摘要：EPON綜合了PON和Ethernet技術的優(yōu)點，為在智能電網中搭建通信信息平臺提供了良好的技術保障。介紹了EPON的技術原理，協(xié)議和上下行的傳輸特點。并根據其特點和優(yōu)勢，提出了一個在智能小區(qū)中的應用模型，可以使得綜合建網成本低，易于堆護，且安全性高。
關鍵詞：EPON；電力通信網；無源光網絡；接入網；網絡協(xié)議

    無源光網絡(PON)具有節(jié)省光纖資源、對網絡協(xié)議透明的特點，在光接入技術中扮演著越來越重要的角色。而Ethernet技術在事實上被證明是承載IP數據包的最佳載體。而Ethernet和PON的結合，便產生了EPON，它同時具備了Ethernet和PON的優(yōu)點，正成為光接入網領域中的熱門技術。

1 EPON的原理
1．1 EPON的技術原理
    EPON(Ethernet Passive Optcal Network)——基于以太網的無源光網絡。采用點到多點結構、無源光纖傳輸，在以太網之上提供多種業(yè)務。在物理采用了PON技術，在鏈路層使用以太網協(xié)議，利用PON的拓撲結構實現了以太網的接入。
    一個典型的EPON系統(tǒng)由OLT、ONU、ODN等組成。OLT(Optical Line Terminal)放在中心機房，ONU(Optical Network Unit)放在用戶設備端附近或與其合為一體。ODN(OpticalDistribution Network)光分配網絡由分光器和光纖網絡組成。無源光纖分支器，是一個連接OLT和ONU的無源設備，它的功能是分發(fā)下行數據并集中上行數據。EPON中使用單芯光纖，在一根芯上傳送上下行兩個波。
1．2 EPON的協(xié)議
    EPON是一種基于以太網技術的PON網絡，在現有的以太網MAC子層上定義了多點控制協(xié)議(MPCP)，對下行業(yè)務和上行業(yè)務進行有效地接納控制、帶寬分配，維護管理等功能。與OSI的關系如圖1所示。

    EPON通過在以太網幀的前導碼中引入2字節(jié)的LLID對ONU進行匹配，每個ONU可以分配1個或多個LLID(鏈路層ID)。每個LLID對應OLT多點控制子層的1個MACsublayer(MAC子層)，此外，MPCP通過引入GATE、REPORT、REGISTER等MAC層控制幀來完成ONU的自動發(fā)現、注冊和注銷、帶寬管理、設備監(jiān)控擴展OAM運營等功能。

2 EPON的傳輸原理
    為了分離同一根光纖上多個用戶的來去方向的信號，采用兩種復用技術：下行數據流采用廣播技術；上行數據流采用TDMA技術。
    在EPON下行傳輸過程中，從OLT到多個ONU下行傳輸數據的過程采用數據廣播方式發(fā)送。數據以變長信息包的形式從OLT下行廣播道多個ONU。依據IEEE802．3協(xié)議，信息包最長為1 518字節(jié)。每個信息包帶有一個EPON包頭，唯一標識該信息包是發(fā)給ONU-1、ONU-2還是ONU-3。當數據包到達ONU時，ONU通過地址匹配，接收并識別發(fā)給它的信息包，丟棄發(fā)給其他ONU的信息包。如圖2所示。有以下特點：1)在ONU注冊成功后，會分配一個唯一的LLID——邏輯鏈路標記；2)OLT在每個數據包開始傳輸之前，會根據LLID注冊列表，添加對應的LLID，替代掉兩個字節(jié)的前導字符；3)ONU接收數據時，只接收與自己匹配的LLID數據包。

    在EPON上行傳輸過程中，則采用TDMA(Time Division Multiple Access)時分復用方式，每個ONU上行數據分配一個專用時隙，使得在數據匯合到公共光纖的時候，從ONU來的信息包不會互相干擾。如圖3所示。有以下特點：1)OLT在接收數據前，會比較LLID注冊列表；2)每個ONU在由OLT統(tǒng)一分配的時隙中發(fā)送數據幀；3)分配的時隙補償了各個ONU與OLT之間的差距，避免了數據幀碰撞。

3 EPON技術的應用
3．1 應用模型
    圖4提出了1個EPON接入智能工業(yè)園區(qū)的模型，考慮到在工業(yè)園區(qū)中主干道比較重要，所以采用雙保護方式。局端(OLT)與用戶(ONU)之間僅有光纖、光分路器等光無源器件，無需租用機房、無需配備電源、無需有源設備維護人員，因此，可有效節(jié)省建設和運營維護成本。

3．2 EPON系統(tǒng)的特點
    EPON系統(tǒng)特點
    1)EPON在局域網的基礎上提供業(yè)務，消除了復雜的傳輸協(xié)議轉換帶來的成本因素；
    2)采用單纖波分復用技術，僅需1根主干光纖和1個OLT，傳輸距離可達20 km。在ONU側通過光分路器分送給最多32個用戶，因此可降低OLT和主干光纖的成本壓力；
    3)EPON具有同時傳輸TDM、IP數據和視頻廣播的能力，其中TDM和IP數據采用IEEE 802．3以太網的格式進行傳輸，輔以電信級的網管系統(tǒng)，足以保證傳輸質量。通過擴展第三個波長(通常為1550 nm)即可實現視頻業(yè)務廣播傳輸；
    4)節(jié)省光纜資源(單纖)、帶寬資源共享、節(jié)省機房投資、設備安全性高、建網速度快、綜合建網成本低；
    5)抗多點失效。當PON環(huán)網中存在多個節(jié)點的多條鏈路全部中斷時，整個環(huán)上其他節(jié)點(包括斷點之間的)依然可以正常通信；
    6)EPON目前可以提供上下行對稱的1．25 Gb／s的帶寬，并且隨著以太技術的發(fā)展可以升級到10Gb／s；
    7)點對多點的結構，易于擴展和升級。

4 結論
    電力通信時現代電力系統(tǒng)的重要組成部分，而電力通信與電同密不可分，由于EPON技術已相對較為成熟，在電力通信網中應用EPON，可以以較小的投資成本，使電力通信網更先進、更可靠，管理和維護能力也更高。