淺析EPON技術(shù)應(yīng)用及其市場(chǎng)分析

《能力拓展訓(xùn)練》任務(wù)書學(xué)生姓名：專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師：工作單位：題目:光纖通信技術(shù)的應(yīng)用和產(chǎn)品的市場(chǎng)分析課程設(shè)計(jì)目的：安排學(xué)生進(jìn)行與專業(yè)有關(guān)的綜合性設(shè)計(jì)和研究，開展專題調(diào)研、探索、研究和設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力；鍛煉學(xué)生查詢文獻(xiàn)資料、靈活運(yùn)用知識(shí)、有效開展科學(xué)研究的能力；提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求:對(duì)光纖通信技術(shù)的應(yīng)用和產(chǎn)品的市場(chǎng)分析相關(guān)課題和問題進(jìn)行調(diào)研，查閱資料，分析問題，設(shè)計(jì)和比擬方案，進(jìn)行綜合分析、實(shí)驗(yàn)或仿真并得出結(jié)論，寫出研究報(bào)告。初始條件：計(jì)算機(jī)1臺(tái)；中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)；萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)；維普數(shù)據(jù)庫(kù)。時(shí)間安排：第19周，安排設(shè)計(jì)任務(wù)；第20-24周，完成各項(xiàng)任務(wù)，并撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告；第25周，辯論。指導(dǎo)教師簽名：2010年月日系主任〔或責(zé)任教師〕簽名：2010年月日目錄1EPON概述11.1EPON的組成單元21.2EPON的工作原理31.3EPON的實(shí)現(xiàn)原理3下行傳輸原理31.3.2上行傳輸原理42EPON的關(guān)鍵技術(shù)52.1動(dòng)態(tài)帶寬分配DBA52.2上行信道復(fù)用技術(shù)52.3OLT的測(cè)距和延時(shí)補(bǔ)償技術(shù)及ONU即插即用技術(shù)62.4突發(fā)信號(hào)的收發(fā)63EPON在FTTH中的市場(chǎng)分析73.1FTTH市場(chǎng)開展分析73.2EPON市場(chǎng)分析73.2.1EPON市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)73.2.2EPON與GPON的比擬94展望EPON技術(shù)的未來(lái)115參考文獻(xiàn)12摘要近幾年，網(wǎng)絡(luò)的核心局部發(fā)生了翻天覆地的變化，無(wú)論是交換，還是傳輸都己更新了好幾代。不久，網(wǎng)絡(luò)的這一局部將成為全數(shù)字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網(wǎng)絡(luò)，而另一方面，現(xiàn)存的接入網(wǎng)仍然是被雙絞線銅線主宰的、原始落后的模擬系統(tǒng)。兩者在技術(shù)上存在巨大的反差，制約全網(wǎng)的進(jìn)一步開展。同時(shí)隨著光纖通信技術(shù)的日臻成熟，具有巨大寬帶優(yōu)勢(shì)，可提供全業(yè)務(wù)、高速率的光纖到戶〔FTTx〕光接入網(wǎng)便逐漸浮出水面，成為了寬帶接入網(wǎng)的最有效的解決方案。而EPON是基于以太網(wǎng)技術(shù)的傳輸技術(shù)，技術(shù)簡(jiǎn)單、設(shè)備造價(jià)也相對(duì)較低，是當(dāng)前業(yè)界公認(rèn)最好的實(shí)現(xiàn)FTTx的傳輸技術(shù)之一。本論文分析和闡述了EPON的技術(shù)原理。其次，介紹了EPON技術(shù)在“接入最后一公里”中的組網(wǎng)應(yīng)用。最后，介紹了EPON技術(shù)的市場(chǎng)現(xiàn)狀和開展方向。