为代表的网络视频业务对于带宽的需求远远超过传统的WEB浏览、E-mail等业务，因此FTTH成为大规模承载IPTV业务的理想方式。此外我们还应注意HDTV，目前其传输速率尚需19.2Mbps，用H.264技术可压缩到5Mbps6Mbps。通常认为对QoS有所保证的ADSL的最高传输速率是2Mbps，仍难以传输HDTV，可以认为HDTV是FTTH的主要推动力。价格不再是FTTH发展的主要障碍。光纤从2000年的1.2元/米，已下滑到今天的0.1元/米；155M收发模块，2000年的价格为4000元，如今却不到100元；ASIC芯片也比初期下降了30%40%；GPON的成本（包括局端和用户端）也从04年的2500元/线下滑至现在的1500元/线了。截止到2005年一季度，烽火通信和武汉电信合作，建设了武汉紫菘花园408户FTTH商用试点工程；与湖北网通合作，承建了南湖都市桃源的713户FTTH商用试点工程；与四川绵阳电信合作，承建了FTTO网吧接入等工程。这些工程的开通，标志着我国FTTH应用又上了一个新的台阶，为FTTH日后的规模应用和推广提供了宝贵的借鉴作用。 2 PON技术：实现FTTH的最佳技术FTTH涉及的技术很多，包括光器件、光传输系统、光纤光缆、安装、维护监控等方面，其中传输技术和设备是关键。 无源光网络（PON）技术是一种点到多点的光纤接入技术，它由局侧的OLT（光线路终端）、用户侧的ONU（光网络单元）以及ODN（光分配网络）组成。一般其下行采用TDM广播方式、上行采用TDMA（时分多址接入）或 WDMA（波分多址）方式，而且可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构（典型结构为树形结构）。所谓“无源”，是指ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，因此其管理维护的成本较低。多年来业界一直认为，PON是接入网未来发展的方向，这是由于它提供的带宽可以满足现在和未来各种宽带业务的需要，因此在解决宽带接入问题上被普遍看好，而且无论在设备成本还是运维管理开销方面，其费用也相对较低。PON的网络结构非常简单，其技术上的复杂性主要在于信号处理技术。在下行方向，局端设备/OLT发出的信号是广播式发给所有的远端用户/ONU（单点发送，多点接收），各用户需要从中取出发给自己的数据。在上行方向，由于各用户/ONU共享一根干路光纤（多点发送，单点接收），就必须采用某种多址接入协议如时分多址访问TDMA（Time Division Multiple Access）协议来避免发生信号冲突，实现多用户对共享传输通道的访问。PON技术的概念是20世纪90年代初提出的，可分为用于窄带TDM业务接入的窄带PON技术和用于宽带接入的基于ATM传送的BPON（APON）、基于Ethernet分组传送的EPON技术以及兼顾ATM/Ethernet/TDM综合化的GPON技术。目前，有两个颇为引人注目的PON标准已正式发布，其中一个是由ITU/FSAN制定的Gigabit PON（GPON）标准，另一个是由IEEE 802.3ah工作组制定的Ethernet PON（EPON）标准。中国市场目前主流采用的EPON（以太网无源光网络）技术，通过中国电信、中国联通多次招标，EPON近两年得到了快速发展。中国联通最近又启动了全球规模最大的EPON设备招标，这标志着EPON进入了一个新的发展期。中国移动则面向高端用户发展GPON，但GPON还不够成熟，尚无任何一家厂商能够与其他厂商的设备实现互联互通。除了中国之外，国际上采用EPON的还有日本、韩国等，其中日本最早开始建设EPON网络，并已经开始基于它提供电视、语音、上网三重服务。而在美国、印度、欧洲等国家和地区GPON则被作为主流。它与EPON不同，二者主要的区别在于，EPON基于以太网和IP协议，GPON则可以支持ATM、TDM、SONET/SDH、以太网等多种协议，下行速率和分流比也不同。业界通常认为，相比EPON控制器，由于更高的集成度，GPON控制器在提高带宽的同时能支持多种业务，但GPON的建设成本被认为太高。