EPON是继IPTV之后在通信行业和广播电视行业中出现频次较多的词。EPON是什么、EPON的工作机理、EPON的MPCP、绝对时钟模式、测距与RTT补偿、突发传输与PMD控制等，已有大量的专著进行了介绍，在此不赘述。但是，EPON是一种新的承载技术，它与传统的LAN、WLAN、HFC、PSTN铜线网络相比是否具有了绝对的优势？是否它将是未来承载网络的唯一选择？这种技术有没有速率瓶颈，能否解决入户问题、成本问题等，本文以侧面看EPON的角度进行介绍，供大家参考。

　　一、EPON也有速率瓶颈
　　各方面对EPON赞赏的文章里均提到速率是EPON比基于双向HFC网络CMTS最为明显的优势。如图1所示，不容置疑的是EPON的OLT在G E侧是1000Mbps的速率，但在PON口侧除去开销后一般速率仅有800Mbps，最优的可达到900Mbps。但是，这900Mbps供32个ONU共享时，每个ONU则仅有28Mbps的速率。当一个ONU被32个用户（即16户的单元两个）共享时，每个用户则仅有875Kbps的速率了。我们看似神话般的高速EPON，在如此普通的共享结构下，也不过仅有875Kbps的速率了。比起我们常讲的10Mbps/100Mbps接入，有太大的差距。
 

　　二、入户问题
　　一张双向网，最难建设的是接入网。接入网部分中最难的是入户问题。EPON同样面临着这一难题。
　　现在的通信和广播电视网络，常见有三种入户线，即同轴电缆、五类线和双绞铜线。大量的建筑物仅有同轴电缆和双绞铜线两种。这些线缆是相互竞争的运营商所建设的，很难互相借用或混用的。具备有五类线入户的住宅比例较小，有的城市几乎没有。EPON最优的是用五类线直接入户，可五类线铺设太少的现状决定了它入户的基础太差，只得借用现有的同轴电缆来完成入户，采用的这种过渡（或权宜）技术叫EOC（Ethernet Over Cable）。由于EOC是过渡技术，EOC至今没有统一的标准。
　　EOC主要分为基带传输、调制传输、2.4GHz电缆传输三大类。
　　1 基带传输（或无源EOC）
　　建筑物内的同轴电缆主要是完成广播电视的信号传输。由于广播电视信号均采用载波传输，且工作频率一般在20MHz以上。自然的0-20MHz之间为空闲，可为基带传输提供频率基础。只要将ONU输出的符合802.3系列标准的以太网信号通过阻抗变换、平衡/非平衡变换后，与同轴电缆中的其它信号混合入户。在户内通过特定装置完成阻抗变换、非平衡/平衡变换后输出以太网信号，这样完成了EPON信号的同轴电缆传输。
　　基带传输的优点是简单，每个户内变换装置价格在20元左右，相对便宜。但是，由于在同一根电缆上并接有电视机、电视接收盒（用于显示器看电视）、股票接收卡、单向STB等单向设备。这些单向设备，特别是早期的设备其电磁兼容特性极差，它的干扰噪声一般落在0-20MHz之间，如图2所示。通过大量测试，只要该用户的户内单向设备存在有明显的干扰信号并落到20MHz以下频带内，该户的基带传输就容易丢包，业务开展就不稳定。这类用户在城市有线电视用户中占有近30%。因此，采用基带入户的技术风险相对较大。

 
　　2 调制传输（或有源型EOC）：
　　为克服基带传输抗噪能力明显不足，EPON入户产品出现大量的调制传输方案。设备商在推荐时都叫有源EOC，但所采用的技术不一样，有的有标准，有的没有标准。现在有源EOC大至有：HPNA、CableRan、Uclink、ADoC、Clink等。现市场上销售的产品中，支持HPNA的厂商较多，有SA、Sendtek、Corinex、唯上科技等。
　　下面将对某符合HPNA2.0的有源EOC产品测试数据提供如下，供大家对其速率、抗扰能力的了解。
　　A 测试EOC设备对之间的最大传输能力： 


