EPON與GPON的技術(shù)比較分析報告

1、 WORD 8/8EPON與GPON的技術(shù)比較分析EPON與GPON的技術(shù)比較分析烽火通信高鵬容提要：GPON和EPON是兩種不同的PON技術(shù)，針對其技術(shù)特點和應(yīng)用定位業(yè)界有著不同的認識，尤其是近來一些廠家的惡意宣傳言論甚囂塵上，給業(yè)界帶來了認識上的混亂。本文通過對兩種技術(shù)的比較，尤其是對常見的一些認識偏差的分析，得出：GPON和EPON是兩種互補性的技術(shù)，GPON適合大客戶接入，EPON適合實現(xiàn)FTTH和小型商業(yè)用戶接入。1基本情況比較PON主要分為APON/BPON（ATMPON/寬帶PON）、EPON（以太網(wǎng)PON）和GPON（千兆比特PON）幾種，其中，EPON由于非常適合IP業(yè)務(wù)的寬

2、帶接入，得到了更大程度的發(fā)展和商用，業(yè)界把千兆比特的EPON系統(tǒng)又稱為GEPON；GPON在高速率和多業(yè)務(wù)支持（尤其是對TDM業(yè)務(wù)的支持）方面則有一定優(yōu)勢。EPON和GPON是當(dāng)前業(yè)界重點關(guān)注的PON技術(shù)。幾種主要的PON技術(shù)之間的比較見表1。上述表格摘自中國網(wǎng)通無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)應(yīng)用指導(dǎo)意見（2006年2月），應(yīng)該講是相對比較客觀的一個基本比較。網(wǎng)通集團公司在這份文件中就指出，兩種技術(shù)各擅勝場，有著不同的應(yīng)用定位。針對業(yè)界大多數(shù)未明就理的技術(shù)人員而言，對EPON和GPON的認識就不見得這么客觀了。很多人普遍認為GPON的優(yōu)勢存在于下列幾個方面：1、由于采用了GEM封裝，GPON對TDM

3、業(yè)務(wù)支持的QoS表現(xiàn)好，支持語音的效果也好；2、封裝效率高，甚至高于EPON一倍；3、光層指標優(yōu)于EPON。下面我們就逐一分析一下這些情況。2如何看待EPON和GPON的光層參數(shù)2.1GPON的光層指標要求苛刻，但不等于GPON優(yōu)于EPON很多人直觀地認為GPON的光層參數(shù)要好于EPON，比如：最遠傳輸距離可達60km，最大光分路比可達1:128，支持A/B/C三類ODN等。在ITU-T的G.984規(guī)中，明確定義GPON有兩種傳輸距離指標，一個是邏輯傳輸距離，最大可達60km，但是這個邏輯傳輸距離是按照常規(guī)的最小光纖衰耗來折算的，沒有考慮ODN中分路器等引入的額外衰耗；另一個指標是物理傳輸距離

4、，最大20km，這是指在考慮了ODN的衰耗之后實際可實現(xiàn)的傳輸距離。也就是說，GPON在傳輸距離方面，實際和EPON是一樣的，并沒有優(yōu)勢。ITU-T G.984.1中明確指出：“GPON當(dāng)前定義的最大分光比是1：64；但是考慮到器件技術(shù)的進步，未來必須考慮支持1：128的分光比?！绷硗猓畲蠊夥致繁?:128這個指標僅僅并非所有GPON都能達到，更不是現(xiàn)有的器件技術(shù)可以實現(xiàn)的，這個在G.984中是明確指出的。還有，支持A/B/C類ODN的說法似乎說明GPON的光層指標比較好一些。實際上，這是說明GPON對物理器件的選擇更加苛刻，而不是說GPON技術(shù)本身更優(yōu)。換句話說，EPON對物理器件要求相對

5、寬松一些，更加易于實現(xiàn)，成本方面的優(yōu)勢也更加明顯。分析了這些，我們的中心思想是說GPON的光層指標要求相對比較苛刻，EPON的要求比較寬松，這并不等同于GPON的技術(shù)優(yōu)于EPON，這是我們在這里力圖澄清的第一個問題。對于實際應(yīng)用來說，苛刻的參數(shù)要求會造成實現(xiàn)上的困難，并直接導(dǎo)致成本急劇上升。2.2各種PON的ODN建設(shè)趨同這里還要指出，GPON能夠支持ODN的兩種保護方式，EPON也可以。兩者在這個方面并無技術(shù)差異，均采用ITU-T G.983.5的標準。于是我們發(fā)現(xiàn)，各種PON技術(shù)的實質(zhì)性差異并不在于光層，而且有著類似甚至是趨同的光分配網(wǎng)（ODN）。探索符合中國國情的ODN建設(shè)模式是推進FT