在PON技术已被毋庸置疑地认为是未来FTTH时代的终极解决方案之后，EPON和GPON谁将主导FTTH大潮已成为当前新的争论热点。3 EPON/GPON综合比较1987年英国电信公司的研究人员最早提出了PON的概念。1995年，FSAN联盟成立，目的是要共同定义一个通用的PON标准。1998年，ITU-T以155Mbit/s ATM技术为基础，发布了G.983系列APON（ATM PON）标准。同时各电信设备制造商也研发出了APON产品，目前在北美、日本和欧洲都有APON产品的实际应用。但在我国由于价格较高，又受到ATM推广受阻的影响，所以APON在我国几乎没有什么应用。2000年底一些设备制造商成立了第一英里以太网联盟（EFMA），提出基于以太网的PON概念EPON。并促成IEEE在2001年成立第一英里以太网（EFM）小组，开始正式研究包括1.25Gbit/s的EPON在内的EFM相关标准。EPON标准IEEE 802.3ah已于2004年6月正式颁布。我国在十五863计划中也设立了吉比特EPON的相应课题。2001年底，FSAN更新网页把APON更名为BPON，即宽带PON。实际上，在2001年1月左右EFMA提出EPON概念的同时，FSAN也开始进行1Gbit/s以上的PONGPON标准的研究，2003年3月ITU-T颁布了描述GPON总体特性的G.984.1和ODN物理媒质相关（PMD）子层的G.984.2 GPON标准，2004年3月和6月发布了规范传输汇聚（TC）层的G.984.3和运行管理通信接口的G.984.4标准。表1依据相关标准规范描述了BPON、EPON和GPON的主要特征。从应用情况来看，GPON由于技术实现复杂，成熟的商业产品还很少，目前还没有规模的商用系统应用；BPON在欧美等ATM原有设备较多的国家和地区使用较多；EPON在亚洲地区，尤其是日本使用较多。值得注意的是，今年我国在武汉、杭州、北京、绵阳等许多城市已经开始大量使用EPON系统。下面将对GPON和EPON这两种PON技术和产品进行详细比较。3.1 上行可用带宽可用带宽的计算由于要涉及到网络业务分布模型、ONU数目以及上行周期等诸多因素，因此不同的假设和算法得出的结论也会有较大的出入。为了简化计算模型，并考虑到将来全分组/全IP的趋势，这里给出的计算结果仅仅针对单一的以太网业务，不包含传输TDM等其他业务带来的开销。基于这样的假设，把PON的开销分成三类：线路编码开销、封装开销以及PON调度开销。对于IP数据业务，EPON的上行可用带宽约为820M，1.244G速率的GPON大约为1G。3.1.1 线路编码开销EPON采用8B/10B编码，将8位数据字节编为10位传输字符，这部分引入的开销为20。GPON在物理层编码采用不归零（NRZ）扰码为线路码，这部分没有引入开销。值得注意的是：8b/10的编码开销和协议封装开销是所有以太网的固有属性，而非EPON引入的开销。而且8b/10b线路编码及插入IPG的方式带来的实现简单，定时要求宽松等优点，足以抵消其带宽代价。以太网从10M、100M到1G发展过程中始终选择类似的方案可有力证实这一点。3.1.2 封装开销EPON的封装开销包括：12字节的IPG、8字节的前导码（含SPD）、6字节的源MAC地址、6字节的目的MAC地址、2字节的长度、4字节的FCS以及可能的帧填充开销PADs。对于可能的PADs，大小和IP包的长度分布有关。按照EFM给出的接入网内包长分布模型6，最后可以算出EPON封装的总开销约为7.4%。GPON的封装开销包括：5字节的GEM帧头、6字节的源MAC地址、6字节的目的MAC地址、2字节的长度、4字节的FCS以及可能的帧填充开销PADs。在同样的包长分布模型下，得出GPON的封装开销约为5.8%。3.1.3 PON调度开销PON调度开销包括：上行突发开销、控制协议开销以及空白时隙开销。1）突发开销和控制协议开销：对于EPON，每ONU上行突发开销为104字节，控制协议开销主要来自REPORT帧，每ONU开销时间约为84字节。