GPON和EPON主要技術(shù)對(duì)比

1、GPON和EPON主要技術(shù)對(duì)比GPON 和 EPON由于產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)組織不同，在物理層設(shè)計(jì),幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，幀封裝技術(shù)，QoS管理和分配，終端管理等方面存在諸多差異；這些差異比較之下,GPON主要表現(xiàn)出 下面一些特點(diǎn)：1. 帶寬效率咼，分光比咼，光功率預(yù)算咼；2. QoS保障機(jī)制完善3. TDM傳送機(jī)制靈活，而且ONT和OLT之間可以同步時(shí)鐘4. OAM管理機(jī)制定義完善，OMCI目前已經(jīng)定義幾乎所有的業(yè)務(wù)包括VolP,CES,MoCA 等業(yè)務(wù)從技術(shù)角度來(lái)說(shuō),GPON相比EPON技術(shù)完備性好很多，考慮比較完善，是一個(gè)基 于運(yùn)營(yíng)商視角制定的標(biāo)準(zhǔn)；下面就GPON的主要特點(diǎn)詳細(xì)描述其原因。一、帶寬效率高，分光

2、比高，光功率預(yù)算高GPON由于采用的物理編碼方式是 NRZ和加擾方式,在物理層沒(méi)有額外的開(kāi)銷。在幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面采用了下面的結(jié)構(gòu)：UpstreamTxTxTotalUpstreamTxTxTotalGuardPreambleEkllmlterilatn rateenabledisabletimetimetimetimeTg時(shí)間段內(nèi)ONU打開(kāi)Laser ,OLT進(jìn)行Level Recovery。Tp時(shí)間段內(nèi)，B-CDR鎖定線路時(shí)鐘Td時(shí)間段內(nèi)，G-MAC完成幀定界如下G.984.2對(duì)不同上行速率下的物理層開(kāi)銷分配提出建議。在當(dāng)前器件水平 下該建議還是比較苛刻的，因此在2005/07 G.984.3

3、的修訂案中允許對(duì)物理層開(kāi)銷進(jìn) 行設(shè)定和調(diào)整。UpstreamTxTkTotalGuardPreambleDelimiterrateenubledisabletimeHjiwtimetime(Mbit/s)(bits)(bits)(bits)(bits)(bits)(bi155.52223261016622.088864162820J244J616169632442024&8323232192討0NcrtesMcixitmimMiiximumMunJjtoryMinimumSuggestedSuggested以GPON的1.244速率為例,TX ON/OFF的時(shí)間為16bit,計(jì)算出的時(shí)

4、間約12.8ns;而對(duì)比同一速率下的EPON的TX ON/OFF的要求是512ns;因此GPON在處理突發(fā)的收發(fā)過(guò)程中光電開(kāi)銷小很多；在物理層開(kāi)銷上，參看下面圖，所有的終端的PCBd開(kāi)銷為4+4+13+1+4+4+N*8=30+8N字節(jié)；N為終端數(shù)，按照最大的64個(gè)終端計(jì)算,總開(kāi)銷為 542;一幀總的下行字節(jié)數(shù)為38880字節(jié)，物理層的總開(kāi)銷為1.39%;在Payload中，還 有GEM幀開(kāi)銷，每個(gè)ONT占用5字節(jié)開(kāi)銷，因此最大64個(gè)ONT的開(kāi)銷為64*5=320;開(kāi)銷為0.82%;總的帶寬開(kāi)銷為2.21%;因此總的下行效率可以達(dá)到97.8%也就是對(duì)于2.488G下行可以達(dá)到2.433G的速率

5、，相對(duì)EPON的74%左右的下行效率高很多；HUAWEiDownstmam FramingPaylMrfTPCfid |Covtvj rWKttlSuper-fmrTiP Connlsr 30 bHfiler MapATM pviiboriCRCAccra 16 tM!BB bylvsr從光功率預(yù)算角度來(lái)說(shuō)GPON支持CLASS A ,CLASS B/B+,CLASS C等級(jí)別的光模塊，特別是CLASSB+以及CLASS C級(jí)別的光模塊，光功率預(yù)算超過(guò)28dB;EPON最多能夠支持25dB 的功率預(yù)算；GPON典型的分光比為1:64最大可以做到1:128;EPON典型分光比為 1:32最大到1

