EPON與GPON的介紹及主要區別比較
雙擊滾屏 發表日期:2015-07-13   閱讀次數:6374    字體[        ]

 導讀: EPON和GPON各有千秋,從性能指標上GPON要優于EPON,但是EPON擁有了時間和成本上的優勢,GPON正在迎頭趕上,展望未來的寬帶接入市場也許并非誰替代誰, 應該是共存互補。對于帶寬、多業務,QoS和安全性要求較高以及ATM技術 作為骨干網的客戶,GPON會更加適合。   
    什么是PON?寬帶接入技術風起云涌,注定成為一塊硝煙永遠不會散去的戰場。目前國內占主流仍然是ADSL技術,不過越來越多的設備廠商及運營商已經把目光投向了光網絡接入技術。

  銅價不斷攀升,光纜價格不斷下降,不斷增長的IPTV, 視頻游戲業務對帶寬的巨大需求推動著FTTH的發展。由光纜取代銅纜及有線同軸電纜,電話,有線電視,寬帶數據三網合一的美好前景變的清晰起來。

EPON與GPON的介紹及主要區別比較[圖]

                                         圖一:PON 拓撲結構

  PON(Passive Optical Network)無源光網絡是實現FTTH光纖到戶的主要技術,提供點到多點的光纖接入,如圖一所示,它由局側的OLT(光線路終端)、用戶側的ONU(光網絡單元)以及ODN(光分配網絡)組成。一般其下行采用TDM廣播方式、上行采用TDMA(時分多址接入)方式,組成點到多點樹形拓撲結構。PON作為光接入技術最大的亮點是“無源”,ODN中不含有任何有源電子器件及電子電源,全部由光分路器(Splitter)等無源器件組成,管理維護運營成本較低。

  PON發展史

  PON技術研究起源于1995年,1998年10月,ITU通過了FSAN組織(全業務接入網)所倡導的基于ATM的PON技術標準——G。983。也被稱為BPON(BroadbandPON)。速率為155Mbps,可選擇支持622Mbps速率。

  EFMA(Ethernetin the First Mile Alliance,第一英里以太網聯盟)于2000年底提出了Ethernet-PON(EPON)的概念,傳輸速率達1Gbps,鏈路層基于簡單的Ethernet封裝。

  GPON(Gigabit-CapablePON)由FSAN組織于2002年9月提出,2003年3月ITU通過了G。984。1和G。984。2協議。G。984。1對GPON接入系統的總體特性進行了規定;G。984。2對GPON的ODN(Optical Distribution Network)物理媒質相關子層進行了規定;2004年6月ITU又通過了G。984。3,它對傳輸匯聚(TC)層的相關要求進行了規定。

  EPON和GPON產品比較

  EPON和GPON作為光網絡接入的兩個主力成員,各有千秋,互有競爭,互有補充,互有借鑒,下面在各個方面對它們作個比較:

  速率

  EPON提供固定上下行1。25Gbps,采用8b/10b線路編碼,實際速率為1Gbps。

  GPON支持多種速率等級,可以支持上下行不對稱速率,下行2.5Gbps或1.25Gbps,上行1.25Gbps或622Mbps,根據實際需求來決定上下行速率,選擇相對應光???/span>,提高光器件速率價格比。

   分路比

  分路比即一個OLT端口(局端)帶多少個ONU(用戶端)。

  EPON標準定義分路比1:32。

  GPON標準定義分路比下列幾種1:32;1:64;1:128

  其實,技術上EPON系統也可以做到更高的分路比,如1:64,1:128,EPON的控制協議可以支持更多的ONU。分路比主要是受光???/span>性能指標的限制,大的分路比會造成光??槌殺敬?span class="hrefStyle">幅度上升;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。

  GPON提供多選擇性,但是成本上考慮優勢并不明顯最大傳送距離GPON系統可支持的最大物理距離,當光分路比為1:16時,應支持20km的最大物理距離;當光分路比為1:32時,應支持10km的最大物理距離。EPON與此相同,  

