徐樑
摘 要:近年来,FTTX作为支撑IPTV和三网合一的有效手段受到更多关注。在走向FTTH的进程中,EPON/GPON技术是公认的实现FTTX的最佳技术之一,它们具备长距离、高带宽、维护成本低、节省光缆资源、带宽分配灵活等优点。PON系统的引入对于用户而言,除了速度的提升,一根光纤可以提供包括语音、视频和数据业务的需求。同时由于光纤本身的高度稳定性,有效降低运行维护成本,从而帮助运营商实现接入网建设的“一劳永逸”。本文就近几年来宽带接入网建设与优化背景下,部署的无源光接入网,阐述两种PON技术的优缺点对比。
关键词:宽带接入网;EPON;GPON
目前无源光接入网有两个主要的标准,一个是由ITU/FSAN制定的GPON(G984系)标准,另一个是由IEEE工作组制定的EPON(802.3系)标准。虽然在接入网“光进铜退”建设上EPON的出现早于GPON,但不能说EPON可以升级为GPON。
速率:EPON提供固定上下行1.25Gbps,采用以太网帧封装,由于编码效率受限于8b/10b编码,传输效率只有80%,实际速率为1Gbps。GPON则支持多种非对称的上下行速率组合。目前主流的上下行速率组合为下行2.5Gbps,上行1.25Gbps,GPON使用GEM的封装方式,综合传输效率在93%以上。根据实际需求来决定上下行速率,选择相对应光模块,提高光器件速率价格比。
本项结论:双方均满足高带宽接入的需求,但传输效率上GPON占优。
分路比与传送距离:分路比即一个OLT端口(局端)带多少个ONU(用户端)EPON标准定义分路比1:32。GPON标准定义分路比下列几种1:32;1:64;1:128,其实技术上EPON系统也可以做到更高的分路比,如1:64,1:128,EPON的控制协议可以支持更多的ONU。但分路比主要是受光模块性能指标的限制,大的分路比会造成光模块成本大幅度上升,另外,另外,PON插入损失15-18dB,大的分路比会降低传输距离,过多的用户分享带宽也是大分路比的代价。
本项结论:两种标准均能做到相同分路比,大分路比对传输距离的影响也相同。
QOS:EPON在MAC层Ethernet包头增加了64字节的MPCP多点控制协议,MPCP通过消息,状态机和定时器来控制访问点到多点的拓扑结构,实现DBA动态带宽分配。MPCP涉及的内容包括ONU发送时隙的分配,ONU的自动发现和加入,向高层报告拥塞情况以便动态分配带宽。但MPCP并没有对业务的优先级进行分类处理,所有的业务随机的竞争带宽。
GPON则拥有在业界中有统一的标准的DBA,使它具有优秀的QoS服务能力。GPON将业务带宽分配方式分成4种类型,优先级从高到低分别是固定带宽(Fixed)、保证带宽(Assured)、非保证带宽(Non-Assured)和尽力而为带宽(BestEffort)。DBA定义了业务容器(traffic container,T-CONT)作为上行流量调度单位,不同类型的T-CONT标识具有不同的带宽分配方式。分别满足如话音,视频点播,下载,WEB浏览等对带宽需求不同的业务流在时延、抖动、丢包率等方面不同的QoS要求。
本项结论:GPON丰富的QOS带宽控制功能可以为用户提供更多选择,GPON优于EPON。
运营维护:EPON没有对OAM进行过多的考虑,只是简单的定义了对ONT远端故障指示、环回和链路监测,并且只是可选支持。
GPON在物理层定义了PLOAM,高层定义了OMCI,在多个层面进行OAM管理。PLOAM用于实现数据加密、状态检测、误码监视等功能。OMCI信道协议用来管理高层定义的业务,包括ONU的功能参数集、T-CONT业务种类与数量、QoS参数,请求配置信息和性能统计,自动通知系统的运行事件,实现OLT对ONT的配置、故障诊断、性能和安全的管理。
本项结论:GPON的终端管理项目远多于EPON,所以该项对比GPON优于EPON。
多业务支持:EPON沿用以太网封装格式,在以太网包头增加64字节的MPCP协议来实现EPON系统中的带宽分配,轮巡,自动发现等工作。由于不支持非数据业务(如TDM同步业务)。很多厂家开发了一些非标准的产品来解决这个问题,但是都不理想。
GPON基于新的传输融合(TC)层,该子层能够完成对高层多样性业务的适配,定义了GFP封装(通用成帧协议)。GFP是一种通用的多业务的链路层规程。GPON中对GFP作了少量的修改, 在GFP帧的头部引入了PortID,用于支持多端口复用;还引入了Fragment分段指示提高系统的有效带宽。GPON的TC层使用了标准的8kHz定长帧,可以支持端到端的定时和其他准同步业务,特别是可以直接支持传统TDM业务。
本项结论:对多业务的支持GPON的TC层要比EPON的MPCP强大。
结论:EPON和GPON各有千秋,从各项性能指标上GPON要优于EPON,但是EPON拥有了时间和成本上的优势,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,安全性要求不高的客户群,EPON成为主导。