EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络），顾名思义，是基于以太网的PON技术。它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。EPON技术由IEEE802.3 EFM工作组进行标准化。2004年6月，IEEE802.3EFM工作组发布了EPON标准——IEEE802.3ah （2005年并入IEEE802.3-2005标准）。在该标准中将以太网和PON技术结合，在物理层采用PON技术，在数据链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现以太网接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成本、高带宽、扩展性强、与现有以太网兼容、方便管理等。

简介技术发展2000年11月，IEEE成立了802.3EFM(Ethernet in the First Mile)研究组，业界有21个网络设备制造商发起成立了EFMA，实现Gb/s以太网点到多点的光传送方案，所以又称GEPON（GigabitEthernet PON）。EFM标准IEEE802.3ah；

EPON 就是一种新兴的宽带接入技术，它通过一个单一的光纤接入系统，实现数据、语音及视频的综合业务接入，并具有良好的经济性。业内人士普遍认为，FTTH 是宽带接入的最终解决方式，而EPON 也将成为一种主流宽带接入技术。由于EPON网络结构的特点，宽带入户的特殊优越性，以及与计算机网络天然的有机结合，使得全世界的专家都一致认为，无源光网络是实现“三网合一”和解决信息高速公路“最后一公里”的最佳传输媒介。

技术基础无源光网络（PON）的概念由来已久，它具有节省光纤资源、对网络协议透明的特点，在光接入网中扮演着越来越重要的角色。同时，以太网（Ethernet）技术经过二十年的发展，以其简便实用，价格低廉的特性，几乎已经完全统治了局域网，并在事实上被证明是承载IP数据包的最佳载体。随着IP业务在城域和干线传输中所占的比例不断攀升，以太网也在通过传输速率、可管理性等方面的改进，逐渐向接入、城域甚至骨干网上渗透。而以太网与PON的结合，便产生了以太网无源光网络（EPON）。它同时具备了以太网和PON的优点，正成为光接入网领域中的热门技术。

EPON媒质的性质是共享媒质和点到点网络的结合。在下行方向，拥有共享媒质的连接性，而在上行方向其行为特性就如同点到点网络。

下行方向：OLT发出的以太网数据报经过一个1:n的无源光分路器或几级分路器传送到每一个ONU。N的典型取值在4～64之间（由可用的光功率预算所限制）。这种行为特征与共享媒质网络相同。在下行方向，因为以太网具有广播特性，与EPON结构和匹配：OLT广播数据包，目的ONU有选择的提取。

上行方向：由于无源光合路器的方向特性，任何一个ONU发出的数据包只能到达OLT，而不能到达其他的ONU。EPON在上行方向上的行为特点与点到点网络相同。但是，不同于一个真正的点到点网络，在EPON中，所有的ONU都属于同一个冲突域――来自不同的ONU的数据包如果同时传输依然可能会冲突。因此在上行方向，EPON需要采用某种仲裁机制来避免数据冲突。

技术现状自EFMA(Ethernet First Mile Alliance，第一公里以太网联盟)在2004年6月发布EPON技术规范IEEE802.3ah以来，EPON技术得到快速发展，目前相关的芯片和设备均已基本成熟，并有较大规模的应用。在日本，NTT、KDDI、YahooBB等运营商从2004年开始部署EPON，采用FTTH、FTTB/C+VDSL/ADSL2+等多种组网方式，为用户提供高带宽互联网接入业务。目前，日本市场上已经部署了超过500万线的EPON设备，而且每月新增的FTTH用户数已经超过了DSL用户。

目前，EPON技术已经成熟，主要体现在以下方面：经过各标准化组织、设备和芯片制造商、运营商的共同努力，EPON商用芯片和光模块已经成熟，在中国电信的主导下，已经实现了EPON芯片级和系统级的互通测试;EPON产业链也在进一步成熟，形成了良性的市场竞争格局，设备成本进一步下降，已达到规模商用水平。

系统结构EPON系统有两种类型：一种是使用2个波长的系统；另一个是使用3个波长的系统。1

对于2个波长的系统，其下行使用波长为1510 nm，传送下行语音、数据和数字视频业务；上行使用波长为1310nm，传送上行语音以及视频点播和下载数据的请求信号。这种系统的双向传输速率均为1.25 Gb/s，即使OBD的分光比为32，也可以传输20km。1

对于3个波长的系统，除下行使用波长为1510 nm，上行使用波长为1310 nm外，又增加了一个下行1550 nm(1530～1565 nm)波长的传输窗口。新增窗口用于传送下行CATV业务或者DWDM业务。CATV业务既可以是模拟视频信号，也可以是MPEG-2的数字视频信号。这种系统的分光比为32时，可以传输18 km。1

