EPON技术白皮书
瑞斯康达科技发展股份有限公司
Raisecom Technologies Co.,Ltd
2009-05
1、 摘要
进入21世纪以来，我国网络发展产生了日新月异的变化，这些变化带给了网络新的特点，这些变化也对现有网络提出了诸多挑战，我们需要在变化中把握住网络发展的脉搏，以便提供出符合客户需求和适应时代发展的产品。
基于千兆以太网的宽带无源光网络系统（EPON）是当代网络技术发展的必然结果。 随着网络技术的日益发展，网络向客户提供的业务逐渐从分离的业务向IP为基础的综合业务过渡，形成综合的多媒体环境，可向用户提供从窄带到宽带的多种业务服务。现有的大部分业务是通过双绞线网传输，有线电视业务通过同轴电缆网传播。随着DWDM技术及计算技术的迅猛发展，核心网和用户网已经得到了如同雨后春笋般的发展。而建立一个新的与之相对应的网络“最后一公里”的网络,成为网络发展的迫切要求。为了有效满足社会对综合业务的需求，迅速开发一种能够大规模推广以降低成本、能够与IP业务紧密结合的以保护投资、能尽量有效地利用已有信息基础设施以减少重复投资、还能够便于未来网络升级的宽带业务接入网平台已成为摆在我国和其它各国面前的紧迫课题。EPON就是这个热点领域的热点技术。
2、 前言
光纤通信是下一代接入网中的主流技术，光纤到家庭(FTTH)是网络技术不断追求的梦想和探索的技术方向。在当今业务种类和数据量都不断快速增长的大背景下，高带宽、高服务质量（QoS）需求变得更为迫切！而 EPON 技术是一种基于光通信，满足下一代接入网高带宽、 高服务质量要求的技术，它极好满足了用户对于多重播放业务（高带宽高服务质量）的需求。 回顾现今传统接入技术，目前国内 IP 城域网的接入部分主要由 ADSL 和 ETHERNET 构成， 基于电话线的 xDSL 技术带宽受制于距离和线路质量，已经很难再有长足的发展；以太网交换机每端口带宽虽高，但往往由于上行端口带宽有限，导致下行端口争抢带宽，并且缺乏有效管理机制，高带宽和 QoS 无法真正体现，还有 100 米的传输距离也限
制其覆盖范围；无线接入技术受到建筑物阻挡和环境干扰，同时网络安全有待考证；其他接入技术都由于带宽不足而无法开展多种业务。 目前如 VoIP 、 IPTV 、 Online-game 、 E-learning 、 MOD(Multimedia on Demand)及智能家庭等为人们的生活带来了舒适与便利，但如果用传统接入技术来承载会显得力不从心。所以运营商迫切需要一种技术来解决传统接入技术的局限性，它应是一种高带宽，高服 务质量，高效率，管理维护简便，面向 IP 业务应用的新型技术，而 EPON 技术正以其特点受到广泛瞩目。
3、 EPON市场现状
什么是EPON，EPON就是利用PON的光网络结构实现以太网的接入。且EPON与现有以太网的兼容性因而容易被市场接受，因为以太网技术，是迄今为止最成功和成熟的局域网技术。EPON只是对现有IEEE802.3协议作一定的补充，基本上是与其兼容的。考虑到以太网的市场优势，EPON与以太网的兼容性是其最大的优势之一。
以太网技术也在不断更新和发展，百兆/千兆以太网是继承原来以太网的核心遗传因子，使以太网的速率提高了几个数量级。EPON的思想也是继承以太网的核心遗传因子，将以太网最核心的最本质部分保存下来，添加多址接入和远距离传送的成分，在传输距离和接入拓扑上取得突破。
在EPON出现之前，已有称为APON的宽带PON技术出现，而且在1998年由ITU－T制定了标准，但由于技术复杂、成本高、带宽有限、APON系统并未如预期的那样发展起来，而EPON将以太网作为基础，具有低成本，高带宽，更适应数据业务传输等特点，能更彻底地解决宽带接入的问题。EPON与APON的主要不同之处在于链路层协议，APON的链路层采用ATM协议，EPON的链路层采用以太网协议，而它们都采用PON作为接入物理层，事实上，EPON是在与APON类似的结构和G.983的基础上，设法保留APON的精华部分---PON，而将以太网代替ATM作为数据链路层协议，构成一个可以提供更大带宽、更低成本和更宽业务能力的新的结合体。
