首先，让我们了解EPON网络设计的步骤。设计的第一步是选择合适的网络拓扑结构，随后进行网络设备和设计的选型。这一过程需要充分分析用户需求，了解技术指标和限制条件，并对商业目标和约束进行深入分析。基于对网络当前及未来通信需求的理解，我们才能制定出合理的网络设计方案。需求来源包括决策者的建设思路、国家及行业标准、用户技术人员的技术理解，以及用户提供的各类资料。此外，网络设计还需考虑系统的可靠性、响应时间、安全性、可实现性和实时性等因素。
在设备选择和网络拓扑确定后，我们可以制定出整个网络的拓扑图。无源光网络使用对称分光比分光器，确保每条链路在设备的光接收灵敏度范围内。分光器的最大光分支比通常为1:32，适用于用户分布较为集中的场景。
接下来，我们探讨EPON系统的具体设计。首先是每户带宽的设计。按照标清视频流的需求，如果使用MPEG-2标准，每个用户需要4 mbps的带宽；而MPEG-4标准则需要2 Mbps。考虑到交互数字电视的用户比例和同时点播的用户比例，以及其他业务的在线流量，我们可以估算出每100户用户所需的带宽约为41 Mbps或21 Mbps。
OLT（光线路终端）是EPON系统的核心设备，它既是一个交换机或路由器，也是一个多业务提供平台。OLT提供的光接口可以支持不同数量的用户接入。根据以太网向城域网和广域网的发展趋势，OLT提供的千兆光口可以支持多达2500或5000个用户，具体取决于用户所需的带宽。
在ODN（光分配网）的设计方面，它位于分布的光网络中，包括单模光纤、光分路器等。OLT通过单纤波分复用技术，通过光纤与分光器连接到ONU（光网络单元）。在设计ODN时，需要考虑光缆布线、安全保证和光分路器的级联等问题。ODN的设计与城市居民小区的物理分布密切相关。
以一个案例为例，假设有4个小区，每个小区有16栋楼，分前端机房距离第一个分光器5 km，第一个分光器距离各小区最远2 km。我们可以通过光分路器的级联方式来设计ODN，这样的设计可以大量节省光纤，使布线更加灵活，减少布线过程中的困难。这种设计方案还能有效降低链路损耗，提高网络的传输效率。
总之，EPON网络系统的设计需要综合考虑用户需求、技术指标、网络拓扑和设备选择等多方面因素。通过合理的设计，EPON网络能够提供高效、可靠的光纤接入服务，满足不同用户的需求，同时也为未来的网络扩展提供了便利。
EPON(Ethemet over Passive Optical Network，以太无源光网络)是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光网络传输，在以太网之上提供多种业务。主要研究EPON网络系统的设计和实现，以及EPON的网络结构特点，通过逻辑分析与实证相结合的办法，论述了EION网的设计过程，得出了不同接入需求下的设计方案。创新之处在于从用户带宽需求入手实现资源配置最优的效果。
1 网络设计步骤
首先，选择网络拓扑结构，其次，进行网络设计及设备选择。对需求进行充分分析，全面了解用户需求，分析需达到的技术指标和限制条件，就商业目标和对其约束的条件进行充分论证。在对网络现在及未来通信以及需求特征了解的基础上，进行网络设计。需求来源于决策者的建设思路、国家/行业政策、用户技术人员对技术细节的理解、用户能提供的各种资料;而应用需求则要考虑可靠性/可用率、响应时间、安全性、可实现性、实时性等。
根据前面步骤的分析，选配好设备，确定网络连接线缆和各层设备的数量便可制定整个网络的拓扑图。无源光网络采用对称分光比分光器，保证每条链路在设备光接收灵敏度范围内，分光器最大光分支比为1：32，适用于用户比较集中的情况。
2 EPON系统设计
2.1每户带宽设计
(1)若按标清MPEG-2标准计算，要求每用户点播视频流为4 Mbps，若按标清MPEG-4标准计算，要求每用户点播视频流为2 Mbps;
(2)交互数字电视正式运营后，按总有线电视用户的20%接入交互数字电视，且同时点播视频节目的用户按50%计算;
(3)其他业务按接入交互式数字电视用户数的30%计算，且按30%在线，每户平均在线流量按500 kbps计算。
按以上条件每100户用户将占用带宽为：
100×20%x50%×4+100×20%×30%×30%×0.5≈41 Mbps
100×20%×50%×2+100×20%×30%×30%×0.5≈21 Mbps
每有线电视用户平均接入带宽为0.41/0.21 Mbps。
2.2 OLT每千兆光口可带用户数
OLT既是一个交换机或一个路由器，又是一个多业务提供平台，它为PON提供光纤接口，根据以太网向城域网及广域网发展的态势，OLT在提供千兆光口的同时，还提供多个Gbit/s和10 Gbit/s的以太网口。
在目前的系统中，每个OLT提供2～4个千兆光口。每个千兆光口可带的用户数目计算如下：
(1)按每个交互数字电视用户4 Mbps带宽计算
OLT每个千兆光口可覆盖的用户数约为1 000/0.4=2500。若一栋楼按50户计算，则可覆盖2 500/50=50栋楼。
(2)按每个交互数字电视用户2 Mbpe带宽计算
OLT每千兆光口可覆益的用户数约为1 000/0.2=5 000。若一栋楼按50户计算，则可覆盖5 000/50=100栋楼。
由于OLT每千兆光口可以由PON分为32/64个光分支，支持32/64个用户终端ONU。如果EPON采用FTTBLAN接入方式，则OLT每千兆光口可以覆盖32/64栋楼。
当采用MPEG-2编码标准时，按常规32个ONU到楼，覆盖1600用户，则每个ONU覆盖1600/32=50户。每个ONU的平均带宽为1000/32=31.25 Mbps，按总有线电视用户的40%接入交互数字电视，且同时点播视频节目的用户按40%计算，一栋楼的交互数字电视用户的带宽为31.25/50×40%×40%≈4 Mbps。能满足要求。
当采用MPEG-4编码标准时，按64个ONU到楼，覆盖3200用户，则每个ONU覆盖仍为3200/64=50户。每个ONU的平均带宽为1000/64=15.63 Mbpe，按总有线电视用户的40%接入交互数字电视，且同时点播视频节目的用户按40%计算，一栋楼的交互数字电视用户的带宽为15.63/50×40%×40%≈2 Mbps，能满足要求。
2.3 光分配网(ODN)的设计与应用
2.3.1 光分配网设计的一般概念
EPON系统中ODN位于分布的光网络中，包括单模光纤、光分路器等。OLT采用单纤波分复用技术，通过光纤与分光器与ONU连接，最大传输距离可达20 km。在ONU侧通过光分路器分送给多达32～64栋楼的用户。
在ODN的设计中主要涉及到光缆布线、安全保证、光分路器的级联等问题。ODN系统的设计主要与城市居民小区的物理分布有关。常规结构的ODN设计较为简单，如下列举了ODN设计中的一种光分路器级联的方案供参考。
例：4个小区，每个小区16栋楼，分前端机房距离第一个分光器5 km，第一个分光器距离各小区最远2 km。
可采用下列光分路器级联的方式进行设计，由于光分路器的级联与其级数无关，只与整个ODN系统的损耗有关，4个小区，每个区16栋楼，可用2个PON口进行覆盖即可，如图1所示：
此设计方案可大量节省光纤，使布线更加灵活，减少了布线过程中所遇到的各种麻烦。其链路损耗如下：
1×2光分路器损耗：3.2 dB
1×16光分路器损耗：13.5 dB
光纤损耗：0.32 dB/km(1 310nm波长)