6、TH發(fā)展的一個現(xiàn)實問題。這是個涉與多個領(lǐng)域的復(fù)雜命題，需要長久的技術(shù)積累來逐步形成一套適合特定運營商的模式，EPON要面臨這個問題，GPON也避不開。通過成熟的EPON技術(shù)盡早切入ODN規(guī)模建設(shè)模式的探索將是一個富有戰(zhàn)略意義的舉措。3GPON在TDM的支持上有優(yōu)勢，可惜家庭用戶不需要3.1電信業(yè)務(wù)IP化正在成為現(xiàn)實GPON的固定周期幀結(jié)構(gòu)使其確實在承載TDM業(yè)務(wù)的時候可以較高的效率提供良好的質(zhì)量保障。但是TDM業(yè)務(wù)不等同于語音業(yè)務(wù)，也不等同于視頻業(yè)務(wù)。眾所周知，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)向下一代網(wǎng)絡(luò)演進的一個重要標志就是分組化，軟交換、IMS等技術(shù)逐步走向成熟，國各個運營商也陸續(xù)出臺了停止程控交換機建設(shè)的時間表

7、。也就是說，今后的語音業(yè)務(wù)將不再需要匯集成為T1/E1甚至更高的TDM接口，而是直接在用戶端使用IAD或者集中使用AMG轉(zhuǎn)化為IP分組。這明確告訴我們，TDM語音將迅速走向消亡，分組語音正迅速占據(jù)主流的位置。也有一些人認為，即便如此，接入側(cè)采用TDM，然后再使用AMG集中進行分組轉(zhuǎn)換可以更好地保障QoS。這種認識明顯忽略了兩個事實：首先，分組語音的QoS保障需要端到端的保障，接入網(wǎng)側(cè)的QoS并不是問題的關(guān)鍵，分組語音的QoS更主要地受到互聯(lián)網(wǎng)全程的影響；其次，采用AMG而不采用IAD或者SIP終端是為了經(jīng)濟形而考慮的。另外，從視頻業(yè)務(wù)的角度而言，IPTV是下一個階段的發(fā)展方向。分組化的視頻，而

8、不是TDM化的視頻將成為無可爭議的主流。3.2什么樣的客戶需要TDM業(yè)務(wù)對于最終的用戶而言，比如居民用戶、小型商業(yè)企業(yè)用戶（SMB）均不會有TDM的需求，TDM業(yè)務(wù)僅對于部分大型商業(yè)企業(yè)客戶有價值。綜上所述，TDM業(yè)務(wù)的支持能力對于FTTH（光纖到家庭）的應(yīng)用而言，并無實際意義。即使個別用戶需要這項業(yè)務(wù)，EPON已經(jīng)可以通過一些技術(shù)來提供符合要求的TDM業(yè)務(wù)接口，滿足實際應(yīng)用的需求。故而，從實際應(yīng)用價值的角度出發(fā)，TDM支持能力不應(yīng)在EPON和GPON的比較當(dāng)中占據(jù)重要的評價權(quán)重。3.3EPON系統(tǒng)可以提供有QoS保障的多業(yè)務(wù)承載EPON系統(tǒng)可以提供1000M速率的接入能力，結(jié)合其物理分路指標

9、，能夠非常圓滿地滿足各種寬帶業(yè)務(wù)組合的應(yīng)用需求。隨著技術(shù)的進步，EPON不但能夠非常便捷地提供包括視頻、語音、數(shù)據(jù)甚至數(shù)據(jù)專線在的綜合業(yè)務(wù)，而且能夠有力地保障這些業(yè)務(wù)的QoS，這些在中國國的大量FTTH工程中得到了反復(fù)的驗證。今年三月，中國移動組織了XPON的摸底測試，從測試現(xiàn)場了解到的信息，他們認為現(xiàn)有測試數(shù)據(jù)表明GPON傳輸E1業(yè)務(wù)時的性能沒有他們原先想象的好，相對EPON沒有體現(xiàn)出太多優(yōu)勢。4封裝效率是EPON和GPON的差距嗎業(yè)界對于GPON的封裝效率比較津津樂道，有數(shù)據(jù)說是97%；與此同時則總是說EPON的封裝效率低下，僅有不到50%。很多人樂于接受這個數(shù)據(jù)并加以傳播，下面就這個問題

10、簡單地分析一番。任何數(shù)據(jù)的有效性都有其前提。在引用上述數(shù)據(jù)的時候很少有人考慮前提到底是什么。這就至少讓我們懷疑這個數(shù)據(jù)到底在什么情況下有效。從我們的分析結(jié)果來看，這種效率的比較應(yīng)該是針對TDM業(yè)務(wù)封裝的。在這種業(yè)務(wù)承載的時候，EPON需要采用復(fù)雜的封裝技術(shù)來保障QoS，GPON則直接明了，兩者差異很大。如果是其它業(yè)務(wù)呢，會不會有這個差別呢？對于以太網(wǎng)業(yè)務(wù)而言，EPON并未增加任何的開銷封裝（其LLID僅僅是替換了前導(dǎo)符的一部分，沒有增加幀的長度），封裝效率可謂100%。而對于GPON而言，封裝過程中還需要增加GEM開銷，會引起效率的下降。上述分析說明，GPON的效率不是一定高于以太網(wǎng)的。應(yīng)該將