  按图3所示，用同轴电缆将EOC头端和终端直接连接，该同轴电缆线长小于2米。同时，将EOC头端的以太口接计算机，EOC终端的以太口接计算机。用Ping测试时所测图示为图4所示。两台计算机对拷贝大数据时测试如图5所示。测试结果为：直连Ping时无丢包现象出现；拷贝最大速率为17.1Mbps。



　　B 测试在EOC设备对之间串接分支分配器后对传输能力的影响：
　　按图6所示，在EOC头端和EOC终端之间串接无源分支分配器，将EOC头端的以太口接计算机，EOC终端的以太口接计算机。用Ping测试时所测图示为图7所示。两台计算机对拷贝大数据时测试如图8所示。测试结果为：直连Ping时无丢包现象出现，与直接连接比ping值有延时；拷贝最大速率为13.9Mbps。




　　C 测试在EOC设备对之间串接有源设备和无源设备后对传输能力的影响：
　　按图9所示，在EOC头端和EOC终端之间串接一级双向放大器和二级无源分支分配器，将EOC头端的以太口接计算机，EOC终端的以太口接计算机。用Ping测试时所测图示为图10所示。两台计算机对拷贝大数据时测试频谱示意如图11所示。测试结果为：直连Ping时无丢包现象出现，串接连接有源设备后ping值的延时进一步增加。当EOC头端与终端设备之间链路损耗小于60dB的条件下，拷贝最大速率仍为13.9Mbps，没有明显变化。当在EOC头端与终端之间混入宽带噪声,只要载噪比保持在大于40dB的条件下,其传输速率没有明显下降,仍保持在14Mbps。当载噪比保持在小于40dB的条件下,其传输速率急剧下降,直至断线。如图12所示。





　　从上述对调制传输设备的相关测试可知，调制传输具备抗扰能力强的优点。但通信速率一般较低，特别是一只EOC头端一般最大只能提供20Mbps，它供多个EOC终端共享，实际向用户提供的速率是极低的。调制与解调设备价格较高，EOC终端价格在100-400元左右。因为标准不统一，其设备价格不可能像CM（Cable Modem）一样售价有快速下降的可能。
　　3 2.4GHz电缆传输
　　充分运用802.11b或802.11g标准，把以太网信号调制变换到2400-2483.5MHz之间，借助同轴电缆来传送信号。2.4GHz多应用于无线，但在1米自由空间中2.4GHz信号的理论损耗在40dB左右，而在100米-5同轴电缆中的损耗在36dB左右。若将2.4GHz信号用有线电视网络同轴电缆传输会有一定的技术优势。现在支持WiFi技术的芯片厂商有TI、Broadcom、Atheros、科胜迅等，但由于市场应用量不高，产品的价格偏高，此技术不易推广。

　　三、多终端问题
　　户内多终端是宽带应用中的必然趋势。多终端问题包括并接、速率和价格三方面。
　　多终端的并接，从技术体系上来讲，TV、CM等是典型应用。只要在CMTS覆盖的优质双向HFC网络上，任何终端上并接CM效果都一样。因此，对CM的布局很方便。EPON的户内终端可否同样具备相似的特性？基带传输方式入户的EPON网络，可以通过HUB并接多终端或厂家提供的无源分配设备并接多个终端；对调制传输方式入户的EPON网络，可以并接多个终端，但也受EOC头端的约束。
　　多终端对速率是有影响的。CM的增加，会让CM速率下降，但此时该调整的是CMTS，现在很多厂家推出的通道绑定技术，可以让用户带宽达到100Mbps。对于EOPN采用基带入户时，户内若有三个终端并接一起，各终端设备与ONU可以通信，但多个终端间不能通信，而且所有的用户只能共享10Mbps，不利于用户更高带宽的扩展。调制传输方式入户时，EOC头端带载能力较小，最多是32个EOC终端，并且其通信的Q0S保障较差。
　　受EOC无统一标准的影响，现在EOC设备的价格都较高，一个调制传输型EOC终端在200元左右，这不易于市场推广。

