未来GPON是否会取代EPON?

什么是PON?

PON是指无源光纤网络。即在光配线网中不含有任何电子器件及电子电源,ODN全部由光分路器等无源器件组成,不需要贵重的有源电子设备。一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端(OLT),以及一批配套的安装于用户场所的光网络单元(ONUs)。在OLT与ONU之间的光配线网(ODN)包含了光纤以及无源分光器或者耦合器。目前,业界一直认为无源光网络PON是接入网未来发展的方向。一方面是由于它提供的带宽可以满足现在和未来各种宽带业务的需要,所以在解决宽带接入问题上被普遍看好;另一方面,无论在设备成本还是运维管理开销方面,其费用都相对较低。综合经济技术分析表明,PON是实现FTTB/FTTH的主要技术。

什么是EPON

EPON(Ethernet Passive Optical Network)即以太网无源光网络,顾名思义,是基于以太网的PON技术。它采用点到多点结构、无源光纤传输,在以太网之上提供多种业务。EPON系统主要由光线路终端(OLT)、光配线网络(ODN)和光网络单元(ONU)组成。在EPON系统中,OLT既是一个交换机或路由器,又是一个多业务提供平台,它提供面向无源光纤网络的光纤接口。

EPON 作为一种新兴的宽带接入技术,它通过一个单一的光纤接入系统,实现数据、语音及视频的综合业务接入,并具有良好的经济性。业内人士普遍认为,FTTH 是宽带接入的最终解决方式,而EPON 也将成为一种主流宽带接入技术。由于EPON网络结构的特点,宽带入户的特殊优越性,以及与计算机网络天然的有机结合,使得全世界的专家都一致认为,无源光网络是实现“三网合一”和解决信息高速公路“最后一公里”的最佳传输媒介。

在EPON系统中,其下行数据流采用时分复用(TDM)技术,上行数据流采用时分多址接入(TDMA)技术,这样在ONU接受数据包时,各个ONU根据特定的地址信息提取出发给自己的数据包且ONU之间不会产生干扰,可以避免传输冲突。EPON技术融合了低成本、高带宽的以太网设备和低成本的光纤网技术,具有兼容性好、建设和维护成本低、接入可靠性高等优点。但存在扩展性差,成本优势低的缺点。

什么是GPON

   GPON(Gigabit-Capable Passive Optical Networks)即千兆无源光网络。GPON技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准,被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化,综合化改造的理想技术。GPON技术采用与EPON相同的网络拓扑结构,主要分为ONU、ODN、OLT三个部分。OLT为接入网提供网络侧与核心网之间的接口,通过ODN与各ONU 连接。 作为PON 系统的核心功能设备,OLT 具有集中带宽分配、控制各ONU、实时监控、运行维护管理PON 系统的功能。ONU 为接入网提供用户侧的接口,提供话音、数据、视频等多业务流与ODN 的接入,受OLT 集中控制。系统支持的分支比为1∶16/ 32/ 64,随着光收发模块的发展演进,支持的分支比将达到1∶128。

GPON的传输机制和EPON完全相同,都是采用单纤双向传输机制,在同一根光纤上,使用WDM技术,用不同波长传输上下行数据。在同一根光纤上,GPON 可使用波分复用(WDM)技术实现信号的双向传输。根据实际需要,还可以在传统的树型拓扑的基础上采用相应的PON保护结构来提高网络的生存性。GPON主要有三大优势,分别为传输距离更远,能够提供更高的带宽以及分光特性强。但其技术相对复杂,设备成本较高。

EPON与GPON的比较

GPON和EPON的主要区别在于采用完全不同的标准。在应用上,GPON比EPON带宽更大,它的业务承载更高效、分光能力更强,可以传输更大带宽业务,实现更多用户接入,更注重多业务和QoS保证,但实现更复杂,这样就是导致其成本相对EPON也较高,但随着GPON技术的大规模部署,GPON和EPON成本差异在逐步缩小。EPON以兼容目前的以太网技术为目的,是802.3协议在光接入网上的延续,充分继承了以太网价格低、协议灵活、技术成熟等优势,具有广泛的市场和良好的兼容性。而GPON定位于电信业面向多业务、具备QoS保证的全业务接入的需求,努力寻求一种最佳的、支持全业务的、效率最高的解决方案,提出“对全部协议开放地进行完全彻底地重新考虑”。EPON和GPON的技术特点有所不同,其技术特点如下所示:

EPON的技术特点如下:

  • 以太网是承载IP业务的最佳载体
  • 维护简单,容易扩展,易于升级
  • EPON设备成熟可用,EPON在亚洲已经铺设了数百万线,第三代商用芯片已经推出,相关光模块、芯片价格都有大幅下降,达到了规模商用水平,能够满足近期宽带业务的要求
  • EPON协议简单且实现成本低,设备成本低,在城域接入网需要最合适的技术,而不是最好的技术
  • 更适合国内,城域网没有ATM或BPON的设备包袱

(6)更适合未来,IP承载所有业务,以太网承载IP业务

GPON的技术特点如下:

  • 面向电信运营的接入网
  • 带宽高:线路速率,下行488Gb/s,上行1.244Gb/s
  • 传输效率高:下行为94%(实际带宽达2.4G)上行为93%(实际带宽达1.1G)(4)业务支持全:G.984.X标准严格定义了支持电信级全业务(语音、数据和视频)

(5)管理能力强:具有丰富的功能,在帧结构预留了充分的OAM域,并制定了OMCI标准

(6)服务品质高:多种QoS等级,可严格保证业务的带宽和延时要求

(7)综合成本低:传输距离远、分光比高,有效分摊OLT成本,降低用户接入成本

由于技术特点不一样,EPON和GPON技术实际是两个不同的市场应用,EPON技术比较适合互联网接入的应用类型,GPON技术比较适合全业务运营和三网融合的应用类型。从商业角度看,这其实是两个细分市场,不过从终端用户角度看,不管是EPON、GPON,其实对用户都是不可见的,尤其是FTTB建设模式,用户家里的终端设备,只看到了以太网接口和电话接口,不需要考虑GPON和EPON的事情。

总结

GPON和EPON各有千秋,适用范围各有不同,应用场景也有重叠的地方,比如在住宅用户FTTB应用方面会产生重叠。展望未来的宽带接入市场也许并非谁替代谁,应该是共存互补。对于带宽、多业务,QoS和安全性要求较高以及ATM技术作为骨干网的客户,GPON会更加适合;而对于成本敏感,QoS和安全性要求不高的客户群,EPON成为主导。