对于GPON，上行突发开销固定为15字节，控制协议的开销为13字节的PLOAM。根据计算公式：系统开销每ONU开销时间ONU个数 / 上行周期时间在上行周期时间为500us，32个ONU的情况下，EPON的上行突发开销为5.3%，控制协议开销为4.3%。GPON的上行周期固定为125us，这样算出在32个ONU的情况下的上行突发开销为2.0%，控制协议开销为2.1%。其他情况下的上行突发开销和控制协议开销可根据此公式推出。2）DBA引入的开销与具体的DBA算法有关，当DBA分配给ONU的授权时隙的剩余部分不足以发送下一个完整的以太网帧时，这部分剩余时隙就会被浪费，产生空白时隙开销。根据前面给出的包长分布模型，可以计算得出平均剩余时隙的长度为595字节，这样EPON在DBA周期长度为500us的情况下的帧碎片开销约为1。GPON在时隙长度不足的情况下可以切割帧，但会引入新的封装开销和填充开销，这种开销约为3.8%。综合以上计算过程，最后得出EPON的总传输效率为(10.2)(10.0580.0530.0430.01)65.6%（可用带宽为1.25G65.6%820M）；GPON的总传输效率为10.0580.0200.0210.03886.3。（可用带宽为1.244G86.3%1073M）3.2 成熟度3.2.1 EPON的成熟度3.2.1.1 标准EPON的标准是IEEE的802.3ah，标准中定义了EPON的物理层、MPCP（多点控制协议）、OAM（运行管理维护）等相关内容。IEEE制定EPON标准的基本原则是尽量在 802.3体系结构内进行EPON的标准化工作,最小程度地扩充标准以太网的MAC协议。这就最大程度的继承了以太网经过长期、大规模实践检验积累下来的宝贵技术经验。IEEE制订该标准的过程是漫长的，标准组初期曾提出了多种技术路线，在经过成员厂商在芯片和系统方面的实践检验后，从中择优选用才形成了目前最终的标准。802.3ah标准和IEEE的802.3系列其他标准一样，都是经过充分实践验证的成熟标准。3.2.1.2 核心芯片和光收发模块现在可以提供EPON核心芯片的专业厂商已有56家（不包括自主设计芯片的系统厂商），在标准讨论的过程中这些厂商即已开始芯片的设计和验证，因此在802.3ah标准正式颁布时，他们大多都已推出了第二代和标准完全兼容的芯片，可以迅速支持EPON系统的大规模部署。目前在中国EPON的主流供应商有三家，即PMC-Sierra、Teknovus和Cortina，这三家供应商占了绝大部分的市场。目前，EPON的核心芯片已发展到第三代SoC（System on Chip）阶段，集成了多端口标准以太网的MAC和PHY、SRAM、CPU、以及PON专用的SerDes。以这种芯片为核心，只需增加少数的外围器件（如模块和接口电路）就可以构成一个完整的系统，某些厂商提供的ONU参考设计，面积只有手掌一半大小。最近，我国大陆和台湾的芯片厂商也开始启动了EPON芯片设计项目。EPON光收发模块的产业链已经完整并开始与EPON系统的发展互相推动，二者开始步入良性循环的轨道：ONU模块的价格从最初的200美元以上，下降到目前不足50美元，价格水平已经和普通的千兆以太网光模块相当。模块价格的下降反过来又带动了EPON系统的规模部署速度，日本和韩国都已开始了大规模的EPON商业化应用。EPON模块的主流厂商也从日本和美国转移到中国的台湾和大陆。现在能够提供EPON模块的厂商已经有1020家。3.2.1.3 系统提供EPON系统的最初都是一些新兴专业厂商，如Alloptic和Salira。现在传统的主流电信大厂也开始进入该领域：如富士通、UTStarcom和烽火。极大地带动了EPON的产业化发展。我国从EPON国际标准制订一开始就把EPON列入国家的863重大项目，支持格林威尔等国内厂商对EPON的关键技术进行攻关，2004年初完成863项目的验收，之后滚动投入二期资金支持优秀厂商进行EPON系统的商业化推广。现在，能够提供商用EPON系统的厂商也已将近十家，从技术水平上看，因为几乎同步开发，国内外厂商的差别很小。而价格方面，国内厂商占优。