　　四、EPON单元设备的供电及可靠性：
　　基于抗雷击和电源备份等因素，双向HFC网络由原来的分散供电已经改成由光节点集中芯线60V供电。实践证明这种改进对于提高HFC网络的可靠性起到了积极作用。EPON网络有无源光分配的优点，但ONU是有源设备，它一般安装在单元内。ONU的供电、电费管理、电源备份和设备可靠性成为影响网络可靠的重要因素。
　　1 供电点的增多
　　原来一个500户的小区只有一个供电点，管理相对简单。EPON网络若采用一个ONU覆盖32户，在500户的小区约有16个供电点。供电数量增多，电源接入点增多，故障可能点增多，同时抗雷击问题也难解决。
　　2 供电投入增多及电费收缴麻烦
　　原来多数有线电视网络有源设备为分散供电，且电费大多是用收视维护费与电力公司置换。随着电力改革，多数电力公司已经不再采用电费与电视收视维护费置换方式了。这样会要求有线电视网络中有一处供电点，就得加装电表并按表值收费。有线电视网络建设时便增加电源开关、电表和电源接入点的防雷设备的投入。除较大的施工量外，每个电源接入点约有150元左右器材投入；分散点的电费抄表与缴纳同样带来较大的工作量。因此，落后的分散供电方式已经被HFC网络抛弃，而EPON网络还不得不使用。
　　3 可靠性 
　　以前建设的以太网络表现出不稳定，严重影响到运营。主要原因有设备不可靠和接头不可靠。以太网设备一般都工作在室内，对环境的温度、湿度、防尘等均有严格的要求。若把这些娇柔的室内设备放置在楼道单元内，故障率高是必然的。同时，联接网络的活性接头都采用RJ45接头，其机械特性较差，受温度、尘土、震动的影响较大，经常出现接触不良，严重降低网络的可靠性。EPON网络放置在单元的ONU设备，与以太网的交换机有相似的要求，可靠性是设备的设计难点。同样，ONU输出仍采用的是RJ45接口，RJ45的不良特性会不会在EPON网络中再度出现？这也是对EPON的考验。

　　五、EPON网络的户均成本
　　投入产出是每个运营商都密切关注的。我们以建设双向HFC网络及在其上用CMTS、CM开展上网业务同用EPON建设的网络并开展上网业务相对比。以1万用户网络，约 157栋楼房，约625个单元（每单元约16户），40个光节点（每光节点250户）。一个OLT带32个ONU，一个ONU覆盖32户，10%的数据用户为例，分别以双向HFC和EPON作投资比较。
　　A.双向HFC方案（增加的上行传输材料和数据设备CMTS+CM部分的投入）（见表1）

　　B.EPON+五类线入户（单向HFC网络部分不计算在内，每一户一个端口地址）（见表2）

　　C.EPON+有源EOC方案（ONU在单元，每个ONU带一台EOC头端）（见表3）


　　D.EPON+无源EOC方案（户内用无源EOC面板盒）（见表4）


　　通过以上成本分析可以看出：双向HFC方案在开展数据增值业务时具有前期投入少的优势，是投入设备与发展用户同步的过程，具有明显的边投入边收益的可持续发展特性。初期业务设备资金投入小，在科技飞速发展的今天，逐步投入而风险小（产品降价风险）。同时，双向HFC网络发展业务具有业务设备覆盖容易的优势。带宽资源和网络资源可以得到充分利用和共享，最低成本实现“一网多功能”。
　　而EPON网络在纯的数据业务带宽上是具有明显优势的。但在HFC网络上叠加的EPON，会增加用户内部投入和户内“家庭局域网”建设的难度，造成大量的用户内部维护工作量，在一户多机顶盒的条件下， EPON自身技术问题和在有线电视中应用会带来更多的问题。若更大流量的视频点播或时移电视，EPON网络是没法完成一户多个机顶盒接入的。
　　各种接入技术方案都有其优缺点，这是其存在的基本理由。电信的双绞线传输了上百年，是因为电信企业建好了这张网，管好了这张网。电信的双绞线网络由电话业务，到ADSL宽带业务，再到IPTV的视频服务，这种变化值得我们学习和借鉴。EPON有它在以太网接入的明显优势，但在视频服务业务中确表现出明显的不足。有线电视行业对HFC网络是最了解的。HFC网络有天然的宽带特性，若我们按照标准建好它、管好它，充分发挥它的宽带优势和广播电视行业经营视频的优势，实现“一网多功能”或“三网融合”的目标是指日可待的。