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2024年4月19日发(作者：接口类型有)
EPON和GPON是两种典型的光无源网络（Passive Optical Networks, PONs），
属于短距离光缆，常被用于都市范围内实现上网冲浪、网络语音和数字电视信号的传输，
也可用于蜂窝基站的回程连接、Wi-Fi热点通讯，甚至是分布式天线阵列，两者最大的区
别在于下载和上行的通讯协议不同。
无源光网络（PONs）
无源光网络只包含光纤和分路器、合路器这样的无源光器件，因此成本比含有放大器、
中继器和整形电路的有源光网络要低得多。相比于传输距离能达到100km的有源光网络
（AON），无源光网络（PON）的最大传输距离只有20km，这也是它的主要劣势，也因
此通常称之为光纤到户（FTTH）的光网络。
在光通信领域，我们经常会遇到FTTx的术语，x依据光网络的覆盖面而变化。比如FTTH
中的x指代的是Home，有时候也会写作FTTP，即光纤到驻地（Fiber To The Premises）。
再比如，FTTB中表示光纤到大楼（B=Building），这三种都可以用来表示从服务商到终
端用户的光网络。如果光纤的传输终点不是用户，而是传输网络中的某个节点，则称为光
纤到节点（FTTN，N=Node），同样地，还有光纤到路边（Fiber To The Curb，FTTC）。
事实上，现在大部分接入网都还没有光纤化，还是采用成本较低的非屏蔽双绞型铜线去实
现光网络与终端用户设备连接的方式，比如常用的ADSL线。
典型的无源光网络分发机制采取“一对多”的形式，由某个光线路终端的中心点，通
常是运营商的设备，对数字电视数据和网络服务进行分发，传输网络上的光分路器能将光
信号分成不同频率的光信号，使得一根光纤连接的用户数从16到128不等。光无源网络
靠近终端用户的一侧称为光网络单元（Optical
Network Unit，ONU）或光网络终端（Optical Network Terminal，ONT），也就
是我们常说的光猫，连接到用户的各种设备。
对于基本的OLT到ONU/ONT的下行传输而言，所有用户端的ONU接收到的是同
一种波长的光信号。但是，反过来由多个ONU向OLT上传数据时，需要用到时分复用（Time
Division Multiplex，TDM）技术，即把传输时间分成周期性的帧，每一帧再分割出不同
的时隙，不同终端在每帧内只能按指定的时隙向基站发射信号，这种突发模式使得用户发
送的数据是不连续的，因此相比于下行传输，上传的速率往往会更慢。
GPON
过去多年，PON的标准几经变化，先是上世纪90年代末，国际电信联盟提出用非同
步传输模式（Asynchronous Transfer Mode，ATM）进行分组通信的APON。后来ATM
不用了，他们又提出了宽带无源光网络（BPON）的概念，传输协议命名为G.983，下载
和上传的标准速率分别为622Mbits/s和155Mbits/s。
时至今日，虽然BPON在少部分系统中还有用，但是大多数光网络都开始采用吉比特
光网络（Gigabit PON，GPON），对应的传输协议是G.984，可以实现2.488Gbits/s的
下载速率和1.244Gbits/s的上传速率。
GPON利用波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技术使得上传
和下载可以同时进行，通常下载用1490nm的光载波，与此同时上传选择1310nm的光
载波，如果需要传输电视信号，还会采用1550nm的光载波。
尽管每个ONU可以获得2.488Gbits/s的下载速度，不过GPON同样会采用时分多
址（Time Division Multiple Access，TDMA）来为每个用户在周期性信号中分配其中某
段时隙。因此，反映到各个用户端的下载速率只是总速率的一部分，比如100Mbits/s，具
体取决于光通信运营商如何分配。
随着视频和OTT电视服务需求的增加，越来越需要提高线路速率来处理高清视频的海
量数据，于是，最新一代的GPON应运而生，称之为XGPON或10G-PON，对应的ITU
协议是G.987。XGPON的最大下载速率高达10Gbits/s，上传速率也有2.5Gbits/s，同
样采用WDM技术，上行和下载的光载波的波长分别是1270nm和1577nm。由于传输
速率提高了，按照同样的数据格式，可以分路到更多的ONUs，最大覆盖距离可达20km。
虽然XGPON还没有被广泛采用，但是为光通信运营商提供了一个很好的升级路径。
Most PONs are configured like this
EPON
除了国际电信联盟，IEEE基于以太网802.3标准，也制定了PON规范——EPON
802.3ah，最大覆盖距离也达到了20km，它选择了与GPON一样的光载波，以及WDM
和TDMA技术，原始数据的上行和下行速率均为1.25Gbits/s。有时，我们也会听到吉比
特以太网PON，即GEPON。
EPON与其他以太网标准完全兼容，所以当连接到基于以太网的网络时，不需要转换
或封装，有效载荷最大为1518字节。 EPON并不需要用到某些以太网版本中的CSMA/CD
访问方式。另外，由于以太网传输是局域网传输的主要方式，在升级到城域网的过程中并
不需要网络协议的转换。
还有一个指定为802.3av的10-Gbit/s以太网版本。 实际线路速率是10.3125
Gbits/s。主要模式是10 Gbits/s的上下行速率，也有些使用10 Gbits/s下行和1 Gbit/s
上行。 10 Gbit/s版本在光纤上使用不同的光波长，下行1575-1580nm，上行
1260-1280nm，因此10 Gbit/s系统与标准的1Gbit/s系统可以在同一条光纤上进行波长
复用。
总结
现在，几乎所有的电信公司都在使用PON为用户同时提供各种播放服务，包括电视，
VoIP电话和互联网服务。这样做的好处是数据速率要高得多，使得视频分发和其他对数据
量和传输速率要求高的Internet服务变得可行。无源光器件的低成本意味着更简单的系统，
也降低了组件的故障维修费和日常维护费。但是，它的主要缺点是传输距离较短，一般不
超过20公里或12英里。 随着终端用户对更快更多流媒体服务的需求不断增长，PON将
越来越普及。现在，GPON在美国是最受欢迎的，例如Verizon的Foist系统，而EPON
系统在亚洲和欧洲更为普遍。
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