  EPON在MAC層Ethernet包頭增加了64字節的MPCP多點控制協議

  (multipointcontrolprotocol),MPCP通過消息、狀態機和定時器來控制訪問P2MP點到多點的拓撲結構,實現DBA動態帶寬分配。MPCP涉及的內容包括ONU發送時隙的分配、ONU的自動發現和加入、向高層報告擁塞情況以便動態分配帶寬。MPCP提供了對P2MP拓撲架構的基本支持,但是協議中并沒有對業務的優先級進行分類處理,所有的業務隨機的競爭著帶寬,GPON則擁有更加完善的DBA,具有優秀QoS服務能力。

  GPON將業務帶寬分配方式分成4種類型,優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又定義了業務容器(trafficcontainer,T-CONT)作為上行流量調度單位,每個T-CONT由Alloc-ID標識。每個T-CONT可包含一個或多個GEMPort-ID。T-CONT分為5種業務類型,不同類型的T-CONT具有不同的帶寬分配方式,可以滿足不同業務流對時延、抖動、丟包率等不同的QoS要求。T-CONT類型1的特點是固定帶寬固定時隙,對應固定帶寬(Fixed)分配,適合對時延敏感的業務,如話音業務;類型2的特點是固定帶寬但時隙不確定,對應保證帶寬(Assured)分配,適合對抖動要求不高的固定帶寬業務,如視頻點播業務;類型3的特點是有最小帶寬保證又能夠動態共享富余帶寬,并有最大帶寬的約束,對應非保證帶寬(Non-Assured)分配,適合于有服務保證要求而又突發流量較大的業務,如下載業務;類型4的特點是盡力而為(BestEffort),無帶寬保證,適合于時延和抖動要求不高的業務,如WEB瀏覽業務;類型5是組合類型,在分配完保證和非保證帶寬后,額外的帶寬需求盡力而為進行分配。

    運營、維護OAM

  EPON沒有對OAM進行過多的考慮,只是簡單的定義了對ONT遠端故障指示、環回和鏈路監測,并且是可選支持。

  GPON在物理層定義了PLOAM(PhysicalLayerOAM),高層定義了OMCI(ONTManagementandControlInterface),在多個層面進行OAM管理。PLOAM用于實現數據加密、狀態檢測、誤碼監視等功能。OMCI信道協議用來管理高層定義的業務,包括ONU的功能參數集、T-CONT業務種類與數量、QoS參數,請求配置信息和性能統計,自動通知系統的運行事件,實現OLT對ONT的配置、故障診斷、性能和安全的管理。

  鏈路層封裝和多業務支持

  如圖二所示,EPON沿用了簡單的以太網數據格式,只是在以太網包頭增加了64字節的MPCP點到多點控制協議來實現EPON系統中的帶寬分配,帶寬輪訊,自動發現,測距等工作。對于數據業務以外的業務(如TDM同步業務)的支持沒有作過多研究,很多EPON廠家開發了一些非標準的產品來解決這個問題,但是都不理想,很難滿足電信級的QoS要求。

EPON與GPON的介紹及主要區別比較[圖]

  圖二:GPON與EPON協議棧比較

  GPON基于完全新的傳輸融合(TC)層,該子層能夠完成對高層多樣性業務的適配,如圖二所示,定義了ATM封裝和GFP封裝(通用成幀協議),可以選擇二者之一進行業務封裝。鑒于目前ATM應用并不普及,于是一種只支持GFP封裝的GPON。lite設備應運而生,它把ATM從協議棧中去除以降低成本。

  GFP是一種通用的適用于多種業務的鏈路層規程,ITU定義為G。7041。GPON中對GFP作了少量的修改,在GFP幀的頭部引入了PortID,用于支持多端口復用;還引入了Frag(Fragment)分段指示以提高系統的有效帶寬。并且只支持面向變長數據的數據處理模式而不支持面向數據塊的數據透明處理模式,GPON具有強大的多業務承載能力。GPON的TC層本質上是同步的,使用了標準的8kHz(125μm)定長幀,這使GPON可以支持端到端的定時和其他準同步業務,特別是可以直接支持TDM業務,就是所謂的NativeTDM,GPON對TDM業務具備“天然”的支持。

   結語

  EPON和GPON各有千秋,從性能指標上GPON要優于EPON,但是EPON擁有了時間和成本上的優勢,GPON正在迎頭趕上,展望未來的寬帶接入市場也許并非誰替代誰,應該是共存互補。對于帶寬、多業務,QoS和安全性要求較高以及ATM技術作為骨干網的客戶,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。