摘要：本文闡述了EPON係統的相關技術（shù）以及在歐視邁(OZEAM)全數字可（kě）視對講係統中的應用和注意事項

      關鍵詞：EPON全數字可視對講係統歐視邁 OZEAM OLT ONU ODM

       EPON（以太無源光網絡，Ethernet Passive Optical Network）是一種新型的光纖接入網技術，它（tā）采用點到多點（diǎn）結構、無（wú）源光纖傳輸，在以太網之上提供（gòng）多（duō）種業務。它在物理層采用了（le）PON技術，在（zài）鏈（liàn）路層（céng）使用以太網協議，利用PON的拓（tuò）撲結構實現（xiàn）了以太網的接（jiē）入。因此，它綜合了PON技術和以太（tài）網技術的優點：低成本（běn）；高帶寬；擴展性強，靈活快（kuài）速的服務重組；與現有以太網的兼容性（xìng）；方（fāng）便的管理等等。

      一（yī）.   PON技術發展

      光纖接入從技術上可分為兩大類：有源光網絡(AON，Active Optical Network)和無（wú）源光網絡(PON，Passive Optical Network)。

      有源光網絡是指從局端設備到用戶分配單元之間均采用有源光（guāng）纖傳輸設備，即光電轉換設備、有源光電器件以及光纖等。其典（diǎn）型代表（biǎo）是現在使用的（de）LAN接（jiē）入（rù）方（fāng）式，如圖1-1所示:

圖1-1 LAN接入的網絡結構（gòu）

有源光網絡的優點是：

（1）傳輸容量大：155Mb/s或622Mb/s的接入速率

（2）傳輸距離遠：不加中繼器，距離70多公裏

（3）技術成熟，已（yǐ）廣泛（fàn）應用

其（qí）缺點是（shì）：

（1）在用戶和中心機房之間，需要采用大量的通信設備進行組網（wǎng），這些設備需要專（zhuān）門的（de）安裝環境甚至機房。

（2）需要解決供電問題（tí）

（3）維護（hù）成本高

無源光網（wǎng）絡(PON)一般指光傳（chuán）輸段采用無源（yuán）器件(無源光分路器等)，實現點對多（duō）點的光纖（xiān）接入網。其特點是：

（1）信號在傳（chuán）輸過程中無再生放大

（2）信號由（yóu）光分路器、無源光功率分配器等傳至用戶

（3）實現透明傳輸，信號處理全由局端和用戶端設備完成

與有源光網絡（luò）比：

（1）覆蓋範圍和（hé）傳（chuán）輸（shū）距離更小

（2）可靠性更高：由於戶外無有源（yuán）設備，能避免戶外的電磁幹擾和雷電（diàn）影響，減少線（xiàn）路（lù）和外部設（shè）備的故障率，提高係（xì）統的可靠性

（3）安裝維護更方便、維護成本更低

圖1-2 PON的組網結構（gòu）

       目前PON技術主要有APON/BPON、GPON、EPON等幾種，其主要差異（yì）在於采用了不同（tóng）的二層（céng）技術。這些PON技術是當前應用的主流，由（yóu）於都（dōu）是通過時分複用（yòng）的（de）方式來提供（gòng）業務，因此可以統稱為TDM PON。

       利用PON的拓撲結構實現以太網接入的係統。它屬（shǔ）於IP接入網，是PON技術與以（yǐ）太網技術相結合的產物。目（mù）前，IEEE組織（zhī）已通過了EPON的相（xiàng）關（guān）標準。EPON技術的優勢：

     （1）與現有以（yǐ）太網的兼容（róng）性；

     （2）高帶寬；

     （3）低成本；

     （4）為靈活供應和快速的服務重組提（tí）供了方便；

      因此歐視邁(OZEAM)全數字可視對講係統在別墅區和大的小區（qū）組網，首選EPON。

      二.   EPON的係統結構

      EPON係統（tǒng）由局側的（de）光線路終端（Optical Line Terminal，OLT）、用戶側的光（guāng）網絡單元（Optical Network Unit ，ONU）和光分（fèn）配網絡（Optical Distribution Network ，ODN）組成（chéng），為單纖雙向係統。在下行方向（OLT到ONU），OLT發送的信號通（tōng）過ODN到（dào）達各個ONU。在上行方向（xiàng）（ONU到OLT），ONU發送的信號隻會到達OLT，而不會到達其他ONU。為了避免數（shù）據衝突並提高網絡利用效率，上行方向采用時分多（duō）址接入（TDMA）方式並對各ONU的數據發送進行仲裁。ODN由光纖和一個或多（duō）個無源光分路器等無源（yuán）光器件組成，在OLT和ONU間提供光通道。