3.2.2 GPON的成熟度3.2.2.1 标准GPON的标准是ITU-T G.984系列标准，规定了GPON的物理层、TC层和OAM相关功能。GPON标准的制订考虑了对传统TDM业务的支持，继续采用125ms固定帧结构，以保持8K定时延续。为了支持ATM等多协议，GPON定义了一种全新的封装结构GEM：GPON Encapsulation Method。可以把ATM和其他协议的数据混合封装成帧。GPON标准相当复杂，在已有技术基础上，以可接受的成本实现完全符合标准要求的设备比较困难。3.2.2.2 核心芯片和光收发模块GPON的芯片供应商有Broadlight、PMC-Sierra、Broadcom、Marvel、Cortina、Hisilicon、Infineon、Ikanos等多家，最近芯片巨头博通宣布今年将向中国市场推出GPON芯片，支持GPON的发展。而据称，设备企业自身也开始研发和使用自己的GPON芯片和方案，比如有的设备企业采用FPGA（可编程逻辑门阵列）技术在开发GPON方案。而这一趋势是否将使GPON的成本更为降低，则需要观察，不管怎样，设备企业自身研发PON芯片对于芯片企业来说，将是一个新的挑战。GPON标准要求模块指标支持三类ODN，但C类ODN受目前光模块技术水平的限制，很难在经济的成本下实现。3.2.2.3 系统目前提供GPON系统的还只有一两家新兴专业厂商，如FlexLight。其生产供货、技术支持和服务能力还有待提高，难以独立支撑GPON的大规模部署。与EPON相比，GPON的产业链还不完整，更谈不上成熟，乃至进入良性循环。3.3 成本影响成本的因素是多方面的：比如技术复杂度、规模产量、以及市场应用规模。在芯片方面，为什么EPON的芯片已发展到第三代，已经可以开始搭建“单片系统”，而GPON却还迟迟不能发布第一代完全符合标准的主芯片？虽然同样身处二层，可是二者却“形态近而难易远”。EPON继承了以太网“简单即是美”的优良传统，尽量只做最小的改动来提供增加的功能，这就使得一方面传统的以太网芯片厂商可以很容易地进行EPON芯片设计，另一方面新的设计公司也能利用随处可得的以太网相关IP Core（具有知识产权的设计内核）来加入EPON芯片设计的阵营。EPON从技术角度“进入门槛”很低，容易吸引大批厂商加入EPON产业联盟。目前EPON的第三代芯片其价格并不比前两代芯片价格高（甚至还有下降的趋势），功能却不可同日而语。GPON芯片功能比较复杂，需要全新设计封装格式，没有对这方面比较熟悉的传统厂商，“技术门槛”较高，又会让新兴公司“望而却步”。GPON芯片厂商数量太少，芯片价格也难以下降。在这方面，ATM就是一个前车之鉴。在模块方面，从技术角度来看，由于GPON的光模块要满足很高的突发同步指标（在1.244G速率下，GPON标准规定突发同步物理层开销只有12字节），对模块中的驱动和前后放大器芯片的要求很高；还要满足三类ODN的功率预算，对ONU发射机功率和OLT接收机的灵敏度也有很高要求，只能采用DFB发射机和APD的接收机，而它们的成本几乎是EPON模块中使用的传统FP发射机和PIN接收机的6倍（该数据来自光模块厂商）！所以，GPON光模块的成本显然要高于EPON光模块。另外，从产量规模角度看，EPON系统厂商在标准制订的过程中就已经开发了早期的系统，开始进行小规模现场试验，一方面随着标准的演化及时跟进，另一方面也为将来的大规模部署积累着相关的工程和服务经验。这样在标准颁布之时就早已做好了各方面的准备，一旦需求爆发，马上就可以开始大规模的部署。日本Yahoo BB之所以能在EPON标准刚正式颁布不久即大规模采用EPON部署FTTH就是因为EPON的工程技术成熟。这反过来又大大促进了EPON产业的发展，只其一家的采购规模就足以大大拉低EPON光模块的价格，还吸引了更多的新厂商进入。EPON模块价格已接近传统模块。实际上，EPON一开始就把竞争对手定位在传统的光纤收发器和ADSL上，致力于用与其相当的部署成本，提供更大的带宽、更多的业务和更好的服务质量。现在，随着EPON部署规模的增大，二者的价格差距正在逐步缩小。