10G EPON技术发展及其在信息化建设中的应用

吴 涛

（中国电信上海公司，上海 200120）

10G EPON技术发展及其在信息化建设中的应用

吴 涛

（中国电信上海公司，上海 200120）

文章主要针对10G EPON的发展和应用进行深入探究，从功能、技术参数、系统互通性、带宽利用率以及成本等方面对EPON与GPON进行了深入比较和分析，详细阐释了10G EPON技术的关键所在，对于10G EPON在未来的发展和应用具有一定的参考价值。

10G EPON；技术；信息化

在当今信息技术高速发展的今天，人们对通信技术的要求也越来越高，如今各大运营商都开始推出宽带提速工程以及光进铜退工程。在不久的将来，以多媒体、互动游戏以及视频点播等为主要特点的宽带业务必将融入社会发展的主流成分。高宽带以及综合性能必然会成为判断宽带产品优劣程度的重要判据，也将成为客户选择运营商的重点考虑内容。在这种大环境下，10G EPON技术应运而生，本文将重点从技术参数、标准化进行、产品链成熟度以及实际应用等方面对其进行全方面介绍。

1 10G EPON技术概述

10G EPON系统中主要包含有3个搅动器，而每一个搅动器都是按照命令单独完成搅拌工作，并且其搅动密钥都是各不相同的。对于第1级搅动器而言，其主要使用的是24 bit的搅动密钥（X1-X8，P1-P16）1；对于第2级搅动器而言，其主要使用的是24 bit的搅动密钥（X1-X8，P1-P16）2；对于第3级搅动器而言，其主要使用的是24 bit的搅动密钥（X1-X8，P1-P16）3。这些搅拌密钥都是来自于ONU从上行用户数据所提取出的3个3字节数据，分别和3个3字节随机数异或是相加得到的结果。

2 EPON与GPON的比较分析

2.1 OAM功能比较

对于EPON而言，其OAM子层对于接入网特点的适应程度很高，所以EPON的管理功能具体性较强，而对于GPON而言，其不具有单独的管理层面，没有单独的子层，因此，其管理功能和控制功能是融于一体的。

2.2 技术参数比较

EPON与GPON的主要技术参数对比如表1所示。其中，由于EPON系统是基于吉比特以太网的无源光网络技术，因此，其具有低成本、强易用性以及高带宽等优点。

2.3 系统互通性比较

系统的互通性是EPON网络与GPON对不同参数进行测量的重要基础之一。相关协议就GPON系统各方面的规定都较为严密，有关系统互通性的问题涉及较少。而就EPON系统而言，尽管从协议上看其存在一定的未详尽规定，但是在实际应用中互通性因素依然存在一定的优势。比如：EPON系统的互通进展相较于GPON系统更快。

表1 EPON系统与GPON系统技术参数对比

2.4 带宽利用率比较

以承载TDM业务为例进行分析，EPON系统与GPON系统的效率差异大部分表现在编码和封装上。对于EPON系统与GPON系统的差异而言，其主要因8 B/10 B的编码和封装产生不同的业务开销。

3 10G EPON关键技术分析

3.1 1G和10G EPON 共存系统的物理层改进技术

EPON是一种采用点到多点网络结构、支持光纤长距离传输、基于以太网平台和时分复用（Time Division Multiplexing，TDM）媒体访问控制方式提供数据以及语音和视频的综合业务宽带接入技术，其标准为由IEEE组织推出的802.3 ah。10G EPON以EPON IEEE 802.3 ah为基础，最大限度地沿用IEEE 802.3 ah中的内容，并在此基础上建立了IEEE 802.3 av标准。10G EPON系统的组成结构与1 G EPON系统组成基本一致，其最大的区别在于10 G EPON系统中需要选用可以支持10G速率的光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）、光分配网络（Optical Distribution Network，ODN）以及光网络单元（Optical Network Unit，ONU）。

3.2 光功率预算技术

当BER=10-3时，上行传输光功率的预算和下行传输光功率的预算既有相同点，又存在着不同点，二者是紧密联系、不可分割的。当参数为PR10/PRX10时，上行和下行传输的发射机的类型都为EML；误码率都为10-3；插入损耗都为5～20 dBm；最小传输距离都为10 km；下行传输的最小消光比为9 dB，上行传输的最小消光比为6 dB；下行传输的接收机类型为PIN-PD，上行传输的接收机类型为APD。

当参数为PR10/PRX20时，上行和下行传输的发射机的类型是相同的，都为EML+OA；误码率都为10-3；插入损耗都为10～24 dBm；最小传输距离都为20 km；下行传输的光功率预算为25.5 dBm，上行传输的光功率预算为27 dBm；下行传输的最小消光比为9 dB，上行传输的最小消光比为6 dB；下行传输的接收机类型为PIN-PD，上行传输的接收机类型为APD。