關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù)，EPON，接入網(wǎng)AbstractThecorepartofnetworkhasundergoneearth-shakingchanges,exchangeandtransmissionhaveupdatedforgenerationsrecently.Soon,thispartofthenetworkwillbecomethedigitalcontrolandmaster,software,networkintegrationandintelligent,butontheotherhand,theexistingaccessisstilldominatedbytwisted-paircopper,primitivesimulationsystem.Bothtechnicallyandrestrictstheexistinghugecontrasttothefurtherdevelopmentoftheentirenetwork.Atthesametime,opticalfibercommunicationtechnologiesmaturegradually,hasgreatadvantage,canprovidethebroadbandservice,highrateofFTTH(FTTx)lightaccess,graduallysurfacedbecamethemosteffectivebroadbandaccesssolutions.BasedonEthernettechnologyandEPONisthetransmissiontechnology,technologyissimple,equipmentcostarerelativelylow,istherealizationofthebestcurrentindustryasoneofthetransmissiontechnologyFTTx.ThethesisexplainedtheapplicationsanddevelopmentofEPONtechnologyinthelastkilometerofbroadbandaccessing.Finally,itintroducesthepresentmarketsituationandEPONtechnologydevelopmentdirection.Keywords:Opticalfibercommunicationtechnology,EPON,accessnetwork淺析EPON技術(shù)應(yīng)用及其市場(chǎng)研究1EPON概述無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)〔PON〕技術(shù)是為了支持點(diǎn)到多點(diǎn)應(yīng)用而開展起來(lái)的光接入技術(shù)。PON由光線路終端〔OLT〕、光網(wǎng)絡(luò)單元〔ONU〕和光分配網(wǎng)絡(luò)〔ODN〕組成。其本質(zhì)特征為ODN全部由無(wú)源器件組成，信號(hào)通過分光器從單一共享光纖分散至各個(gè)獨(dú)立的用戶。之所以稱其為“無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)”，是因?yàn)樵撓到y(tǒng)有別于傳統(tǒng)的中心局端及客戶端的連接，無(wú)需使用有源電子設(shè)備裝置介于該接入網(wǎng)之間。因此，PON的優(yōu)勢(shì)除了可節(jié)省光纖資源外，還大大簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作和維護(hù)，有效地減少建設(shè)和運(yùn)營(yíng)本錢。而純光介質(zhì)的結(jié)構(gòu)，透明的光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)，使得對(duì)未來(lái)業(yè)務(wù)可擴(kuò)展保持了技術(shù)的平安性。迄今為止，PON技術(shù)的開展已歷經(jīng)了好幾個(gè)階段，電信運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備制造商開發(fā)了多種協(xié)議和技術(shù)，使PON解決方案能更好地滿足接入網(wǎng)市場(chǎng)的需求。PON技術(shù)最初是基于ATM的，即在PON上實(shí)現(xiàn)基于ATM信元的傳輸，簡(jiǎn)稱為APON。ITU-T和FSAN(FullServiceAccessNetwork)為APON制定了相應(yīng)的G.983系列標(biāo)準(zhǔn)。隨著以太網(wǎng)〔Ethernet〕技術(shù)的快速開展，其簡(jiǎn)便實(shí)用、價(jià)格低廉的特性，幾乎已經(jīng)完全占據(jù)了局域網(wǎng)的主導(dǎo)地位，并在事實(shí)上被證明是承載IP數(shù)據(jù)包的最正確載體。目前，IP/Ethernet應(yīng)用占了整個(gè)局域網(wǎng)通信的95%以上。因此，把簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與PON接入技術(shù)相結(jié)合，便構(gòu)成了基于以太網(wǎng)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)〔EPON〕。