而GPON目前的部署规模还很小，模块价格很难快速下降。经过多年的发展，期间包括一场跟ATM的“战争”，以太网已成为数据网络中的事实标准，以太网相关技术无疑具有良好的市场前景，现在和将来的新技术，都要提供对以太网的接口。和GPON相比，EPON的市场前景应该会更好一些。无论从哪方面来看，现在EPON的成本肯定比GPON低，事实也正是如此：根据从日本市场获得的数据，目前Yahoo BB部署的EPON系统，每用户（或每线）设备成本（包括ONU和分摊的OLT成本）已降到了200美元。GPON还未见有大规模商用的市场报道，参考北美155M APON系统的设备价格为每用户300美元以上，再参考SDH的622M系统对155M系统的价格系数（约为2.5），估计目前的GPON系统价格约为每用户750美元，将近是EPON价格的4倍！即便换算成单比特成本，GPON也是EPON的3倍！而且从长远来来看，EPON的成本下降速度也会比GPON更快。所以无论现在还是将来，GPON在成本上将始终难以和EPON竞争。3.4 多业务和安全性目前对EPON多业务能力质疑最多的就是它传输传统TDM业务的能力。且不说目前EPON设备厂商采用的各种TDM over Ethernet的专利技术提供了EPON 单一网段的TDM业务传输通道，从测试结果来看，其性能完全满足1.5ms时延等指标要求，完全符合传统TDM业务的应用标准。就是在普通的以太网设备上，现在也可以使用各种标准的PWE3（Pseudo Wire Emulation Edge to Edge）设备提供跨网段、端到端的透明的传统点对点TDM通道。而且，随着传统TDM业务量所占比例的日趋减少，使用分组交换技术，把TDM业务收容到日益扩大的分组网络中来，无疑将是一种更为经济的手段。即使是现在部署的G/EPON系统，也会更看重其对各种以太网数据业务的支持能力。对于IPTV，VoIP等IP/以太网基础上的多业务，EPON更是可以很好地承载。对模拟的CATV业务，EPON也可以采用和GPON一样的方式承载：增加一个波长。（其实这属于WDM技术，跟EPON和GPON本身无关）。在安全性方面，EPON也使用标准的基于AES的加密技术，其安全性和GPON没有区别。3.5 QoS和OAM在QoS方面，EPON定义了8个优先级队列，DBA算法也考虑了对不同优先级队列的带宽分配策略和公平性等问题。对于数据包中的IP优先级或以太网优先级可以很容易地映射到这8个优先级队列中，再通过DBA算法保证其传输的带宽和时延，因此完全可以满足不同业务的QoS要求。例如对TDM业务，使用EPON的QoS机制，就可以保证其各项指标要求。GPON中OLT检测每个CONT-T的业务负荷，用于预测/分析ONU的业务流情况和网络的拥塞情况，根据网络状况给每个CONT-T分配资源，但并不涉及VPs/VCs或Port_IDs的QoS。VPs/VCs或Port_IDs提供的QoS保证由两端的ATM/GEM Client的相应机制来完成。对于有不同QoS要求的业务，GPON通过使用指针安排ONU用不同的传输方式来实现：调整其授权带宽和授权周期来保证业务的带宽和时延要求。实际上，对于如何保证业务的QoS方面，EPON和GPON的实现机理在本质上是一样的。在OAM方面，EPON标准中定义了远端故障指示、远端环回控制和链路监视等基本的OAM功能，对于其他高级的OAM功能，则定义了丰富的厂商扩展机制，让厂商在具体的设备实现中自主增强各种OAM功能。而且EPON标准还从便于开通维护的角度，定义了一套OAM能力的自动协商机制（与以太网端口的自动协商机制类似），可以在无需人工参与的情况下，自动识别并配置OLT和ONU两端的OAM能力。另外，比较有特色的是，EPON定义了一种PON端口的环回测试功能，把PON链路的性能测试功能嵌入到系统之中，可以在无需外部测试仪表的情况下，进行PON链路的性能检测，大大方便了系统的开通和故障定位。GPON中的OAM包括带宽授权分配、DBA、链路监测、保护倒换、密钥交换以及各种告警功能。从标准本身来看，GPON标准中定义的OAM信息比EPON标准定义的丰富，不过从实际的设备来看，二者提供的功能并没有多少差异，目前的EPON设备也能提供这些功能。