摘要：EPON技术即以太网无源光网络，可以节约光纤资源，广泛应用于光接入网中。EPON技术通过以太网和PON技术的融合，继承了以太网和PON的优势。该技术保留了APON的物理层PON，将ATM技术发展为以太网技术，提高了带宽，降低了成本，增强了业务能力。实践研究表明，EPON技术在有线电视通信领域具有很大的优势，值得进一步研究。
关键词：EPON技术优势；有线电视通信；应用
1 EPON技术研究
1.1 OLT功能
光线路终端（OLT，OpticalLineTerminal）：在光接入网中连接本地交换机和网络侧的纽带，为其提供接口，并经一个或多个ODN与用户侧的ONU通信，OLT与ONU的关系向来都是主、从关系。即OLT提供网络与光配线网（ODN）之间的光接口，并用一定的方式来传递不同的业务。OLT还起到分离交换、非交换业务的作用，管理来自ONU的信令和监控信息，从而起到为ONU和自身提供维护与供给的作用。OLT通常与本地交换机同址，也可配置在远端，与远端集中器或复用器接口。它在物理上可以是独立设备，也可以与其它设备集成在一个总设备内。OLT的内部由核心部分、业务部分和公共部分组成。
OLT设备在网络中主要有以下特性：
（1）能够安全可靠的承载TDM业务。①可在外部E1/STM-1/BITS/内部三级时钟之间实现无损切换；②环路/差分/自适应/网络等传递方式；③能够传递时间和时钟并达到高度同步。
（2）业务承载QoS保障。①具有许多不同的业务模型；②高精度的EPONDBA带宽分配；③128字节报文深度检测和流分类、优先级处理、用户和业务速率控制、队列级映射和调度、拥塞控制、缓存管理、流整形；④具备业务规划功能且可以灵活在QinQ和VLAN之间应用转换。
（3）能够可靠的保证传输业务及系统的安全性。①对于关键板件（主控交换/电源等）做出冗余保护；②实现总线独立管理及双排风扇结构设计；③EPON设备的端口及组网要进行1+1保护；④STP/MSTP/RSTP以太网链路冗余和环回保护；⑤LACP/Trunking以太网链路聚合/均衡；⑥UAPS/EAPS双归属保护以太网业务。
（4）全力保障业务和系统的安全。①PON三重搅动和AES128数据加密；②用户定位（DHCPoption82/PPPoE+等）；③流量抑制（广播/IGMP/DCHP/CPU）；④IP/MAC过滤/限制/绑定/防迁移；⑤DHCPSnooping/SourceGuard/Spoofing；⑥ACL；⑦流量镜像。
1.2 ONU功能
（1）核心部分主要功能有：ODN接口功能、传输复用功能、用户和业务复用功能；（2）业务部分主要提供用户接口；（3）公共部分主要用于供电和OAM，其中ONU设备的供电通过供电功能来实现（例如交/直流转换或直流/直流转换）。OAM功能为ONU的所有功能块提供处理操作、管理和维护功能，例如不同功能块的环回控制功能等。
2 EPON的关键技术
2.1 测距技术
EPON运用点对多点的特殊结构，各ONU对OLT的时延存在较大差异，易在上行信道发生信号碰撞问题，且无法确定信号达到OLT的时间。因此，需运用测距技术，以有效补偿传输时间差异。一般情况下，导致传输时延出现的因素包括物理距离差异和环境温度变化。测距过程中，也需从两个方面开展。第一，结合物理距离差异的影响，将静态粗测实施于新ONU的注册阶段。第二，为有效应对环境温度变化带来的影响，将动态精测实时开展于通信过程中。
2.2 搅动技术
通过将搅动技术运用于EPON系统，可保证信息安全。通过搅动下行数据，能有效隔离用户信息，确保只有目的ONU能接收下行数据。通过搅动上行数据，则可避免非法人员伪造MAC控制帧和OAM帧等，进而避免系统配置遭到更改。
2.3 时钟提取技术
快速同步是实现系统高速率的基础。通常借助锁相环提取下行信号中的时钟；利用帧同步自检测技术，有效实现帧同步。
3 EPON技术在有线电视通信中的应用
3.1 EPON技术在有线电视网络中的应用模式
一般情况下，可采取两种方式将EPON网络构建于有线电视网络中。第一，单纤三波模式。该模式主要是将三种波长信号搭载于一根光纤中。其中，EPON网络上行、下行及有线电视网络分别采用一种光波。该模式的构建实践中，需将波分复用器添加于分前端，以有效复用合成有线电视光信号和EPON光信号。同时，将波分复用器添加于光节点，以有效分离EPON光信号和有线电视光信号。光纤和光分路器则共同使用。第二，双纤三波模式。该模式利用两根光纤分别传输EPON数据信号和有线电视射频信号。目前，广泛应用双纤三波模式，无需将有源设备设置于光线路终端和光网络单元之间，可靠性较高，扩容较简单。
3.2 EPON技术在有线电视网络中的实际应用
研究发现，一般采取两种方案将EPON技术应用于有线电视网络。
第一，EPON+EOC方案。该方案是将EPON网络添加于有线电视光纤网，以实现光纤网双向传输目标；将EOC技术运用于有线电视电缆网，以满足双向传输需求。具体应用方案如图1所示。
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图1 EPON+EOC方案
图1中的阴影部分为EPON网络，有线电视传输网络和EOC网络分别位于图1的上面和右边。通常分中心机房设置OLT设备，每一个PON口可接入不大于32个的ONU。运用二级分光，分别在分前端机房和小区光交箱内设置两级光分器。严格控制光分器的功率。对于一些农村地区，EPON系统光功率预算和接入距离要求都满足的前提下，可运用不等分光分路器，科学分配不同线路的光功率。建议每个光节点覆盖100个左右的有线电视用户。具体实践中，需考虑用户上网带宽和在线并发率等因素，合理确定服务小区内的数据光节点和ONU设备数量等。
第二，FTTH方案。本方案主要是使EPON光纤和有线电视光纤共同入户，具体方案如图2所示。一般情况下，FTTH方案可划分为两个部分。第一，EPON数据网络。在分中心机房设置机柜式OLT设备，将64个ONU下挂于每个PON口，即可有效覆盖64个用户。在小区交接箱和楼栋分纤箱内分别放置不同功率的分路器。如果带宽接入率、互动电视接入率及在线率等符合相关标准，且用户端应用的是百兆ONU，那么可顺利实现每户接入带宽100M的目标。
第二，电视射频网络。将1550nm的光发射机设置于机房，进行分光处理后，对光放大器进行驱动，每个光放大器的输出端口可有效覆盖128个用户。运用两级分光，分别在小区交接箱和楼栋分纤箱中放置不同功率的分路器。
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图2 FTTH方案
结束语
EPON技术融合了PON和以太网技术的优点，广泛应用于有线电视通信领域。在实际应用中，相关人员应深入分析EPON技术的特点，结合实际施工需要，合理设计通信方案。充分考虑传输距离和光链路损耗，发挥EPON技术的优势，显著提高有线电视通信质量。
参考文献：
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[2]张建军.有线电视通信中EPON技术应用研究[J].技术与市场，2018，3（12）：44-45.
[3]孙 晓.EPON技术在有线电视网络中的应用[J].信息与电脑，2017，3（13）：55-56.
论文作者:鄢文
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/18
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