為了突出接入網(wǎng)的優(yōu)先地位和重要性，IEEE802.3工作組把人們以前熟知的“最后一英里”接入網(wǎng)絡(luò)端改稱為“第一英里〔TheFirstMile〕”，并在2000年11月成立了EFM〔EthernetintheFirstMile〕研究組。在IEEE組織下，以太網(wǎng)的設(shè)備制造商們拋棄了自我的一些標(biāo)準(zhǔn)，瞄準(zhǔn)接入網(wǎng)市場(chǎng)，開展已廣泛使用和證實(shí)的以太網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。EPON最大的優(yōu)越性在于允許運(yùn)營(yíng)商放棄復(fù)雜昂貴的ATM和SONET設(shè)備，能與現(xiàn)有的以太網(wǎng)相兼容，從而大大簡(jiǎn)化了接入網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。EPON是一個(gè)多業(yè)務(wù)平臺(tái)，不僅能綜合現(xiàn)有的有線電視、數(shù)據(jù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)，還還可滿足用戶的各種寬帶業(yè)務(wù)需要，如數(shù)字電視、VoIP、電視會(huì)議等。1.1EPON的組成單元典型的EPON的組成單元如圖1所示。圖1-1典型的EPON系統(tǒng)組成OLT位于中心局端，可以說一個(gè)L2交換機(jī)或者L3路由器。OLT是整個(gè)EPON系統(tǒng)的核心部件：向下提供面向無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)的一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的PON接口；向上提供接入網(wǎng)與骨干網(wǎng)的高速接口，將來(lái)10Gbps的以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)定型后，OLT也會(huì)支持類似的高速接口。OLT通過支持EI接口可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的TDM語(yǔ)音的接入。OLT通過ODN與各個(gè)ONU相連。ODN是無(wú)源光纖分配器組成的光纖分配網(wǎng)絡(luò)，使得一個(gè)PON接口的光纖傳輸帶寬可以有多個(gè)ONU共享，能節(jié)省大量的光纖敷設(shè)本錢。EPON的無(wú)源器件位于ODN中，包括單模光纖光纜、無(wú)源光纖分配器/耦合器〔POS〕、連接器和街頭。其中，POS的功能是分發(fā)下行數(shù)據(jù)和集中上行數(shù)據(jù)。ONU位于用戶端，接入用戶終端。ONU提供對(duì)用戶業(yè)務(wù)的各種適配功能，即提供用戶數(shù)據(jù)、圖像和網(wǎng)絡(luò)與PON的接口。ONU的根本功能是接收光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成用戶需要的格式〔以太網(wǎng)、IP多播、POTS等〕。EPON一個(gè)特有的功能是ONU除了接收光信號(hào)并進(jìn)行轉(zhuǎn)換之外，還提供第2、3層的網(wǎng)絡(luò)交換功能，允許企業(yè)業(yè)務(wù)在ONU內(nèi)部實(shí)現(xiàn)路由。EPON技術(shù)采用這種點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并以以太網(wǎng)為承載協(xié)議。在EPON的統(tǒng)一網(wǎng)管方面，OLT是主要的控制中心，通過EMS實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理的主要功能。1.2EPON的工作原理EPON的特征是：ONU除了接收和轉(zhuǎn)換光信號(hào)外，還提供2～3層交換功能，它允許在ONU中內(nèi)置企業(yè)級(jí)路由器。EPON也適合用第三個(gè)波長(zhǎng)傳輸模擬CATV信號(hào)或者IP視頻。光信號(hào)通過POS把光纖線路終端(OLT)一根光纖下行的信號(hào)分成多路給每一個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)，每個(gè)ONU上行的信號(hào)通過光耦合器〔POS〕合成在一根光纖里給OLT。因而EPON中包括無(wú)源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。無(wú)源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括單模光纜、無(wú)源分光器/耦合器、適配器、連接器和熔接頭等。它一般放置于局外，稱為局外設(shè)備。