EPON與GPON的對比探討

徐樑

摘 要：近年來，F(xiàn)TTX作為支撐IPTV和三網(wǎng)合一的有效手段受到更多關(guān)注。在走向FTTH的進(jìn)程中，EPON/GPON技術(shù)是公認(rèn)的實現(xiàn)FTTX的最佳技術(shù)之一，它們具備長距離、高帶寬、維護(hù)成本低、節(jié)省光纜資源、帶寬分配靈活等優(yōu)點。PON系統(tǒng)的引入對于用戶而言，除了速度的提升，一根光纖可以提供包括語音、視頻和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求。同時由于光纖本身的高度穩(wěn)定性，有效降低運行維護(hù)成本，從而幫助運營商實現(xiàn)接入網(wǎng)建設(shè)的“一勞永逸”。本文就近幾年來寬帶接入網(wǎng)建設(shè)與優(yōu)化背景下，部署的無源光接入網(wǎng)，闡述兩種PON技術(shù)的優(yōu)缺點對比。

關(guān)鍵詞：寬帶接入網(wǎng)；EPON；GPON

目前無源光接入網(wǎng)有兩個主要的標(biāo)準(zhǔn)，一個是由ITU/FSAN制定的GPON（G984系）標(biāo)準(zhǔn)，另一個是由IEEE工作組制定的EPON（802.3系）標(biāo)準(zhǔn)。雖然在接入網(wǎng)“光進(jìn)銅退”建設(shè)上EPON的出現(xiàn)早于GPON，但不能說EPON可以升級為GPON。

速率：EPON提供固定上下行1.25Gbps，采用以太網(wǎng)幀封裝，由于編碼效率受限于8b/10b編碼，傳輸效率只有80%，實際速率為1Gbps。GPON則支持多種非對稱的上下行速率組合。目前主流的上下行速率組合為下行2.5Gbps，上行1.25Gbps，GPON使用GEM的封裝方式，綜合傳輸效率在93%以上。根據(jù)實際需求來決定上下行速率，選擇相對應(yīng)光模塊，提高光器件速率價格比。

本項結(jié)論：雙方均滿足高帶寬接入的需求，但傳輸效率上GPON占優(yōu)。

分路比與傳送距離：分路比即一個OLT端口（局端）帶多少個ONU（用戶端）EPON標(biāo)準(zhǔn)定義分路比1：32。GPON標(biāo)準(zhǔn)定義分路比下列幾種1：32；1：64；1：128，其實技術(shù)上EPON系統(tǒng)也可以做到更高的分路比，如1：64，1：128，EPON的控制協(xié)議可以支持更多的ONU。但分路比主要是受光模塊性能指標(biāo)的限制，大的分路比會造成光模塊成本大幅度上升，另外，另外，PON插入損失15-18dB，大的分路比會降低傳輸距離，過多的用戶分享帶寬也是大分路比的代價。

本項結(jié)論：兩種標(biāo)準(zhǔn)均能做到相同分路比，大分路比對傳輸距離的影響也相同。

QOS：EPON在MAC層Ethernet包頭增加了64字節(jié)的MPCP多點控制協(xié)議，MPCP通過消息，狀態(tài)機和定時器來控制訪問點到多點的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實現(xiàn)DBA動態(tài)帶寬分配。MPCP涉及的內(nèi)容包括ONU發(fā)送時隙的分配，ONU的自動發(fā)現(xiàn)和加入，向高層報告擁塞情況以便動態(tài)分配帶寬。但MPCP并沒有對業(yè)務(wù)的優(yōu)先級進(jìn)行分類處理，所有的業(yè)務(wù)隨機的競爭帶寬。

GPON則擁有在業(yè)界中有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)的DBA，使它具有優(yōu)秀的QoS服務(wù)能力。GPON將業(yè)務(wù)帶寬分配方式分成4種類型，優(yōu)先級從高到低分別是固定帶寬（Fixed）、保證帶寬（Assured）、非保證帶寬（Non-Assured）和盡力而為帶寬（BestEffort）。DBA定義了業(yè)務(wù)容器（traffic container，T-CONT）作為上行流量調(diào)度單位，不同類型的T-CONT標(biāo)識具有不同的帶寬分配方式。分別滿足如話音，視頻點播，下載，WEB瀏覽等對帶寬需求不同的業(yè)務(wù)流在時延、抖動、丟包率等方面不同的QoS要求。

本項結(jié)論：GPON豐富的QOS帶寬控制功能可以為用戶提供更多選擇，GPON優(yōu)于EPON。

運營維護(hù)：EPON沒有對OAM進(jìn)行過多的考慮，只是簡單的定義了對ONT遠(yuǎn)端故障指示、環(huán)回和鏈路監(jiān)測，并且只是可選支持。

GPON在物理層定義了PLOAM，高層定義了OMCI，在多個層面進(jìn)行OAM管理。PLOAM用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)加密、狀態(tài)檢測、誤碼監(jiān)視等功能。OMCI信道協(xié)議用來管理高層定義的業(yè)務(wù)，包括ONU的功能參數(shù)集、T-CONT業(yè)務(wù)種類與數(shù)量、QoS參數(shù)，請求配置信息和性能統(tǒng)計，自動通知系統(tǒng)的運行事件，實現(xiàn)OLT對ONT的配置、故障診斷、性能和安全的管理。

本項結(jié)論：GPON的終端管理項目遠(yuǎn)多于EPON，所以該項對比GPON優(yōu)于EPON。

多業(yè)務(wù)支持：EPON沿用以太網(wǎng)封裝格式，在以太網(wǎng)包頭增加64字節(jié)的MPCP協(xié)議來實現(xiàn)EPON系統(tǒng)中的帶寬分配，輪巡，自動發(fā)現(xiàn)等工作。由于不支持非數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（如TDM同步業(yè)務(wù)）。很多廠家開發(fā)了一些非標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品來解決這個問題，但是都不理想。

GPON基于新的傳輸融合（TC）層，該子層能夠完成對高層多樣性業(yè)務(wù)的適配，定義了GFP封裝（通用成幀協(xié)議）。GFP是一種通用的多業(yè)務(wù)的鏈路層規(guī)程。GPON中對GFP作了少量的修改， 在GFP幀的頭部引入了PortID，用于支持多端口復(fù)用；還引入了Fragment分段指示提高系統(tǒng)的有效帶寬。GPON的TC層使用了標(biāo)準(zhǔn)的8kHz定長幀，可以支持端到端的定時和其他準(zhǔn)同步業(yè)務(wù)，特別是可以直接支持傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)。

本項結(jié)論：對多業(yè)務(wù)的支持GPON的TC層要比EPON的MPCP強大。

結(jié)論：EPON和GPON各有千秋，從各項性能指標(biāo)上GPON要優(yōu)于EPON，但是EPON擁有了時間和成本上的優(yōu)勢，展望未來的寬帶接入市場也許并非誰替代誰，應(yīng)該是共存互補。對于帶寬、多業(yè)務(wù)，QoS和安全性要求較高以及ATM技術(shù)作為骨干網(wǎng)的客戶，GPON會更加適合。而對于成本敏感，QoS，安全性要求不高的客戶群，EPON成為主導(dǎo)。