6、:64;而且EPON由于物理開(kāi)銷較大，因此當(dāng)分支比提升到1:64時(shí),開(kāi)銷 占到約30%的帶寬;而GPON基本不受太大影響；、QoS保證機(jī)制完善UNISNI.GP.X i crt :OpticaL Fiber7irt'j±LQoS/ForwardClassificationClassi- fic：atian11GPON的QoS采用多級(jí)控制的方式，類似于ATM的機(jī)制，相對(duì)EPON完備很 多。如下圖所示：上行方向 ONU側(cè):對(duì)UNI接口接收到的業(yè)務(wù)流進(jìn)行流分類，流分類的結(jié)果定義為Virtual UNI （就是 VLAN 或者 802.1p TAG Virtual UNI 映射到指定

7、的 GEM port , 多個(gè)Virtual UNI可以映射到同一個(gè) GEM port GEM port. OLT將GEM port分配到 指定的T-CONT OLT側(cè):OLT從T-CONT中拆出GEM幀，然后對(duì)每個(gè)GEM port接收到的業(yè) 務(wù)流分別進(jìn)行流分類，CVLAN切換為SVLAN ,以及網(wǎng)絡(luò)側(cè)802.1p優(yōu)先級(jí)，再基于 802.1p調(diào)度后發(fā)送到SNI接口下行方向 OLT側(cè):對(duì)每條flow先基于VLAN/802.1p調(diào)度,包括基于流作CAR ,SVLAN切換為CVLAN后，進(jìn)行GEM封裝，然后發(fā)送到ONU側(cè)IF-PONIF-PONONU側(cè):從GEM幀中還原出業(yè)務(wù)流，下行如果存在擁塞，則

8、基于802.1p調(diào)度，再 轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的UNI接口從以上分析可見(jiàn) GPON的QoS按照T-CONT GEM-PORT flow 級(jí)設(shè)計(jì),T-CONT用于分配帶寬，同時(shí)可以針對(duì)不同的業(yè)務(wù)類型確定分配帶寬的優(yōu)先 級(jí)別;這點(diǎn)相比EPON的LLID純粹標(biāo)示分配帶寬更具有優(yōu)勢(shì)，特別是針對(duì)實(shí)時(shí)性要 求較高的如TDM專線,VOICE等業(yè)務(wù)，可以設(shè)置為固定分配帶寬方式 保證125us能 夠固定上傳一個(gè)TDM幀;其他T-CONT類型也可以用來(lái)區(qū)分業(yè)務(wù)調(diào)度;GEM-PORT 類似于PVC管道，可以用來(lái)表示用戶端口，也可以是一條業(yè)務(wù)流；系統(tǒng)可以根據(jù)需求 限制GEM-PORT帶寬，也可以針對(duì)GEM-PORT做一些安全和

9、隔離操作;flow是最細(xì) 化的一層，用來(lái)表示具體的業(yè)務(wù)流，可以是任意的二三層甚至以上的標(biāo)識(shí)映射的結(jié)果 相對(duì)而言EPON就比較簡(jiǎn)單，就是LLID+FLOW 的方式丄LID表示帶寬分配的最小 單元，沒(méi)有優(yōu)先級(jí)，是一個(gè)單純的管道,FLOW和GPON可以理解一致，QoS主要靠 802.1p,不能保證TDM業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性；、TDM傳送機(jī)制靈活，而且ONT和OLT之間可以同步時(shí)鐘TDM業(yè)務(wù)對(duì)于運(yùn)營(yíng)商也是比較重要的業(yè)務(wù)，GPON在解決TDM業(yè)務(wù)傳送方面 存在天然的優(yōu)勢(shì),GPON上下行數(shù)據(jù)幀都是基于125us時(shí)鐘傳送的，時(shí)鐘統(tǒng)一來(lái)自 OLT設(shè)備；GPON的TDM解決方案非常靈活，包括NATIVE TDM,CES