3.6 总结综上所述，在OAM、QoS、多业务承载、安全性等方面，目前的EPON产品与GPON标准规范的相当，而每单位带宽成本则要比GPON低得多，而且EPON的技术更成熟，更早被市场接受，更早进入大规模商用的阶段。下一代网络将是基于分组的网络，目前以太网作为分组网络的绝对主流承载平台，已经是一个不争的事实。将来用户侧的网络接口肯定是一个以太网的接口，城域网上的以太网接口肯定也会随处可见，使用以太网技术把两侧的以太网接口连接起来将会是一件很自然的事情。试想，光纤带宽资源无限，是舍易求难，为提高一点传输效率而非要把两侧的以太网数据进行复杂的背对背GEM协议转换，再在PON上传输？还是简单地增加波长和速率，平滑地扩展网络容量？以太网从10M、100M、1000M到10G的发展历史可以告诉我们正确的选择。4 EPON技术分析EPON（以太无源光网络）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。4.1 EPON技术简介 EPON技术由IEEE 802.3 EFM工作组进行标准化。2004年6月，IEEE 802.3EFM工作组发布了EPON标准IEEE 802.3ah(2005年并入IEEE 802.3-2005标准)。在该标准中将以太网和PON技术相结合，在无源光网络体系架构的基础上，定义了一种新的、应用于EPON系统的物理层(主要是光接口)规范和扩展的以太网数据链路层协议，以实现在点到多点的PON中以太网帧的TDM接入。此外，EPON还定义了一种运行、维护和管理(OAM)机制，以实现必要的运行管理和维护功能。EPON系统的协议参考模型如图所示。在物理层，IEEE 802.3-2005规定采用单纤波分复用技术(下行1490 nm，上行1310 nm)实现单纤双向传输，同时定义了1000 BASE-PX-10 U/D和1000 BASE-PX-20 U/D两种PON光接口，分别支持10 km和20 km的最大距离传输。在物理编码子层，EPON系统继承了吉比特以太网的原有标准，采用8B/10B线路编码和标准的上下行对称1 Gbit/s数据速率(线路速率为1.25 Gbit/s)。在数据链路层，多点MAC控制协议(MPCP)的功能是在一个点到多点的EPON系统中实现点到点的仿真，支持点到多点网络中多个MAC客户层实体，并支持对额外MAC的控制功能。图1示意了EPON协议参考模型及多点MAC控制协议的位置。MPCP主要处理ONU的发现和注册，多个ONU之间上行传输资源的分配、动态带宽分配，统计复用的ONU本地拥塞状态的汇报等。利用其下行广播的传输方式，EPON定义了广播LLID(LLID=0xFF)作为单拷贝广播(SCB)信道，用于高效传输下行视频广播/组播业务。EPON还提供了一种可选的OAM功能，提供一种诸如远端故障指示和远端环回控制等管理链路的运行机制，用于管理、测试和诊断已激活OAM功能的链路。此外，IEEE 802.3-2005还定义了特定的机构扩展机制，以实现对OAM功能的扩展，并用于其他链路层或高层应用的远程管理和控制。相对于BPON和GPON，EPON协议简单，对光收发模块技术指标要求低，因此系统成本较低。另外，它继承了以太网的可扩展性强、对IP数据业务适配效率高等优点，同时支持高速Internet接入、语音、IPTV、TDM专线甚至CATV等多种业务综合接入，并具有很好的QoS保证和组播业务支持能力，是目前建设高质量接入网的重要备选技术之一。4.2 EPON技术现状自EFMA(Ethernet First Mile Alliance，第一公里以太网联盟)在2004年6月发布EPON技术规范IEEE 802.3 ah以来，EPON技术得到快速发展，目前相关的芯片和设备均已基本成熟，并有较大规模的应用。在日本，NTT、KDDI、YahooBB等运营商从2004年开始部署EPON，采用FTTH、FTTB/C+VDSL/ADSL2+等多种组网方式，为用户提供高带宽互联网接入业务。目前，日本市场上