EPON与传统LAN接入的比较

EPON与传统LAN接入的比较随着宽带业务的发展，人们越来越意识到网络接入部分存在严重的带宽“瓶颈”和距离限制。接入网两端的设备都已达到Gbit级以上的速率（用户端广泛使用的PC内部总线速率已达到40Gbit/s），而作为接入网的另一端，城域网或长途网的骨干设备每波长速率也达到2.5-10Gbit/s，它们都比接入部分高出至少3个数量级。接入距离上，传统LAN(局域网)方式最远200m，XDSL(数字用户环路)最远几公里的接入距离，对于地域广阔的中国来说，都无法很好的解决覆盖问题。随着多网合一的推行，突破接入网带宽“瓶颈”和接入距离限制变得越来越迫切，只有突破接入网带宽“瓶颈”和接入距离限制，才能使整个网络有效发挥带宽的作用，真正推进各种业务的发展，给运营商带来经济效益和社会效益。EPON（无源光网络）作为一种合适的接入技术在这种背景下迅速得广泛应用。1.原理比较EPON(802.3ah)就是基于以太网的无源光网络，它承载的内容是以太网数据包，因此EPON天生就是为IP服务的，与传统的LAN技术标准一样，都出资IEEE.数据传送原理EPON下行使用1490nm的光波承载数据，OLT(光线路终端)到ONU(光网络单元)间下行数据采用点对多点广播方式传递数据（TDM），ONU通过识别报文MPMC层LLID的数据。在OLT和ONU之间，通过AES-128进行加密，保证数据安全。对于ONU到OLT的上行数据，采用时分多址接入技术（TDMA）为各个ONU分配时隙，传输上行流量。当ONU注册成功后，OLT会根据系统配置，给ONU配置特定的带宽（采用DBA，OLT会根据指定的带宽分配策略和各个ONU的状态报告，动态地给每个ONU分配带宽）。带宽对于PON层面来说，就是有多少可以传输数据的基本时隙，每个基本时隙单位时间长度为16nm。在各个OLT端口（PON端口）下面，所有的ONU和OLTPON端口之间时钟是严格同步的，每个ONU只能在OLT给它配分的时刻上面开始，用分配给它的时隙长度传输数据。通过时隙分配和时延补偿，确保多个ONU的数据信号耦合到一根光纤时，各个ONU上行包不会互相干扰。LAN是一种局域网技术，由于其技术简单、使用广泛而被引入到接入网中。目前LAN技术主要就是以太网，尤其IEEE802.3u和IEEE802.3z/ab应用广泛。以太网使用CSMA/CD（带有冲突监测的载波侦听多址访问）是一种共享技术。该技术中两端设备是对等的，双方采用相同的机制传送数据流量。终端与终端间的数据交换在交换机上完全依照MAC进行转发，数据都采用CSMA/CD的方式实现转发。VLAN的出现很好的解决了冲突及广播的问题。带宽和传输距离LAN以太网当前实现10/100/1000Mbit/s的对称接入速率，但只能提供到最远200m的传输距离，这也是其作为接入技术的最大问题之一，通常智能通过级联交换机延长传输距离。EPON同样实现10/100/1000Mbit/s的对称接入速率，但可以保障最远20km的传输距离，完全克服了以太网及xDSL技术在距离和带宽上的局限性，使宽带接入方案的覆盖范围更为宽广。组网能力于可扩展性LAN设备放置在写字楼或小区内部，通过五类线连接用户，这就涉及了楼内的布线工程开销。经验表明，前期的设备和布线占据大量的人力物力，并且LAN接入前期的部署交换机一次到位，若对用户数的预测存在误差，会造成端口长期闲置，也可能造成一些区域端口不足，扩容麻烦。LAN是系统的点对点接入技术，只支持点到点信息传递，因此组网有局限性。如果沿马路的狭长地带有宽带接入需求，就需要在每个需求点都部署交换机，统一汇入局端汇聚交换机，或者在每个需求点放置一台二次汇聚设备，由该设备提供端口，汇接该需求点交换机流量。若采用EPON技术，解决需求则快捷许多。。