10、oP方式,其中NATIVE TDM可以采用同步方式和異步方式,CESoP的時(shí)鐘恢復(fù)可以采用ACM方 式，也可以采用SRTS方式;首先說(shuō)NATVE TDM方式，所謂同步方式就是每個(gè)125us, 將TDM數(shù)據(jù)如2M,就是32字節(jié)數(shù)據(jù)直接封裝到GEM幀中;異步方式就是可以增加SONET封裝,將每個(gè)E1/T1用VC12或者TC12封裝起來(lái)?yè)雍竺總€(gè)125us固定傳送，這種方式比較適合專網(wǎng)的TDM業(yè)務(wù)， 每個(gè)E1/T1的業(yè)務(wù)時(shí)鐘各自獨(dú)立，不需要統(tǒng)一的TDM時(shí)鐘,OLT系統(tǒng)時(shí)鐘作為統(tǒng)一 的參考時(shí)鐘；CESoP方式下的時(shí)鐘恢復(fù)可以采用ACM自適應(yīng)方式，主要是從碼流速 率恢復(fù)時(shí)鐘，這種方式比較適合跨城域網(wǎng)傳送，

11、不需要收發(fā)端時(shí)鐘一致，缺點(diǎn)是時(shí)鐘質(zhì) 量不高，而且受網(wǎng)絡(luò)時(shí)延和抖動(dòng)的影響非常大，時(shí)鐘的漂移比較大；采用SRTS方式主 要關(guān)鍵是收發(fā)端需要同步的時(shí)鐘，兩端采用時(shí)戳的方式同步時(shí)鐘，這種方式下的時(shí)鐘 恢復(fù)精度較高，適合傳送時(shí)鐘要求高的業(yè)務(wù)；華為公司的設(shè)備同時(shí)支持 NATIVE TDM 和CESoP方式NATIVE TDM 支持異 步方式,CESoP可以同時(shí)支持ACM和SRTS的時(shí)鐘恢復(fù)方式；相比之下,EPON的TDM解決方案比較單一，只能采用CESoP方式，而且只能采 用ACM的時(shí)鐘恢復(fù)方式；四、OAM管理機(jī)制定義完善OAM管理對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言是不可缺少的，這也是減少OPEX的重要手段,GPON 在制定

12、標(biāo)準(zhǔn)時(shí)充分考慮到這一點(diǎn)；G.984.4標(biāo)準(zhǔn)主要就是描述維護(hù)管理的實(shí)現(xiàn)模型以 及管理實(shí)體內(nèi)容；后續(xù)還有一些補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)逐步完善了包括對(duì) VoIP,CESoP,MoCA等 業(yè)務(wù)的管理內(nèi)容；OMCI是GPON中的OAM管理和控制接口，具有以下特點(diǎn)：1.OMCI管理的最終目的是 OLT和ONT/ONU只需要一個(gè)EMS網(wǎng)管2.OMCI模型將各種應(yīng)用場(chǎng)景包括 ONT和ONU終端的業(yè)務(wù)構(gòu)架進(jìn)行抽象3.分解出的管理實(shí)體可以有多個(gè)實(shí)例，是最小的管理單元，可以動(dòng)態(tài)創(chuàng)建和刪除4.OMCI管理清晰定義了管理實(shí)體之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系5.ONT/ONU的管理單元的操作可以由 OLT統(tǒng)一分配和控制6.OMCI可以允許對(duì)帶擴(kuò)展槽的 ONU終端管理7通過(guò)OMCI,OLT可以獲取ONT/ONU的MIB支持能力OMCI通過(guò)抽象建模的方式描述了包括 ONT和ONU的模塊關(guān)聯(lián)關(guān)系以及業(yè)務(wù) 控制和管理管理，針對(duì)ONU的管理OMCI