3.1　EPON/GEPON

　　EPON/GEPON是IEEE提出的基于以太網(wǎng)的PON技術，已形成標準802.3ah，該標準主要是設備商推動的。

　　3.1.1　優(yōu)勢

　　（1）消除了ATM層，降低設備復雜度和實現(xiàn)難度，從而降低成本。

　　（2）速率更高，上下行帶寬高達1Gbit/s。

　　（3）標準和設備成熟。

　　3.1.2　缺點

　　（1）難以支持以太網(wǎng)以外的業(yè)務，特別是實時性要求要的TDM業(yè)務。

　　（2）傳輸效率低，由于線路編碼、承載層、傳輸匯聚層、業(yè)務適配效率等方面的原因，使得傳輸效率很低，僅為GPON的一半。

　　3.1.3　應用場合

　　主要定位于為用戶提供數(shù)據(jù)業(yè)務接入，以商業(yè)用戶和個人用戶為主。

　　3.2　GPON

　　GPON是ITU-T提出的基于ATM和GFP的PON技術，已形成標準G.984.1和G.984.2，該標準主要是運營商推動的，因此具有更周到的運營利益考慮，速率更高，可達2.4Gbit/s；具有通用的映射格式，可適應任何新老業(yè)務；具有豐富的運行、管理、維護和配置（OAM&P）特點；對各種業(yè)務均具有很高的傳輸效率，即便對于TDM業(yè)務也能高效無開銷地傳送。

　　3.2.1　優(yōu)勢

　　（1）速率更高，達到2.5Gbits/s；

　　（2）傳輸效率更高；

　　（3）能夠有效承載TDM業(yè)務。

　　3.2.2　劣勢

　　（1）硬件實現(xiàn)難度大，成本高；

　　（2）設備和標準不太成熟。

　　3.2.3　應用場合

　　主要定位于為高端用戶提供數(shù)據(jù)、語音業(yè)務和專線接入，以大客戶和商業(yè)用戶為主。

　　4、GEPON關鍵問題和技術

　　4.1　測距、同步

　　測距技術是TDMA方案中的一個關鍵問題。它實質(zhì)上是上行信號的同步問題。由于各ONU距OLT的光纖路徑不同和各ONU元器件的不一致性造成OLT與各ONU間的環(huán)路時延不同，而且由于環(huán)境溫度的變化和器件老化等原因，環(huán)路延時也會發(fā)生不斷的變化。因此必須引入測距技術對上述原因引發(fā)的時延差異進行補償，以確保不同ONU所發(fā)出的信號能夠在OLT處準確地按時隙復用在一起，避免由于上行時隙間的不同步而導致在OLT上發(fā)生信號碰撞的現(xiàn)象。GEPON中采用的同步技術是絕對時標（ATS）技術，包括ATS的插入和提取等。

　　OLT有一個本地時鐘計數(shù)器，該計數(shù)器對時間顆粒計數(shù)。當OLT發(fā)送MPCP幀時，它就將本地時鐘計數(shù)器的值，即絕對時鐘插入到其時間標簽域中。ONU中也有一個本地時鐘計數(shù)器。這個計數(shù)器也是對時間顆粒計數(shù)。但是。ONU無論何時接收到OLT發(fā)送的MPCP幀，就要將這個幀所攜帶的新的時間標簽值來刷新自己的本地時鐘計數(shù)器的值。當ONU發(fā)送MPCP幀時，它也要將自己的時鐘計數(shù)器的值映射到時間標簽域中。OLT將對接收到的ONU的時間標簽進行檢查。時間標簽測距法就是通過時間標簽在OLT與ONU之間的傳遞，計算接收的時間標簽值和OLT本地時鐘的之間的差來得到ONU的RTT值。OLT只要接收到了ONU的MPCP幀，就要進行測距，利用時間標簽法進行測距的原理如圖2所示。