EPON是点到多点的接入技术，结合不同分光比的分光器后，可实现灵活组网，支持树形、星形、链型等形式组网。沿马路的狭长地带有宽带接入需求，在每个需求点放置一个1：2的无源分光器，规划一定的带宽后，继续往前铺设光缆，在下一个需求点同样放置一个1：2的无源分光器，如此则可轻松接入所有信息节点。EPON支持星型组网的优势也很明显，ODN中放置一个1：N的分光器即可覆盖最多64个信息点的接入，而且覆盖半径最大为20km。EPON产品主要几种于OLT和ONU，OLT布置在机房端，一套OLT可覆盖广阔的区域。中间的无源设备成本低廉，可以一次部署到位。而ONU可以随着业务的发展而扩展。并且ONU在OLT上注册是自动完成的，因此当某区域需要增加ONU时直接加入网络即可。2.组网比较EPON作为接入技术，通常有FTTH（光纤到户）、FTTB（光纤到楼）等多种组网方案。FTTH单位成本高，适合少数高端个人用户和单位客户接入。FTTB方案在单位成本和接入宽带上最适合广大普通用户的宽带接入，因此着重对比分析FTTB方案的实现情况。以太网技术具有扩展性好、价格便宜、接入速率高、成熟简单等优势，能为用户提供10/100Mbit/s的终端接入速率。尤其是对于高密度用户群，以太网的接入的经济性也非常好，而我国由于城市居民的居住密度大，正好适合以太网接入的这一特征。在商业大楼和住宅区，以太网接入依然是前景良好的宽带接入手段，端到端的以太网服务也代表着通信技术的一个发展方向。EPON产品完全继承了以太网技术的有点，ONU提供以太网接口，可直接为用户提供10/100Mbit/s的终端接入速率。相同点：1)局端都需要大容量的汇聚设备。LAN模式是汇聚加换机，EPON模式是OLT设备。2)中间需要汇聚点。LAN模式是园区汇聚或楼宇汇聚交换机，EPON模式是POS。3)为用户提供10/100Mbit/s以太网接口。LAN模式由楼道交换机提供10/100Mbit/s以太电接口，EPON模式由ONU提供10/100Mbit/s以太网接口。4)两种方式都需要占用光缆资源。不同点：1)传统LAN模式占用两芯光缆，EPON占用单芯光缆。2)传统LAN模式需要多级汇聚交换机，EPON采用无源光分器。3)传统LAN模式多级汇聚，层次复杂导致带宽利用率低，EPON模式层次简洁，带宽利用率高。影响通信技术发展的主要动因是成本和带宽，即单位带宽的投入是决定因素。于LAN接入技术相比，EPON不但节约光纤资源，由于此熬出了局端与用户端时间的有源设备，是维护简单、可靠性高，从而整体降低了网络成本。FTTB的组网方案很好的融合了以太网和PON网络的优势，较好的节约纯以太网中设备和网络管理、设备供电、带宽扩展等诸多问题。因此是目前理想的、能达到电信级运营要求的以太网接入解决方案。3.投资比较在相同的用户条件下，EPON+FTTB模式局端(OLT)与用户(ONU)之间仅有光纤、光分路器等光无源器件，无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员。因此，对于承建费用要降低至少20%，后期维护费用要降低50%；而LAN模式需要建设机房，建立独立供电源并且需要维护人员，相对运维费用要远远高于EPON模式。通过以上分析可以看出，采用EPON技术实现数据对称传输，具有天然限制广播与冲突机制，满足运营商根据灵活的资费模式为用户提供1M－1GE的带宽，DBA（数据库管理）技术则大大提高带宽利用率；提供半径20km接入能力，，覆盖范围大大提高，彻底解决边远区域的宽带接入问题；大量结成主干光纤和光收发器；网络无源设备，省电、防盗、防雷，不需要二层汇聚交换机投资，不需要机房建设，可靠性能高，显著降低维护费用；网络层次简化，组网灵活，部署迅速，这就是EPON对于传统LAN接入的优势所在。