摘　要：本文简要介绍IEEE802.3 EFM正在研究的EPON技术，以及作为一种宽带接入技术，EPON的优势，基本网络结构和关键的技术问题。

　　关键字 EPON PON IEEE EFM OLT ONu/ONT 以太网 无源光网络 关键技术

　　引　言

　　随着Internet的高速发展，用户对网络带宽的需求不断的提高，传统的接入网已经成为整个网络中的瓶颈，以新的宽带接入技术取而代之已成为目前研究的热点。正是在这种背景下，IEEE与2000年底成立了EFM工作组（Ethernet in the First Mile Study Group），试图引入一种新的接入技术标准－Ethernet PON（或Ethernet over PON， 以下简称EPON）。顾名思义，EPON是利用PON（无源光网络）的拓扑结构实现以太网的接入。目前，该项技术正处在研究讨论阶段，还未形成标准，但由于EPON具有其它接入技术无法比拟的优势，可以预见在不久的将来，它将很可能成为IEEE802.3协议中的又一重要成员。本文将对这一技术的优势、基本网络结构和关键技术问题进行讨论。

　　EPON 的优势

　　IEEE EFM工作组2001年三月会议中提出的会议范围（Scope）如下，"Define 802.3 Media Access Control(MAC) parameters and minimal augmentation of the MAC operation, physical layer specifications, and management parameters for the transfer of 802.3 format frames in subscriber access networks at operation speeds within the scope of the current IEEE Std 802.3 and approved new projects."。

　　从中可以看出，IEEE EFM工作组的目的是在现有IEEE802.3协议的基础上，通过较小的修改实现在用户接入网络中传输以太网帧。为实现这一目的，工作组提出的EPON的概念，并对其目标、优势及关键技术问题进行了初步的讨论。总结起来，EPON相对于现有类似技术的优势主要体现在以下几个方面：

　　1． 与现有以太网的兼容性：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。

　　2． 高带宽：根据目前的讨论，EPON的下行信道为百兆/千兆的广播方式，而上行信道为用户共享的百兆/千兆信道。这比目前的接入方式，如Mode、ISDN、ADSL甚至ATM PON（下行622/155Mbps，上行共享155Mbps）都要高得多。

　　3． 低成本：首先，由于采用PON的结构，EPON网络中减少了大量的光纤和光器件以及维护的成本。其次，以太网本身的价格优势，如廉价的器件和安装维护使EPON具有ATM PON所无法比拟的低成本。

　　基本网络结构

　　虽然，EPON的网络结构在目前还没有定论，但肯定会采用PON的结构，因此，讨论中许多成员都沿用了ITu－T G.983 中定义的ATM PON的结构来描述EPON。

EPON 的网络结构

　　由业务网络接口到用户网络接口间为EPON，而EPON通过SNI与业务节点相连，通过uNI与用户设备相连。EPON主要分成三部分，即OLT（Optical Line Termination）、ODN（Optical Distribution Network）和ONu／ONT（optical network unit/ optical network Termination）组成。其中OLT位于局端，ONu/ONT位于用户端（其区别为ONT直接位于用户端，而ONu与用户间还有其它的网络如以太网）。OLT到ONu/ONT的方向为下行方向，反之为上行方向。

　　尽管在结构上与ATM PON类似，但EPON在功能和实现上都与ATM PON有所不同，因此，其各部分实现的功能也和ATM PON不同：

　　1． OLT：作为EPON的核心，OLT应实现以下功能。

　　◆ 向ONu以广播方式发送以太网数据。
　　◆ 发起并控制测距过程，并记录测距信息。
　　◆ 发起并控制ONu功率控制。
　　◆ 为ONu分配带宽，即控制ONu发送数据的起始时间和发送窗口大小。
　　◆ 其它相关的以太网功能。

　　2． ODN：由无源光分路器和光纤构成。

　3． ONu/ONT：ONu/ONT为由户提供EPON接入的功能。

　　◆ 选择接收OLT发送的广播数据。
　　◆ 响应OLT发出的测距及功率控制命令，并作相应的调整。
　　◆ 对用户的以太网数据进行缓存，并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送。
　　◆ 其它相关的以太网功能。

　　从EPON中功能划分可以看出，EPON中较为复杂的功能主要集中于OLT，而ONu/ONT的功能较为简单，这主要是为了尽量降低用户端设备的成本。

　　关键技术问题

　　如前所述，EPON技术目前还处在研究讨论阶段，还有许多问题有待解决，主要包括以下几个方面。

　　1． 上行信道复用技术：可以说上行的复用技术是EPON技术的核心，从目前的研究来看，大多数方案都使用了DWDM＋TDMA的复用方法。DWDM的使用是发展的趋势，但主要取决于光器件。因此，主要讨论的焦点将是TDMA的实现方法，即如何使用TDMA的方法使上行信道的带宽利用率、时延和时延抖动等指标达到要求。其中，上行带宽的分配方法、ONu发送窗口固定还是可变、最大的ONu发送窗口应为多大、ONu发送窗口的间隔、以太网帧是否切割等问题都有待于研究和确定。

　　2． 测距和时延补偿技术：由于光纤信道时延较大的特点，ONu与OLT之间的距离将会影响到上行信道的复用，如果准确测量各个ONu道OLT的距离并能精确的调整ONu的发送时延，则可以减小ONu发送窗口间的间隔，从而提高上行信道的利用率并减小时延。另外，测距过程应充分考虑到整个EPON的配置情况。例如，系统在工作中加入新的ONu，此时对它的测距不应对其它ONu有太大的影响。

　　3． 光器件：由于EPON上行信道是所有ONu分时复用的，每个ONu只能在指定的时间窗口内发送数据。因此，EPON上行信道中使用的是突发信号，这就要求在ONu和OLT中使用支持突发信号的光器件。现有的大部分光器件还不能满足这一要求，少数突发模式的光器件也只能工作在155Mbps的速率上，而且价格昂贵。可以说，这是EPON技术面临的一大问题，但是，目前已有厂商正在研制满足EPON要求的光器件，相信随着EPON标准的制定，会有更多的产品出现。

　　4． 突发信号的快速同步：由于OLT接收到的信号为突发信号，OLT必须能在很短的时间（几个bits）内实现相位的同步，进而接收数据。这一技术与APON中使用的类似，因此可以借鉴APON的经验。

　除此之外，下行信道安全性、如何实现QoS、如何实现VLAN和网管等也是影响EPON应用前景的问题，必须加以考虑。