無(wú)源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備十分簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠、壽命長(zhǎng)、易于維護(hù)、價(jià)格極低。EPON采用單纖波分復(fù)用技術(shù)〔下行1490nm，上行1310nm〕，僅需一根主干光纖一個(gè)OLT，傳輸距離可達(dá)20km。在ONU側(cè)通過POS最多分送給32個(gè)用戶，因而可大大降低OLT和主干光纖的本錢壓力。EPON具有同時(shí)傳輸TDM、IP數(shù)據(jù)和視頻播送的能力，其中TDM和IP數(shù)據(jù)采用IEEE802.3ah以太網(wǎng)的格式進(jìn)行傳輸，復(fù)議電信級(jí)的網(wǎng)管西哦他能夠，足以保證傳輸質(zhì)量。通過擴(kuò)展第三個(gè)波長(zhǎng)〔通常為1550nm〕可實(shí)現(xiàn)視頻業(yè)務(wù)播送傳輸。1.3EPON的實(shí)現(xiàn)原理根據(jù)IEEE802.3協(xié)議，EPON傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包長(zhǎng)度是可變的，最長(zhǎng)可達(dá)1518B；根據(jù)ATM協(xié)議，APON中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包是固定長(zhǎng)度的〔53B〕，其中含48B凈載荷和5B信號(hào)。假設(shè)用APON傳輸IP業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)包將被分成48B/組，然后再每一組前附加5B信頭開銷，這個(gè)過程耗時(shí)且復(fù)雜，也給OLT和ONU增加了額外本錢。與此相反，EPON適合傳輸IP業(yè)務(wù)信息，與APON相比，極大地降低了開銷。下行傳輸原理在EPON中，上下行傳輸采用不同的技術(shù)。下行傳輸采用播送傳輸方式，如圖1-2所示。圖1-2EPON下行傳輸原理EPON的下行為播送方式，所有的ONU都能收到相同的數(shù)據(jù)，但是通過LLID來(lái)區(qū)分不同的ONU的數(shù)據(jù)，ONU過濾播送報(bào)文來(lái)接收屬于自己的數(shù)據(jù)。上行傳輸原理EPON在上行傳輸時(shí)，采用TDMA傳輸方式。圖1-3EPON上行傳輸原理OLT安排好各ONU允許發(fā)送上行信號(hào)的時(shí)候，OLT發(fā)出時(shí)隙分配幀。ONT根據(jù)時(shí)隙分配幀，在OLT分配給它的時(shí)隙中發(fā)送自己的上行信號(hào)。2EPON的關(guān)鍵技術(shù)2.1動(dòng)態(tài)帶寬分配DBA動(dòng)態(tài)帶寬分配算法就是實(shí)時(shí)地〔ms/us量級(jí)〕改變EPON的各OUN上行帶寬的機(jī)制。EPON中如果用帶寬靜態(tài)分配，對(duì)數(shù)據(jù)通信這樣的變速率業(yè)務(wù)很不適合，如按峰值速率靜態(tài)分配帶寬，那么整個(gè)系統(tǒng)帶寬很快就被耗盡，帶寬利用率很低，而動(dòng)態(tài)帶寬分配使系統(tǒng)帶寬利用率大幅度提高。通過DBA，就可以根據(jù)ONU突發(fā)業(yè)務(wù)的要求，通過在ONU之間動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)帶寬來(lái)提高PON上行帶寬效率。由于能更有效地利用帶寬，可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)已有的PON上增加更多用戶，用戶可以用到的帶寬峰值甚至可以超過傳統(tǒng)的固定分配方式的帶寬。根據(jù)EPON的特點(diǎn)及ITU-TG.983建議，可以得出對(duì)動(dòng)態(tài)帶寬分配設(shè)計(jì)的具體要求有：業(yè)務(wù)透明；高帶寬利用率；低時(shí)延和低時(shí)延抖動(dòng)；公平分配帶寬，健壯性好，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。動(dòng)態(tài)帶寬分配采用集中控制方式：所有的ONU的上行信息發(fā)送，都要向OLT申請(qǐng)帶寬，OLT根據(jù)ONU的請(qǐng)求按照一定的算法給予帶寬〔時(shí)隙〕占用授權(quán)，其分配準(zhǔn)許算法的根本思想是：各ONU利用上行可分割時(shí)隙反映信元到達(dá)的時(shí)間分布并請(qǐng)求帶寬，OLT根據(jù)各ONU的請(qǐng)求公平合理地分配帶寬，并同時(shí)考慮處理超載、信道有誤碼、有信元喪失等情況的處理。