EPON與GPON的綜合比較

孟浥塵

四川大學(xué)電子信息學(xué)院，四川成都 610065

0 引言

無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）的概念早已建立，它在光接入網(wǎng)中扮演著重要的角色是由它的節(jié)省光纖資源、對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議透明的特點(diǎn)決定的。同時(shí)，伴隨著20年來以太網(wǎng)（Ethernet）技術(shù)的發(fā)展，局域網(wǎng)幾乎已經(jīng)完全被他的簡便實(shí)用，價(jià)格低廉的特性所統(tǒng)治，事實(shí)證明，他是承載IP數(shù)據(jù)包的最佳載體。多年來，業(yè)界一統(tǒng)治直認(rèn)為PON是接入網(wǎng)未來發(fā)展的方向，而以太網(wǎng)與PON兩者的互相結(jié)合，使得以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）產(chǎn)生了。因此，它不僅具備了以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還具備了PON的優(yōu)勢，成為了光接入網(wǎng)領(lǐng)域中的最熱門技術(shù)之一。其中，信號處理技術(shù)是它的技術(shù)上的難點(diǎn)。在下行方向上是單點(diǎn)發(fā)送，多點(diǎn)接收即局端設(shè)備/OLT發(fā)出信號傳遞給所有的遠(yuǎn)端用戶/ONU，然后根據(jù)需要各用戶從中取出發(fā)給自己的數(shù)據(jù)。然而，在上行方向上是多點(diǎn)發(fā)送，單點(diǎn)接收即因?yàn)槎噙h(yuǎn)端用戶/ONU是共享一根干路光纖，因此，必須采用某種多址接入?yún)f(xié)議，以避免信號沖突。目前，有兩個(gè)頗為引人注目的PON標(biāo)準(zhǔn)已正式發(fā)布，于2001年初正式提出。首先，在第一英里采用了太網(wǎng)聯(lián)盟（EFMA）；其次，在二層里則采用了以太網(wǎng)取代ATM的EPON技術(shù)。于是，使得EPON產(chǎn)品的商用價(jià)值得到了更大程度上的顯現(xiàn)，因?yàn)橛辛藷o源光網(wǎng)絡(luò)（PON）完美技術(shù)的實(shí)現(xiàn)了將以太網(wǎng)技術(shù)和PON技術(shù)互相結(jié)合，于是很自然地就成了很適合IP業(yè)務(wù)的寬帶接入技術(shù)。在一般情況下，對于Gbit/s速率的EPON系統(tǒng)又稱之GE-PON。另外，F(xiàn)SAN在EFMA提出EPON概念的同時(shí)提出了GPON，F(xiàn)SAN與ITU已對其進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，在2003年3月終于完成了ITU-T G.984.1 以及G.984.2的制定， G.984.3的標(biāo)準(zhǔn)化于2004年2月和6月完成。從而最終形成了GPON的標(biāo)準(zhǔn)，GPON在高速率和支持多重業(yè)務(wù)方面明顯的有優(yōu)勢，但是目前，GPON成本要高于EPON技術(shù)，同時(shí)，GPON產(chǎn)品也沒有EPON成熟。

1 xPON概述

1987年British Telecom的科究工作者率先提出了PON的理論。1995年，全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)論壇（FSAN）聯(lián)盟共同定義了一個(gè)通用的PON標(biāo)準(zhǔn)。在1998年，建立在155Mbit/s ATM技術(shù)基礎(chǔ)之上，ITU-T發(fā)布了G.983系列的APON（ATM PON）標(biāo)準(zhǔn)。并且，于此同時(shí)，APON產(chǎn)品也被各大電信期間制造商他們研發(fā)出來了，目前世界上，APON產(chǎn)品在北美、日本和歐洲等都得到了很廣泛的實(shí)際的應(yīng)用。2001年底，F(xiàn)SAN又把網(wǎng)頁APON更新然后更名為BPON，即為“寬帶PON”。

GPON（Gigabit-Capable PON）技術(shù)是建立在ITU-TG.984.x標(biāo)準(zhǔn)的最新一代的寬帶無源光綜合接入標(biāo)準(zhǔn)，這種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)具有帶寬大，效率高，覆蓋范圍廣，用戶接口豐富等優(yōu)勢，同時(shí)，這種技術(shù)也被大多數(shù)運(yùn)營商看作為實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)業(yè)務(wù)寬帶化，綜合化改造的理想技術(shù)。