EPON位于业务网络接口到用户网络接口之间，通过SNI与业务节点相连，通过UNI与用户设备相连。EPON系统主要由光线路终端(OLT)、光配线网络(ODN)和光网络单元组成。1

在EPON系统中，OLT既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台，它提供面向无源光纤网络的光纤接口。按照以太网向城域网和广域网发展的趋势，OLT将提供1 Gb/s和10 Gb/s的以太网接口。除了支持传统的语音、普通电话线和其他类型的T1/E1接口外，OLT还支持ATM、FR以及OC3/12/48/192等速率的SONET连接。EPON中的OLT根据需要可以配置多块光线路卡，与16～64个ONU连接。在EPON中，从OLT到ONU距离最大可以达到20 km，若使用光纤放大器(有源中继器)，距离还可以扩展。1

EPON中的ONU采用了技术成熟的以太网络协议，可以实现成本低廉的以太网第2层、第3层交换功能。这种ONU可以通过层叠来为多个最终用户提供共享高带宽。在通信过程中不需要协议转换，就可实现对用户数据的透明传输。ONU也支持其他传统的TDM协议，而且不增加设计和操作的复杂性。1

EPON中的OLT和所有的ONU都由网元管理系统管理，由网元管理系统提供与业务供应商核心网络的运行接口。网元管理范围涉及故障管理、配置管理、计费管理、性能管理和安全管理等。1

技术特点EPON技术由IEEE802.3EFM工作组进行标准化。2004年6月，IEEE802.3EFM工作组发布了EPON标准——IEEE802.3ah(2005年并入IEEE802.3-2005标准)。在该标准中将以太网和PON技术相结合，在无源光网络体系架构的基础上，定义了一种新的、应用于EPON系统的物理层(主要是光接口)规范和扩展的以太网数据链路层协议，以实现在点到多点的PON中以太网帧的TDM接入。此外，EPON还定义了一种运行、维护和管理(OAM)机制，以实现必要的运行管理和维护功能。

在物理层，IEEE 802.3-2005规定采用单纤波分复用技术(下行1490 nm，上行1310 nm)实现单纤双向传输，同时定义了1000 BASE-PX-10 U/D和1000 BASE-PX-20 U/D两种PON光接口，分别支持10 km和20 km的最大距离传输。在物理编码子层，EPON系统继承了吉比特以太网的原有标准，采用8B/10B线路编码和标准的上下行对称1 Gbit/s数据速率(线路速率为1.25 Gbit/s)。

在数据链路层，多点MAC控制协议(Muti-Point Control Protocol，简称MPCP)的功能是在一个点到多点的EPON系统中实现点到点的仿真，支持点到多点网络中多个MAC客户层实体，并支持对额外MAC的控制功能。图1示意了EPON协议参考模型及多点MAC控制协议的位置。MPCP主要处理ONU的发现和注册，多个ONU之间上行传输资源的分配、动态带宽分配(Dynamic Bandwidth Allocation，简称DBA)，统计复用的ONU本地拥塞状态的汇报等。

我们已经了解了，EPON是基于以太网的无源光网络，OLT和ONU之间采用以太网封装方式，传输的是以太网帧结构，所以EPON是基于802.3的帧格式。那么EPON帧和普通以太网帧有什么区别呢？从下面的EPON帧结构图可以看出，在前导码第6、7个字节中携带了LLID（Logical Link Identifier，逻辑链路标记）信息，用于在OLT上标识ONU，第3个字节标识它不是普通以太网帧而是一个EPON帧。

利用其下行广播的传输方式，EPON定义了广播LLID(LLID=0xFF)作为单拷贝广播(SCB)信道，用于高效传输下行视频广播/组播业务。EPON还提供了一种可选的OAM功能，提供一种诸如远端故障指示和远端环回控制等管理链路的运行机制，用于管理、测试和诊断已激活OAM功能的链路。此外，IEEE 802.3-2005还定义了特定的机构扩展机制，以实现对OAM功能的扩展，并用于其他链路层或高层应用的远程管理和控制。

相对于BPON和GPON，EPON协议简单，对光收发模块技术指标要求低，因此系统成本较低。另外，它继承了以太网的可扩展性强、对IP数据业务适配效率高等优点，同时支持高速Internet接入、语音、IPTV、TDM专线甚至CATV等多种业务综合接入，并具有很好的QoS保证和组播业务支持能力，是目前建设高质量接入网的重要备选技术之一。

功率预算按照IEEE802.3ah-2004的约定：OLT侧发射功率大于2dBm，接收灵敏度