EPON采用点到多点结构，无源光纤传输方式，在以太网上提供多种业务。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，从而成为接入网最终用户的一种最有效的通信方法。
当今，我国信息化建设迅猛发展，并在很多领域取得显著成果，无论从网络建设还是从业务量增长以及网络的普及都取得了骄人业绩，着信息化建设的不断深入，网络用户的不断增长以及竞争加剧， 接入网是运营商建设和维护投入成本最多的部分，不过面对着 INTERNENT 的迅猛发展，现阶段接入网在“网络带宽不足”、“网络安全控制”、“维护简单与功能增多 之间的相对统一”、“接入网的 IP 化多业务融合”等等方面面临着诸多问题和挑战。
伴随网民数的增长，我国互联网普及率达到22.6%，这意味着不到5个中国人当中就有1人是网民，该比例也首次超过21.9%的全球平均水平2009 年，中国互联网用户数达到中国网民人数2.98亿，互联网普及率达到22.6%，依据现阶段的网络特点，我们有理由相信今后一段时期网络的发展将呈现出以下趋势：
1、 全 IP 化更加深入发展
无庸置疑，网络 IP 为主流的发展趋势将更加强劲和深入，同时引领 IP 相关技术也 得到全面发展。“组播与可控组播”、“VOIP 相关技术”、“网络多媒体技术”、“搜索引擎技术”等等这些与 IP 技术息息相关的技术将有良好前景。同时做为 IP 最佳承载体的“以太网（ETHERNET）技术”也将被更广泛的使用，展现出新的特点。
2、 差异化服务需求明确
随着市场及用户的进一步细分，各类新型业务的不断出现，差异化服务从后台逐渐 转到了需求明确的前台，成为今后网络规划必须考虑的因素。面对“重点客户”、“大客户”、“商业用户”、“普通用户”所提供的服务类型和质量要有区分，面 对“语音业务”、“视频业务”、“互动业务”、“普通数据业务”等相应的延时、 抖动、丢包率也要达到合理的指标范围。
3、 网络依赖性增强
随着网络可提供的业务类型不断增加和服务质量不断提高，人们会加剧对网络这种 双向互动信息获取方式的依赖性，从网络上获取信息将像以往广播电视对人们生活 的影响一
样重要。“网络远程教育/医疗”，“网上招聘”，“网上博客”，“网 上购物”，“在线影视/音乐”都有望走入寻常百姓家。
4、 运营商收益转型
运营商的收益结构将发生变化，原来以网络基础通信类型的传统业务收益为主，日 后将以新型业务收益为主，新型业务收益会超越传统型业务收益。因此运营商会调 整内部管理和市场营销模式，在新型业务开发和内容服务提供上有所作为，在网络 优化建设上持续投资。
5、 竞争加剧，促进服务提高，成本降低
面对于日益激烈的市场竞争，各运营商有必要通过不断提高服务质量并丰富业务种 类，同时降低综合成本来顺应买方市场需求。市场的进一步细化及客户全面争取成 为运营商不变研究的主题。因此对于网络服务的差异化要求凸显出来，对于现有网络的优化将持续进行。
除了以上这几个方面之外，“FTTx 在接入网中加速发展”也是其中一个大的趋势。接入网做为最贴近用户的层面一直以来受到带宽不足、多业务无法开展、安全管理和维护困难的 制约，成为网络进一步发展的瓶颈。随着信息化的进程，接入网的改造将势在必行，以往在核心/汇聚层使用的光纤通信技术将下移在接入网中使用，FTTx 将加速发展，FTTB 将成为今后一段时期国内接入网建设和改造的主流；同时接入网设备将在“维护简单与功能丰富相对 立”上有新的作为，从而推动“接入网全面智能化”进程，为运营商减少维护成本提供解决 方案。
4、 接入网问题分析
随着各个行业信息化建设的不断深入以及通信业自身的发展，运营商接入层网络面临着越来越多的挑战——业务的不断升级使得客户在接入业务种类、带宽方面有着各种各样的需要，进而需要运营商能够提供差异化的服务；与此同时客户变得更加理性和成熟，常常把可靠性、服务响应时间等要素作为衡量运营商服务质量的标准，并且对标准的要求越来越高，而与此相对应的则是运营商利用传统设备构建的接入网络在诸多方面已跟不上客户对于服务质量日益提高的要求，并且也不能够适应运营商向服务提供商角色转型的需要。具体说来，