2.2上行信道復(fù)用技術(shù)時(shí)分多址復(fù)用〔TDMA〕方式是目前主要的實(shí)現(xiàn)方式，可以采用固定時(shí)隙的時(shí)分多址復(fù)用、統(tǒng)計(jì)時(shí)分多址復(fù)用、隨機(jī)接入等方式。固定時(shí)隙時(shí)分多址復(fù)用方式缺乏之處有：當(dāng)其中有的時(shí)隙未用時(shí)，還是占用一樣的帶寬；對(duì)高突發(fā)率業(yè)務(wù)適應(yīng)力不強(qiáng)；ONU需要同步等；隨機(jī)接入方式?jīng)]有確定的接入時(shí)間；而統(tǒng)計(jì)時(shí)分多址復(fù)用可以克服前兩者的缺乏，所以一般都選擇采用統(tǒng)計(jì)時(shí)分多址復(fù)用。上行信號(hào)傳輸在ONU被分配到的時(shí)隙里發(fā)送以太網(wǎng)幀，統(tǒng)計(jì)復(fù)用通過提供的數(shù)據(jù)量的大小來(lái)改變時(shí)隙大小的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。2.3OLT的測(cè)距和延時(shí)補(bǔ)償技術(shù)及ONU即插即用技術(shù)由于EPON的上行信道采用TDMA方式，多點(diǎn)接入導(dǎo)致各ONU的數(shù)據(jù)幀延時(shí)是不同的，因此必須引入測(cè)距和時(shí)延補(bǔ)償技術(shù)以防止數(shù)據(jù)時(shí)域碰撞。此外，由于上行信道采用TDMA方式，為防止OLT接收側(cè)魄數(shù)據(jù)碰撞．．必須利用測(cè)距和肘延補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)時(shí)隙同步，使數(shù)據(jù)包按DBA算法確實(shí)定時(shí)隙到達(dá)，并支持ONU的即插即用。準(zhǔn)確測(cè)量各個(gè)ONU到OLT的距離，并精確調(diào)整ONU的發(fā)送時(shí)延，可以減小ONU發(fā)送窗口間的間隔，從而提高上行信道的利用率并減小時(shí)延。EPON的測(cè)距由OLT通過時(shí)間標(biāo)記在監(jiān)測(cè)ONU的即插即用的同時(shí)發(fā)起和完成。2.4突發(fā)信號(hào)的收發(fā)由于OLT接收到的信號(hào)為各個(gè)ONU的突發(fā)信號(hào)，OLT必須能在很短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)相位的同步，進(jìn)而接收數(shù)據(jù)。要求在ONU和OLT中使用支持突發(fā)信號(hào)的光器件，現(xiàn)有的大局部光器件還不能滿足這一要求，少數(shù)突發(fā)模式的光器件也只能工作在１５５Ｍ的速率上，而且價(jià)格昂貴。為了實(shí)現(xiàn)突發(fā)模式，在收發(fā)端都要采用特別的技術(shù)。光突發(fā)發(fā)送電路要求能夠非?？焖俚拈_啟和關(guān)閉，迅速建立信號(hào)，因而傳統(tǒng)的電光轉(zhuǎn)換模塊采用的加反應(yīng)自動(dòng)功率控制將不再適用，需要使用響應(yīng)很快的激光器。而在接收端，由于來(lái)自各個(gè)用戶的信號(hào)光功率是不同的且是變化的，所以突發(fā)接收電路必須在每次收到新的信號(hào)時(shí)調(diào)整接收電平〔門限〕。突發(fā)模式前置放大器的閥值調(diào)整電路可以在幾個(gè)比特內(nèi)迅速建立起閉值，接收電路根據(jù)這個(gè)門限正確恢復(fù)數(shù)據(jù)。3EPON在FTTH中的市場(chǎng)分析3.1FTTH市場(chǎng)開展分析當(dāng)前，寬帶的迅速開展已經(jīng)成為通信行業(yè)的主流方向。固定寬帶接入速率不斷提升，移動(dòng)無(wú)線寬帶接入市場(chǎng)逐步啟動(dòng)。縱觀全球通信市場(chǎng)，全球?qū)拵в脩魯?shù)量迅猛增長(zhǎng)，寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不斷加快，寬帶應(yīng)用日益豐富。無(wú)論是固網(wǎng)的DSL、光纖接入，還是移動(dòng)的3G、HSPA、Wi-Fi等無(wú)線寬帶接入，都日益成為所有重要運(yùn)營(yíng)商重點(diǎn)開展的業(yè)務(wù)。寬帶接入市場(chǎng)開展現(xiàn)狀和特點(diǎn)雖然日本、韓國(guó)以及一些西歐國(guó)家的寬帶市場(chǎng)趨于飽和，但中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、印度、額多斯以及拉美地區(qū)的寬帶用戶仍在快速增長(zhǎng)，帶動(dòng)全球?qū)拵Ы尤胧袌?chǎng)繼續(xù)保持快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭。根據(jù)Pointtopic的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2008年第三季度，全球?qū)拵Ы尤胗脩粢呀?jīng)到達(dá)3.98億戶，同比增長(zhǎng)率為21.2%。寬帶普及率也在穩(wěn)步提升。DSL仍是當(dāng)前主流的寬帶接入技術(shù)，截至2008年第三季度，DSL用戶到達(dá)2.57億戶，占寬帶接入用戶中的64.5%；cablemodem用戶到達(dá)8470萬(wàn)戶，占寬帶接入用戶的21.3%；FTTx用戶到達(dá)4800萬(wàn)戶，在寬帶接入用戶中占12%。在中國(guó)、印度、俄羅斯、中東以及拉美地區(qū)，新增寬帶用戶中絕大局部仍是ADSL用戶。根據(jù)工業(yè)和信息化部電信研究所通信信息研究所的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2008第三季度，我國(guó)寬帶接入用戶累計(jì)到達(dá)8812萬(wàn)戶，應(yīng)景超過美國(guó)，成果全球用戶規(guī)模最大的寬帶市場(chǎng)。但中國(guó)寬帶普及率仍人比擬低。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)開展和信息化進(jìn)程的加速，未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)和寬帶將逐漸成為人們工作和日常生活的必需品，因此我國(guó)寬帶市場(chǎng)仍有較大的開展空間。根據(jù)預(yù)測(cè)，未來(lái)兩年我國(guó)寬帶接入市場(chǎng)仍將保持快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，到2011年我國(guó)寬帶接入用戶將到達(dá)1.49億。3.2EPON市場(chǎng)分析EPON市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)從2002年開始，F(xiàn)TTx在日本燃起了星星之火；2003年，這棵火種蔓延至美國(guó)、韓國(guó)，F(xiàn)TTx開展勢(shì)頭強(qiáng)勁。市場(chǎng)調(diào)研公司InfoneticsResearch日前發(fā)表一份報(bào)告指出，全球電信運(yùn)營(yíng)商爭(zhēng)相靠署無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)〔PON〕，正在為該市場(chǎng)帶來(lái)繁榮景象，預(yù)FTTH亞太理事會(huì)主席ShoichiHanatani介紹：“目前北美只占總體PON用戶的6%，但2008年將上升到23%”。Howard表示：“2004年亞洲占全球PON銷售額的76%，北美占20%?！?。亞太地區(qū)寬帶業(yè)務(wù)市場(chǎng)主要集中在中國(guó)、日本、新加坡、韓國(guó)。在接受調(diào)查的12個(gè)熱點(diǎn)地區(qū)和國(guó)家中有一半市場(chǎng)的寬帶滲透率超過了30%，中國(guó)香港以84%的寬帶滲透率高居榜首，韓國(guó)以77%排在其后。目前EPON的開展優(yōu)勢(shì)在于：〔1〕技術(shù)比擬成熟。EPON從始進(jìn)入商用，2004年到達(dá)比擬高的熱潮，在推廣過程中，產(chǎn)品已經(jīng)得到了比擬長(zhǎng)時(shí)間的考驗(yàn)和驗(yàn)證，說明FTTx技術(shù)相對(duì)柬說是比擬成熟的。〔2〕本錢下降很快。隨著技術(shù)的進(jìn)步和競(jìng)爭(zhēng)的加劇，與EPON系統(tǒng)相關(guān)的芯片本錢下降幅度比擬大，光纖、光纜的價(jià)格下降也為EPON的開展創(chuàng)造了有利條件。EPON系統(tǒng)主要用的是光器件，光器件本錢是最大的一局部，占整個(gè)系統(tǒng)的60%。光器件本錢下降很快，是原來(lái)的1/10，這就使整個(gè)的FTTx系統(tǒng)設(shè)備的本錢下降比擬大．而2006年，隨著銅材價(jià)格上漲，相對(duì)光纖接入的本錢正逐步下降，各地接入網(wǎng)的光纖化進(jìn)程也逐漸開始升溫?！?〕EPON高性價(jià)比。雖然目EPON的接入本錢仍然比ADSL/LAN等接入技術(shù)本錢高，但是綜合EPON的可到達(dá)1.25Gbps的上下行相等的高帶寬，且隨著10G以太技術(shù)的成熟，最大速率可達(dá)10Gbps；可以支持10km和20km兩種最大傳輸距離，而ADSL只能覆蓋半徑為5公里的區(qū)域，且最高速率只有8Mbps，且在實(shí)際環(huán)境中要受到線路、距離等許多因素的制約；光纖傳輸質(zhì)量高，可靠性高、抗電磁干擾的特性；能夠?qū)崿F(xiàn)帶寬的動(dòng)態(tài)分配。