以太無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，它運(yùn)用點(diǎn)到了無源光纖傳輸、多點(diǎn)結(jié)構(gòu)以及提供了很多種業(yè)務(wù)在以太網(wǎng)之上。并且使用了PON技術(shù)以及以太網(wǎng)協(xié)議在物理層以及鏈路層上，PON技術(shù)的運(yùn)用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)的接入。因此，它既擁有PON技術(shù)的優(yōu)勢同時(shí)又具備了以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢，總結(jié)優(yōu)勢包括如下幾點(diǎn)：低成本低、擴(kuò)展性強(qiáng)、帶寬高、靈活快速的服務(wù)重組、與現(xiàn)有以太網(wǎng)的兼容并且方便管理等等。

2 EPON與GPON的技術(shù)特點(diǎn)

2.1 EPON

EPON的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.3ah，IEEE 802.3ah工作小組還對其進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，EPON的對稱速率可以支持1.25Gbps，其速率已經(jīng)能升級到10Gbps。標(biāo)準(zhǔn)中定義了一些相關(guān)性的內(nèi)容：EPON的物理層、多點(diǎn)控制協(xié)議，運(yùn)行管理維護(hù)等等。IEEE制定EPON標(biāo)準(zhǔn)的盡量在80，也是其制定標(biāo)準(zhǔn)的基本原則。

2.2 GPON

GPON的標(biāo)準(zhǔn)是ITU-T G.984系列標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了GPON的物理層、TC層和運(yùn)行管理維護(hù)相關(guān)功能。其技術(shù)特色是在二層采用ITU-T定義的GFP（通用成幀規(guī)程）對Ethernet、TDM、ATM等多種業(yè)務(wù)進(jìn)行封裝映射，能提供1.25和2.5Gb/s下行速率和所有標(biāo)準(zhǔn)的上行速率，并具有強(qiáng)大OAM功能。GPON定義了一種全新的封裝結(jié)構(gòu)GEM(GPON encapsulation method)，可以把ATM和其它協(xié)議的數(shù)據(jù)混合封裝成幀。GPON標(biāo)準(zhǔn)非常復(fù)雜，在已有技術(shù)基礎(chǔ)上，難以用較低成本實(shí)現(xiàn)完全符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。

EPON與GPON技術(shù)比較表

EPON：適宜承載基于以太網(wǎng)的業(yè)務(wù)，簡單、低成本、中等性能，滿足公眾住宅客戶需求。GPON：完善支持多業(yè)務(wù)接入，復(fù)雜性稍高，完備性、性能與安全性較好，可滿足綜合業(yè)務(wù)接入需求。

3 10G EPON和10G GPON

IEEE和ITU-T分別于2004年和2005年啟動(dòng)了下一代PON標(biāo)準(zhǔn)的研究。截至目前，10G EPON和10G GPON的主體標(biāo)準(zhǔn)或已正式發(fā)布、或基本定稿，這必將加快器件商與設(shè)備商推出商用產(chǎn)品的進(jìn)程。 10G EPON的標(biāo)準(zhǔn)為IEEE 802.3av，10G EPON的標(biāo)準(zhǔn)制定從2006年開始，于2009年9月正式頒布標(biāo)準(zhǔn)。和10GEPON相比，10GGPON在某些領(lǐng)域制訂的標(biāo)準(zhǔn)更為細(xì)致，如在移動(dòng)基站回程、大分光比的FTTH(光纖到戶)、企業(yè)客戶應(yīng)用等。這些業(yè)務(wù)將推動(dòng)運(yùn)營商將更多復(fù)雜的應(yīng)用、更重要的客戶遷移到10GGPON接入網(wǎng)中。這樣也將加速光纖接入對銅線接入的升級和替代?？傮w來講下一代PON技術(shù)趨向于大帶寬，大分光比及長距的發(fā)展方向。由于10GEPON有著良好的兼容性，現(xiàn)有國內(nèi)所作的EPON規(guī)范可以絕大部分繼承，更加有利于FTTB(EPON)+LAN/xDSL網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)發(fā)展、隨著中國FTTx網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的逐漸展開以及中興等中國通信企業(yè)在國際標(biāo)準(zhǔn)組織的積極參與，無論是IEEE制定的標(biāo)準(zhǔn)還是ITUT/FSAN的制定標(biāo)準(zhǔn)，在下一代PON介入技術(shù)的發(fā)展道路上將會(huì)留下越來越多的中國烙印

[1]中國PON技術(shù)網(wǎng).

[2]鄒君妮.基于EPON的寬帶接入網(wǎng)的QoS體系結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)機(jī)制研究[M].上海大學(xué)出版社，2009.