当参数为PR10/PRX30时，上行和下行传输的发射机的类型是相同的，都为EML；误码率是相同的，都为10-3；插入损耗都为15～29 dBm；接收机类型为APD；最小传输距离都为20 km；下行传输的光功率预算为30.5 dBm，上行传输的光功率预算为32 dBm；下行传输的最小消光比为9 dB，上行传输的最小消光比为6 dB。

3.3 前向纠错技术

FEC允许链路可以在接收器有更高的比特误差率下运行，从而有效提高光纤链路预算，支持更长的链路距离或更高的分光比。由于在更高比特率下其日益显著的重要性，因而FEC是10G EPON所必需的。10G EPON FEC在两方面有别于EPON。首先，10G EPON使用更强大的Rs（255，223），而非EPON可选的Rs（255，239）代码。其次，10G EPON FEC没有采用以太网帧机制，而是采用了串流媒体数据的固定长度序列机制，将FEC同位字放人专门的66 B模块中。下行信号是FEC码字的持续串流，包含了以太网帧以及所有数据包之间的信息（如IPG和Or-deerd Set数据）。上行传输也与此类似，只是上行突发的首个FEC码字与突发的开始一致，从而使OLT FEC解码器能够立即支持每次突发的码字同步。

4 10G EPON技术的实际应用

2011年11月，江苏宿迁移动公司与市政府开启了“权力阳光”宽带接入项目，宿迁移动分公司采用中兴通信10G EPON设备，让原本光纤资源紧张的政府单位享受了千兆带宽服务，并且连接宿迁移动公司与市政府光缆交接箱仅仅需要原有光缆中的一根光纤。

多年以前，浙江温州就已经致力于探索精品接入网络建设。温州电信尝试着选择10G EPON技术，采用FTTB（LAN）建设模式，用40台10G EPONMDU设备取代了传统的楼道交换机接供宽带接入服务，最终满足了现网50万LAN小区用户的带宽升级需求，在小区提速改造方面取得了重大成就。

以上海电信为例，近10年的实践中搭建了相当数量的宽带小区。过去，对于大部分的封闭式住宅小区，其选择应用FTTH为主和FTTB+LAN为辅等模式进行建设。然而，随着设备的逐渐老化、用户数量的不断增加以及流量用量的不断上升，原有的网络的上联带宽已不能满足众多客户的需求，因此，急需对原有网络进行升级和改造。为保证上海电信在宽带竞争上的持续领先优势，从战略角度出发，网络建设必须先行。为积极推行国家战略、实现中国电信宽带接入发展的总体目标，大力推进上海“城市光网”建设，上海电信将在现有规模基础上，加快EPON网络向10G EPON平滑演进。从2014年起，上海电信便对10G EPON技术进行跟踪和试用，并且，其范围也在逐渐扩大。经过综合比较与层层筛选评估，10G EPON技术作为EPON的演进技术，最终被确定用于网络的建设和改造。2016年，上海电信使用10G EPON改造了近270个EPON小区成为10G EPON小区，投入设备7 000多PON口，极大地提高了网络带宽承载，为用户提供了1 000 M带宽接人能力，同时又把成本控制在较小范围内，显示了较高的经济效益。

5 结语

10G EPON系统适应性强，应用价值高。在现代科学技术高速发展的大环境下，不同种类、不同性质的网络技术都逐渐被应用于各行各业，10G EPON技术作为一种新型的网络技术更是受到了热烈的研究和讨论。它自身独特的优势以及在工程中的灵活应用，决定了未来几年内，很有可能取代ADSL，LAN，EPON，GPON等技术，成为网络技术发展中的主流。

[1]胡霞.基于EPON的VOIP组网与业务配置[J].湖南邮电职业技术学院学报，2014（4）：21-24．

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[3]尧昱，张静，王允，等.10G EPON技术及应用方案研究[J].光通信技术，2011（11）：1-3.

[4]张学然，王艳.基于EPON技术的应用模式与发展建议[J].中小企业管理与科技，2012（1）：291.

Development of 10G EPON technology and its application in informatization construction

Wu Tao
（China Telecom Shanghai Corporation, Shanghai 200120, China）

This paper mainly discusses the development and application of 10G EPON, and makes an in-depth comparison and analysis of EPON and GPON from the aspects of function, technical parameters, system interoperability, bandwidth utilization and cost, and elaborates in detail the key of 10G EPON technology, which has a certain reference value.for 10G EPON in the future development and application.

10G EPON; technology; informatization

吴涛（1981— ），男，浙江湖州，本科，工程师；研究方向：通信。