綜合這些的性能而占，EPON的性價(jià)比是非常有競(jìng)爭(zhēng)力的，在與其它寬帶接入技術(shù)〔如ADSL2，VDSL、LAN〔4〕市場(chǎng)開展的需要當(dāng)IPTV采用新的編碼技術(shù)如MPEC4/H.264時(shí)，在1~2Mbps帶寬下可獲得DVD效果，為滿足IPTV要求，用戶接入帶寬至少滿足1.5M，因此2~3M作為根本目標(biāo)，隨著更多寬帶業(yè)務(wù)的應(yīng)用，現(xiàn)有的以ADSL為主的寬帶接入方式已經(jīng)很難滿足用戶對(duì)高帶寬、雙向傳輸能力以及平安性等方面的要求，大帶寬的接入網(wǎng)絡(luò)將逐漸走入家庭，EPON的生命力會(huì)越來(lái)越旺盛。目前，NTT、韓國(guó)電信、Verizon、法國(guó)電信、Swisscom、中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通等一些領(lǐng)先運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開始采用EPON技術(shù)建設(shè)ETTx網(wǎng)絡(luò)。EPON與GPON的比擬〔1〕上行可用帶寬

從系統(tǒng)上行傳輸總帶寬中減去各種系統(tǒng)運(yùn)行開銷就是上行可用帶寬。它EPON和GPON都是寬帶接入技術(shù)，承載的業(yè)務(wù)以IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主。下面將分別計(jì)算EPON和GPON在包含32個(gè)ONU，輪詢周期為750s的情況下，承載純IP業(yè)務(wù)時(shí)的上行可用帶寬。EPON的上行線路速率是1.25Gbit/s，因?yàn)椴捎昧?B/1OB線路編碼，每10bit中有8bit有效數(shù)據(jù)，所以其有效上行傳輸總帶寬為1Gbit/s，即1000Mbit/s。EPON上行的系統(tǒng)運(yùn)行開銷及其占總帶寬的比例如下:用于突發(fā)接收的物理層開銷:約3.5%；以太網(wǎng)幀的封裝開銷:約7.4%；MPCP(多點(diǎn)控制協(xié)議)和OAM(運(yùn)行管理維護(hù))協(xié)議開銷:約2.9%；DBA算法造成的剩余時(shí)隙(即缺乏以傳輸一個(gè)完整以太網(wǎng)幀的時(shí)隙)浪費(fèi):約0.6%；EPON上行總開銷為上述開銷之和，約為144Mbit/s，可用帶寬約為856Mbit/s(即1000Mbit/s-144Mbit/s)。上行線路速率為1.244Gbit/s的GPON，采用NRZ編碼，上行總帶寬為1.244Gbit/s，即1244Mbit/s。GPON上行的系統(tǒng)運(yùn)行開銷及其占總帶寬的比例如下:用于突發(fā)接收的物理層開銷:約2.0%；GEM(GPON封裝方法)幀和以太網(wǎng)幀的封裝開銷:約5.8%；PLOAM(物理層運(yùn)行管理維護(hù))協(xié)議開銷:約2.1%；DBA算法剩余時(shí)隙引入額外的封裝開銷(GPON中允許分割幀，當(dāng)剩余時(shí)隙缺乏以傳輸一個(gè)完整的以太網(wǎng)幀時(shí)，該以太網(wǎng)幀可以被分割成多個(gè)GEM幀傳輸，但每段分割的幀都要再額外增加一個(gè)新的GEM幀頭):約0.8%。GPON上行總開銷為上述開銷之和，約為133Mbit/s.〔2〕技術(shù)成熟度EPON①標(biāo)準(zhǔn)EPON的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.3ah，標(biāo)準(zhǔn)中定義了EPON的物理、MPCP(多點(diǎn)控制協(xié)議)、OAM(運(yùn)行管理維護(hù))等相關(guān)內(nèi)容。IEEE制定EPON標(biāo)準(zhǔn)的根本原那么是盡量在802.3體系結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行EPON的標(biāo)準(zhǔn)化工作，最小程度地?cái)U(kuò)充標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的MAC協(xié)議。②核心芯片目前可以提供EPON核心芯片的專業(yè)廠商有5-6家(不包括自主設(shè)計(jì)芯片的系統(tǒng)廠商)，在標(biāo)準(zhǔn)討論的過程中，這些廠商就己開始芯片的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，因此在802.3a標(biāo)準(zhǔn)正式公布時(shí)，他們大多都已推出了第二代和標(biāo)準(zhǔn)完全兼容的芯片，可以迅速支EPON系統(tǒng)的大規(guī)模部署。