11、，在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)吞噬帶寬的大環(huán)境之下，最佳的選擇是提高以太網(wǎng)的封裝效率，在這個方面EPON做到了無縫適配，GPON對TDM的封裝效率優(yōu)勢在大多數(shù)情況下可謂“英雄無用武之地”。5EPON和GPON的成熟性比較就成熟性而言，EPON毫無疑問占據(jù)了比較明顯的優(yōu)勢，這已經(jīng)是業(yè)界的共識了。5.1標準化從信息產(chǎn)業(yè)部以與國各個主要運營商對制定我國EPON標準的重視程度和速度來看，EPON技術(shù)在國也已經(jīng)得到了相當(dāng)?shù)恼J可。目前信息產(chǎn)業(yè)部將于今年發(fā)布我國關(guān)于EPON的第一部行業(yè)標準“接入網(wǎng)技術(shù)要求基于以太網(wǎng)方式的無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)”，關(guān)于EPON測試的行業(yè)標準的制定也已經(jīng)進入了第二階段（即對征求意見稿的反饋意見的

12、討論與修改征求意見稿的階段）。中國電信已經(jīng)在國多處地方開展了EPON試點，在此基礎(chǔ)上，召集了國主要的EPON設(shè)備供應(yīng)商共同起草了一份中國電信關(guān)于EPON的企業(yè)標準。規(guī)了中國電信對EPON設(shè)備的技術(shù)要求。從這些關(guān)于EPON的標準的陸續(xù)制定和推出可以看出信息產(chǎn)業(yè)部和各大運營商對在用EPON技術(shù)的堅定決心。5.2芯片和儀表的產(chǎn)業(yè)鏈目前除了已知的Passave，Teknovus，Centillium等公司外，Immenstar等公司也將推出自己的EPON芯片。一些測試儀表廠家也都看好EPON市場，陸續(xù)推出EPON專用的測試儀表。如EXFO推出了PON專用的光功率計，以與OTDR。安捷倫新推出了N2X

13、EPON性能分析系統(tǒng)。由此可見，一個成熟的EPON產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)逐漸形成。相比之下，GPON在標準制定頒布后，遲遲沒有廠家能夠提供商用芯片，抑制了產(chǎn)品的研發(fā)、推廣與應(yīng)用。目前能夠提供GPON產(chǎn)品的廠家或公司鳳毛麟角（只有Flexlight宣稱有支持GPON的產(chǎn)品推出），而且現(xiàn)有的GPON產(chǎn)品多是針對北美市場的需求，對中國市場沒有做過深入調(diào)查，因此符合中國市場需求的GPON產(chǎn)品更是少之又少。5.3互通性還有一些人認為GPON的互通性要好于EPON。這種認識是毫無根據(jù)的技術(shù)盲從。歷史經(jīng)驗證明，任何一種技術(shù)的互通性都是經(jīng)歷了反復(fù)的磨合之后才能實現(xiàn)的，接入網(wǎng)的典型例子就是ADSL，還有Wi-Fi，其它領(lǐng)域

14、的例子更是不勝枚舉。當(dāng)前階段，EPON的互通性問題已經(jīng)在解決之中，中國電信集團公司組織業(yè)十多個EPON廠家的互通性測試工作正在研究院進行之中，其結(jié)果非常樂觀。反之，GPON在沒有成熟的芯片和設(shè)備的情況下，妄言互通性好于EPON是一種不負責(zé)任的態(tài)度。6成本問題是接入網(wǎng)技術(shù)選擇的首要因素EPON不但集成了無源光網(wǎng)絡(luò)的低成本優(yōu)勢，而且與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)絕對主導(dǎo)地位的以太網(wǎng)技術(shù)無縫融合，不論是當(dāng)前的可實現(xiàn)成本還是未來的預(yù)期成本，都是各種PON技術(shù)中無可比擬的。當(dāng)前，提供純數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的EPON設(shè)備每線成本不足2000元，而且在繼續(xù)快速下降。相對而言，GPON的光層指標苛刻，僅僅是光器件成本就遠遠高于EPON。在同等或者相似的用量之下，GPON的成本將遠遠高于EPON。目前的測算結(jié)論，EPON的單線成本僅僅在GPON的三分之一左右。這對于接入網(wǎng)而言是極其重要的。7EPON和GPON技術(shù)定位的客觀評價上述的分析中，我們較多地下功夫來澄清業(yè)界對于GPON的一些近乎迷信的看法，比如光層指標、封裝效率、TDM業(yè)務(wù)支持能力、互通性、成熟性、成本等。盡管這些分析大多得出的結(jié)論和大多數(shù)人的常規(guī)認識存在一定的差異，但是這并不是說