      EPON係統的參考結構如圖所示：

注：ODN由光纖和一個或多（duō）個無源光（guāng）分路器等無源光器件組成

圖2-1 EPON係統參考結構

按（àn）照ONU/ONT在接入（rù）網中所處的位置不同，EPON係統可以有幾種網絡（luò）應用類型：光纖到交接箱（FTTCab）、光纖（xiān）到樓宇/分線盒（FTTB/C）、光纖到家庭用戶（FTTH）、光（guāng）纖到公（gōng）司/辦公室（FTTO）。

三.   EPON設備

3.1 OLT

OLT設備包含一個或者多個PON接（jiē）口，持以太網/IP業（yè）務，提供以（yǐ）太網上聯接口。運營商用的OLT還（hái）支持電路仿（fǎng）真方式的TDM業務等多（duō）種業務，並提供（gòng）相應的上聯接口。

OLT的功能如下：

◆ 向ONU(光網絡分配單元）以廣播方式發送以太網數據；

◆ 發起並控製測距過（guò）程，並記錄測距信息； 

◆ 為（wéi）ONU分配帶（dài）寬；即（jí）控（kòng）製ONU發送數（shù）據的起始時間和發（fā）送窗（chuāng）口大小．

◆ OLT一方麵將承載各種（zhǒng）業務的信號在局端進行匯聚，按照一（yī）定的信號格式送入接入網絡以便向終端用戶傳輸，另一方麵將來自終端用戶的信號按（àn）照業（yè）務類型分別（bié）送入各種業務（wù）網中

◆ OLT除了提供（gòng）業務匯聚的功能外，還是集中網絡管理平台。在OLT上可以實現基於設備的網元管理和基於業務的安全管（guǎn）理和配置管理。不僅（jǐn）可以監測、管理設備及（jí）端（duān）口，還可以進行業務開（kāi）通和用戶狀態監測（cè），而且還能夠針對不同用戶的QoS/SLA要求進（jìn）行帶寬分配。

3.2 ONU

ONU作為EPON係統的用戶端接入設備．主要完成的功能可描述為：

◆ 選擇接（jiē）收OLT發送（sòng）的廣播數據。

◆ 響應OLT發出的注冊和測距命（mìng）令及功率控（kòng）製命令；並（bìng）作相應的調整。

◆ 對用戶的以太網數據進行緩存，向OLT報告緩（huǎn）存的隊列情況並在OLT分配的上行發送（sòng）窗口（kǒu）中發送緩存的數（shù）據。

◆ 根據OLT發出的OAM幀（zhēn），執行相應的OAM功能。

◆ 其它相關的以太網功能。

ONU設備的物理接口如下：

3.3 無源光分路器

光分路器是PON 網絡ODN 至關重要的無源（yuán）光器件，PON 網絡點對（duì）多點的（de）無源（yuán）光網絡結構，正是由無源光分路器在下行方向將光功率均分，在上行方向將光功率合路來體現的。可以（yǐ）這麽說，無源光分路器支撐了PON 的點對多點結構。

光分路器按照端口型式可分為星形和樹形兩類，輸入端口數與輸出端口數（shù）相等的為星形光分路器，輸入端口數與輸出端口數不等的為樹形光分路器。PON網絡使用的是1×N 或2×N的光分路器，屬於樹形（xíng）光（guāng）分路器。

按照製造材料可分為光纖熱熔拉錐光分路器和平麵波導光分路器。這兩（liǎng）種光分路器在PON 網絡上均有應用，通常1×2 或1×4 有采用光纖熱熔（róng）拉錐光分路器（qì），1×4 以（yǐ）上采用波導（dǎo）型光分路器。

按照工作（zuò）帶寬來可分為單窗口窄帶分路器、單窗口寬帶分路器、雙窗口寬帶分路器以及全波段（duàn）寬帶（dài）光分路器（qì）。一般來說，熱熔拉（lā）錐型光分路器（qì）對應單窗口和雙窗口，PLC 平麵波導型光分路器的工作波長範圍為1250nm~1650nm，屬（shǔ）全（quán）波段寬帶光分路器。

四.   EPON在歐（ōu）視邁(OZEAM)全數字可視對講係統中的應用考慮

考慮1. 采用何種架構？是FTTH還是FTTB？

（1）別墅小區建議采用FTTH。別（bié）墅（shù）小區地廣人稀，往往依山傍水，如果幾戶共享一（yī）個ONU，則ONU勢必放在公（gōng）共綠地或者管井（jǐng）的防水弱電箱內，必（bì）須（xū）考慮ONU的供電、防（fáng）潮（cháo）、防水、防雷（léi）等問題，如果這些工藝沒做好，則（zé）ONU容（róng）易損壞，影響係統的穩定性。所有（yǒu）別墅小區（qū）建議采用FTTH。