GPON①標(biāo)準(zhǔn)GPON的標(biāo)準(zhǔn)是ITU-TG.984系列標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了GPON的物理層、TC層和OAM相關(guān)功能。GPON標(biāo)準(zhǔn)的制訂考慮了對(duì)傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)的支持，繼續(xù)采用125s固定幀結(jié)構(gòu)，以保持8K定時(shí)延續(xù)。為了支持ATM等多協(xié)議，GPON定義了一種全新的封裝結(jié)構(gòu)GEM(GPONencapsulationmethod)，可以把ATM和其它協(xié)議的數(shù)據(jù)混合封裝成幀。②核心芯片除GPON設(shè)備廠商自主設(shè)計(jì)的GPON芯片外，目前還沒有專業(yè)的芯片廠商推出商用GPON核心芯片?！?〕多業(yè)務(wù)能力和平安性

目前對(duì)EPON多業(yè)務(wù)能力質(zhì)疑最多的就是它傳輸傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)的能力。且不說目前EPON設(shè)備廠商采用的各種TDMoverEthernet的專利技術(shù)提供了EPON單一網(wǎng)段的TDM業(yè)務(wù)傳輸通道，從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，其性能完全滿足1.5ms時(shí)延等指標(biāo)要求，完全符合傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。就是在普通的以太網(wǎng)設(shè)備上，現(xiàn)在也可以使用各種標(biāo)準(zhǔn)的PWE3(pseudowireemulationedgetoedge)設(shè)備提供跨網(wǎng)段、端到端的、透明的傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)TDM通道。在平安性方面，EPON也使用標(biāo)準(zhǔn)的基于AES的加密技術(shù)，其平安性和GPON無(wú)區(qū)別?！?〕QoS

在QoS方面，EPON定義了8個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，DBA算法考慮了對(duì)不同優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的帶寬分配策略和公平性等問題。對(duì)于數(shù)據(jù)包中的IP優(yōu)先級(jí)或以太網(wǎng)優(yōu)先級(jí)可以很容易地映射到這8個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列中，再通過DBA算法保證其傳輸?shù)膸捄蜁r(shí)延，因此完全可以滿足不同業(yè)務(wù)的QoS要求。GPON中OLT檢測(cè)每個(gè)CONT-T的業(yè)務(wù)負(fù)荷，用于預(yù)測(cè)/分析ONU的業(yè)務(wù)流情況和網(wǎng)絡(luò)的擁塞情況，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況給每個(gè)CONT-T分配資源，但并不涉及VP/VC或Port_ID的QoS。VP/VC或Port_ID提供的QoS保證由兩端的ATM/GEMclient的相應(yīng)機(jī)制來(lái)完成。對(duì)于有不同QoS要求的業(yè)務(wù)，GPON通過使用指針安排ONU用不同的傳輸方式來(lái)實(shí)現(xiàn):調(diào)整其授權(quán)帶寬和授權(quán)周期來(lái)保證業(yè)務(wù)的帶寬和時(shí)延要求。實(shí)際上，在如何保證業(yè)務(wù)的QoS方面，EPON和GPON的實(shí)現(xiàn)機(jī)理本質(zhì)上是一樣的。GPON中的OAM包括帶寬授權(quán)分配、DBA、鏈路監(jiān)測(cè)、保護(hù)倒換、密鑰交換以及各種告警功能。4展望EPON技術(shù)的未來(lái)EPON能夠幫助解決接入網(wǎng)建設(shè)中的很多實(shí)際問題，如此看來(lái)，EPON的開展前景是一片光明。不過，隨著FTTx市場(chǎng)的開展變化，還有許多需要解決的問題，有許多不確定的因素。第一個(gè)問題就是EPON和GPON的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)問題。對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)而言，這個(gè)方程的求解還需要較長(zhǎng)的時(shí)間。哪一種技術(shù)能夠以符合要