　　圖2　GEPON測距技術

　　圖中TR為ONU總的響應時間，TDOWN為下行傳輸延時，TUP為上行傳輸延時，TWAIT為ONU接收到OLT的MPCP消息（一般為GATE消息）到發(fā)送窗口開始之間的等待時間。OLT在本地時間為to時，給ONU發(fā)送一個MPCP幀，它攜帶的時間標簽值為TS=to。經(jīng)過TDOWN時間的傳輸延時后，這個MPCP幀到達ONU。ONU將本地時間計數(shù)器的值更新為to，然后就等待。等待TWAIT時間后，這個ONU的發(fā)送窗口開始了，它就發(fā)送數(shù)據(jù)和MPCP幀，并將本地時鐘計數(shù)器的值t1插入到MPCP幀的時標域。ONU發(fā)出的MPCP幀經(jīng)過TUP時間的傳播延遲后到達OLT。

　　4.2　突發(fā)發(fā)送和接收

　　與所有的采用TDMA技術的PON一樣，GEPON中也面臨著上行信號的突發(fā)發(fā)送和接收的問題。由于不同的ONU到達OLT的距離不相等，以及每一個ONU的光模塊發(fā)出的光信號的強度不同，造成了OLT的接收機接收到的信號功率在每一個時隙都不相同，導致OLT容易產(chǎn)生誤判。

　　為了解決OLT誤判的問題，有兩種方法，一種是要求ONU動態(tài)調(diào)整發(fā)光功率，另外一種是要求OLT動態(tài)調(diào)整判決電平，如圖3所示。前一種方法對ONU提出更高的要求，成本較高，后一種方法實現(xiàn)簡單，成本較低，目前大部分采用后一種方法。

　　圖3　GEPON突發(fā)接收技術

　　4.3　安全性問題

　　由于GEPON下行是一個共享網(wǎng)絡，因此用戶安全也是GEPON中比較受到關注的一個問題。如圖4所示，為了確保用戶數(shù)據(jù)的安全，目前主要采用兩種方式，一種是為每個ONU分配唯一的LLID，另外一種是采用AES128加密技術對用戶數(shù)據(jù)進行加密，ONU將定時產(chǎn)生新的密鑰，并發(fā)送到OLT，OLT根據(jù)一定算法將ONU產(chǎn)生的密鑰轉(zhuǎn)換成真正的加密圖樣，對下行數(shù)據(jù)流進行加密。

　　圖4　GEPON安全問題

　　4.4　QoS問題和DBA技術

　　由于以太網(wǎng)中的數(shù)據(jù)流具有很強的突發(fā)性，如果采用靜態(tài)的帶寬分配方案，就會產(chǎn)生帶寬利用率低下或帶寬分配不公平的現(xiàn)象。因此，為提高帶寬利用率，在GEPON中采用動態(tài)的帶寬分配機制。采用DBA的好處在于不但可以提高帶寬利用率，還可以采用帶寬調(diào)度算法來保證某些優(yōu)先級高的業(yè)務的QoS。DBA能確保用戶所簽訂的服務等級合同（包括最小帶寬、最大帶寬和延時敏感性）得到公平的執(zhí)行。在簽訂SLA時可以規(guī)定業(yè)務和用戶的優(yōu)先級。高優(yōu)先級的業(yè)務或用戶可以優(yōu)先獲得網(wǎng)絡資源。在確保所有的業(yè)務或者用戶的最小帶寬得到保障的情況下，可以動態(tài)地分配剩余帶寬，供突發(fā)性較強的業(yè)務使用。

　　4.5　MPCP技術

　　MPCP是一種多點控制協(xié)議，指明了OLT和ONU之間的控制機制，如圖5所示，其功能如下：

　　圖5　GEPON MPCP技術

　　（1）控制網(wǎng)絡啟動導入過程，即ONU的注冊過程。

　　（2）給終點站（ONU）分配帶寬

　　（3）詢問來自終點站（ONU）的帶寬請求

　　5、結束語

　　綜上所述，各種光纖接入技術都有其最佳使用場合和時機，PDH、SDH和MSTP最適合企事業(yè)用戶，點到點以太網(wǎng)系統(tǒng)適合在低密度用戶分散地區(qū)應用，PON光纖接入技術最適合新建或改建的密集用戶區(qū)應用，其中又以GEPON和GPON光纖接入技術在FTTH將來大規(guī)模發(fā)展中最具潛力。