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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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．下行数据流采用时分复用(TDM)技术

在EPON信号的传输过程中，下行数据采用广播方式从OLT发给多个ONU，根据IEEE802．3协议，这些数据包的长度是不定的，最长的可以达到1518个字节。在每个数据包当中都有着各自的目的地址信息，也就是说每一个包携带的信头表明数据是给ONUl、ONU2还是ONUn。此外，有一部分包可以是发给所有的ONU，称为广播包，还有一些发给特殊的一组ONU，称为组播包。数据流通过分光器后分为n路独立的信号，每路信号都含有发给所有特定的数据包。当ONU接收到数据流时，各个ONU根据特定的地址信息提取出发给自己的数据包，丢弃那些地址信息与自己不同的数据包。

2．上行数据流采用时分多址接入(TDMA)技术

在EPON信号的传输过程中，上行数据釆用时分多址接入方式从多个ONU发给OLT。每个ONU都分配一个传输时隙，这些时隙是同步的，因此当数据包耦合到一根光纤中时，不同ONU不会产生干扰。例如，ONUl在第1个时隙传输数据包1，ONU2在第2个没有占用的时隙传输数据包2，ONUn在第n个没有占用的时隙传输数据包n，这样可以避免传输冲突。

EPON采用点到多点结构以及无源光纤传输方式，在以太网之上提供多种业务。EPON技术融合了低成本、高带宽的以太网设备和低成本的光纤网技术，相对于其他接入技术而言具有独特的优势，主要体现在以下几个方面。

EPON采用了以太网技术，而以太网技术是迄今为止最成功、最成熟的局域网技术，可以说是用户局域网技术的主流。由于EPON只是在现有IEEE 802.3协议的基础上，通过较小的修改和补充实现在用户接入网中传输以太网帧，因而EPON基本上与以太网技术桐兼容。使用以太网作为接入网，不仅成本低，而且通用性好，避免了复杂的传输协议和格式转换，效率高，管理简单。

EPON系统显著减少了光纤、光收发模块、中心局设备的数量。由于光电子器件的成本不断降低，EPON的每线设备接入成本已可与ADSL、CM相比，特别是目前光纤的价格比电缆还低，这些条件成为FTTH发展的基础。同时，EPON的基础是以太网，而以太网的相关器件、设备价格最低。用EPON作接入网，成本低、通用性好，免去了IP数据传输的协议和格式转换．效率高，管理简单。另外，局端(OLT)与用户(ONU)之间仅有光纤、光分路器等无源光器件，无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员，因而，可有效节省运营维护成本。

EPON目前可以提供的下行传输速率为1. 25 Gb/s，单波长上行速率为125Mb/s，并且随着以太网技术的发展可以升级到1GB/s．这比目前使用的接入方式都要高得多，可以满足宽带上网、视频点播、在线游戏、可视电话、数字高清电视等各种业务的带宽需求，充分满足接入网客户的带宽需求，并可方便灵活地根据用户要求的变化动态分配带宽，从而可以作为用户的终极接入方式。

光纤损耗低、频带宽，传输距离可以达到20 km，避免了传统传输介质（如双绞线、五类线、电缆等）的距离瓶颈问题；整个光传输通道为光纤和无源光器件，可以有效避免电磁干扰和雷电影响，保证信号传输质量；采用无源光纤线路设计，故障点比较少，用光缆代替铜缆，还可以解决城市地下通信管道拥挤的问题。

测距技术是TDMA方案中的一个关键问题，它实质上是上行信号的同步问题。由于各ONU距OLT的光纤路径不同和各ONU元器件的不一致性造成OLT与各ONU间的环路时延不同，而且由于环境温度的变化和器件老化等原因，环路延时也会发生不断的变化。因此必须引入测距技术对上述原因引发的时延差异进行补偿，以确保不同ONU所发出的信号能够在OLT处准确地按时隙复用在一起，避免由于上行时隙间的不同步而导致在OLT上发生信号碰撞的现象。EPON中采用的同步技术是绝对时标(ATS)技术，包括ATS的插入和提取等。

OLT有一个本地时钟计数器，该计数器对时间颗粒计数。当OLT发送MPCP帧时，它就将本地时钟计数器的值，即绝对时钟插入到其时间标签域中。ONU中也有一个本地时钟计数器，这个计数器也是对时间颗粒计数。但是，ONU无论何时接收到OLT发送的MPCP帧，都要将这个帧所携带的新的时间标签值来刷新自己的本地时钟计数器的值。当ONU发送MPCP帧时，它也要将自己的时钟计数器的值映射到时间标签域中。OLT将对接收到的ONU的时间标签进行检查。时间标签测距法就是运过时间标签在OLT与ONU之间的传递，计算接收的时间标签值和OLT本地时钟的之间的差来得到ONU的RTT值。OLT只要接收到了ONU的MPCP帧，就要进行测距。

与所有采用TDMA技术的PON一样，EPON中也面临着上行信号的突发发送和接收的问题。由于不同的ONU到达OLT的距离不相等，以及每一个ONU的光模块发出的光信号的强度不同，造成了OLT的接收机接收到的信号功率在每一个时隙都不相同，导致OLT容易产生误判。

由于EPON下行是一个共享网络，因此用户安全也是EPON中比较受到关注的一个问题。为了确保用户数据的安全，目前主要采用两种方式，一种是为每个ONU分配唯一的LLID(逻辑链接标识)，另外一种是采用AES128加密技术对用户数据进行加密，ONU将定时产生新的密钥，并发送到OLT，OLT根据一定算法将ONU产生的密钥转换成真正的加密图样，对下行数据流进行加密。

GPON和EPON各有千秋，适用范围各有不同，应用场景也有重叠的地方，展望未来的宽带接入市场也许并非谁替代谁，应该是共存互补。对于带宽、多业务，QoS和安全性要求较高以及ATM技术作为骨干网的客户，GPON会更加适合；而对于成本敏感，QoS和安全性要求不高的客户群，EPON成为主导。

在住宅用户FTTB应用方面会产生重叠，都能满足宽带提速应用需求；在FTTH应用场景下，特别是在全业务运营场景下GPON更具优势（更高的带宽能力：2. 00倍于EPON下行带宽，1.37倍于EPON上行带宽；更高的分光比1：128），组网成本比EPON更低。

实际上，在建网和组网的过程中，GPON和EPON的建设模式并没有太大区别，只不过是运营商在宽带接入上面临的技术选择而已。从当前看来，GPON的业务提能力与EPON基本一致，目前还没有出现GPON能做，而EPON做不了的业务接入。

由于技术特点不一样，EPON和GPON技术实际是两个不同的市场应用，EPON技术比较适合互联网接入的应用类型，GPON技术比较适合全业务运营和三网融合的应用类型。从商业角度看，这其实是两个细分市场，不过从终端用户角度看，不管是EPON、GPON，其实对用户都是不可见的，尤其是FTTB建设模式，用户家里的终端设备，只看到了以太网接口和电话接口，不需要考虑GPON和EPON的事情。