（2）高層、小高層建議采用FTTB+LAN，這樣可以兼（jiān）顧性能和成本。

（3）OLT集中設（shè）置在局端機房內（nèi）；光分路器采用（yòng）1×32一級分光，集中放置並盡可（kě）能（néng）靠近用戶端；ONU盡量設置在室內，並加一個弱電盒。

考慮2. EPON設備如何選擇？

如果工（gōng）程商自（zì）己建設EPON係統（tǒng），在設備選擇方麵需考（kǎo）慮如下（xià）問題：

（1）EPON設備需支持組播功能，至少支持IGMP(Internet Group Management Protocol ，Internet組管理協議（yì）) V2協議，最好能夠支（zhī）持IGMP V3協議。歐視邁(OZEAM)全數字（zì）可視對講係統門口機的（de）視音頻（pín）是通過組播方式（shì）發送出去的（de），室內機（jī）默認采用的是IGMP V3協議。如果ONU隻支持IGMP V2協議，不支持IGMP V3協（xié）議（yì），隻需將ONU的組播功能關閉，把組（zǔ）播信（xìn）號當做廣播信（xìn）號傳輸（shū）即可。

（2）ONU的用戶側接口隻需FE以太網口，一般說（shuō）來，4個FE口的ONU最為經濟。

（3）如果（guǒ）OLT沒有（yǒu）三層交換功（gōng）能，則在（zài）OLT上（shàng）聯（lián）電口接一台千兆三層交換機。

（4）為了管理方（fāng）便，OLT建議配置網管卡。

（5）無源（yuán）光分路器選擇1×32平（píng）麵波導光分路器

考慮3.如果電信運（yùn）營商已經做到光纖入戶(FTTH)，全（quán）數字對講（jiǎng）係統該怎樣配合？

如果是運營商已經做到光纖入戶(FTTH)，隻需在ONU上（shàng）留一個FE以太網口給可視對講係統設備，同時開（kāi）啟該端口的組播功能。OLT則需要根據網絡配置表劃（huá）分一下VLAN，設置一下路（lù）由（yóu）功能即可（kě）。

考慮（lǜ）4.如（rú）何選擇光纜？

（1）饋（kuì）線光纜的纜芯采用普通G.652光纖，主（zhǔ）要（yào）考慮因素是路由狀況，在路由緊張的情況下推薦三種光纜：雨水管道光纜、開槽淺埋光纜和微型氣吹光纜。

（2）對配（pèi）線光（guāng）纜的要求是（shì）組裝密度高，纜徑相（xiàng）對（duì）較小，便於分歧和接續，在垂直布放時無油膏滴流隱患。

（3）入戶光纜（lǎn）要（yào）具有（yǒu）良好的抗拉伸、抗彎曲和抗側壓特性（xìng），結構小巧便於在樓宇（yǔ）間穿管布放，同時要便於現場端接，纜芯（xīn）一般采用具備微彎曲功能的G.657光纖。

考慮5.在FTTB的情況下，每個OLT的PON口下可（kě）以帶多少台室內機或門口機？

一個OLT PON口的帶寬（kuān）是1000M，室內機可（kě）視對講時所占帶寬是（shì）2M，考（kǎo）慮（lǜ）到會有40%的分機同時進行雙向可（kě）視對講（實際上遠遠低於這個數字），則：1000M總（zǒng）帶寬/2M用（yòng）戶（hù）帶寬（kuān）/0.4並（bìng）發率=1250台終端,也就是說一（yī）個OLT PON口可以帶1250台室內機或者門口機。

五.   EPON在（zài）歐視邁(OZEAM)全數字可視對講係統中（zhōng）的實際（jì）應用案例

惠州（zhōu）保利山（shān）水城項目作為保（bǎo）利集團（tuán）在惠州的第一個（gè）地產項（xiàng）目，也是政府重點支持建設項（xiàng）目，項目位於惠州惠（huì）博沿江路東江（jiāng）水利樞紐北側，距（jù）惠州中心城區約10Km本項目以低層低密度住宅開發為主，主要（yào）產品類型涵蓋有別墅、情景洋房和高層（céng）洋房等產品。保利（lì）山水（shuǐ）城分四期開發，總戶數為2542戶。一期別墅195戶，小高層341戶。

該項目（mù）的EPON係（xì）統采用FTTB+LAN的組（zǔ）網（wǎng）架構。光纖到樓棟，樓棟內采用普（pǔ）通的交換機組網，OLT設置在管理中心機房，上聯（lián）電口接三層交換機，管理中心電腦（nǎo）也接到（dào）三層交換機上。ONU采用有4個FE以太網口的（de）ONU。這樣既保（bǎo）證了可靠性，也降低了成本。

參考文（wén）獻：

[1]百度百科

[2]烽火科技股份有限公司.EPON技術原理初級教（jiāo）程，2007年

[3]中國電信.中國電信EPON 設備技術要求（V3.0） 2011年

[4]中興通訊.光分路（lù）器介紹（shào）