EPON與GPON誰(shuí)優(yōu)誰(shuí)劣？

EPON與GPON的技術(shù)比較分析

烽火通信高鵬

內(nèi)容提要
GPON和EPON是兩種不同的PON技術(shù)，針對(duì)其技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用定位業(yè)界有著不同的認(rèn)識(shí)，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(rèn)識(shí)上的混亂。本文通過對(duì)兩種技術(shù)的比較，尤其是對(duì)常見的一些認(rèn)識(shí)偏差的分析，得出：GPON和EPON是兩種互補(bǔ)性的技術(shù)，GPON適合大客戶接入，EPON適合實(shí)現(xiàn)FTTH和小型商業(yè)用戶接入。

目  錄
1 基本情況比較 1
2 如何看待EPON和GPON的光層參數(shù) 2
2.1 GPON的光層指標(biāo)要求苛刻，但不等于GPON優(yōu)于EPON 2
2.2 各種PON的ODN建設(shè)趨同 3
3 GPON在TDM的支持上有優(yōu)勢(shì)，可惜家庭用戶不需要 3
3.1 電信業(yè)務(wù)IP化正在成為現(xiàn)實(shí) 3
3.2 什么樣的客戶需要TDM業(yè)務(wù) 4
3.3 EPON系統(tǒng)可以提供有QoS保障的多業(yè)務(wù)承載 4
4 封裝效率是EPON和GPON的差距嗎 4
5 EPON和GPON的成熟性比較 5
5.1 標(biāo)準(zhǔn)化 5
5.2 芯片和儀表的產(chǎn)業(yè)鏈 5
5.3 互通性 5
6 成本問題是接入網(wǎng)技術(shù)選擇的首要因素 6
7 EPON和GPON技術(shù)定位的客觀評(píng)價(jià) 6

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(duì)TDM業(yè)務(wù)的支持）方面則有一定優(yōu)勢(shì)。EPON和GPON是當(dāng)前業(yè)界重點(diǎn)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(guó)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(duì)比較客觀的一個(gè)基本比較。網(wǎng)通集團(tuán)公司在這份文件中就指出，兩種技術(shù)各擅勝場(chǎng)，有著不同的應(yīng)用定位。
針對(duì)業(yè)界大多數(shù)未明就理的技術(shù)人員而言，對(duì)EPON和GPON的認(rèn)識(shí)就不見得這么客觀了。很多人普遍認(rèn)為GPON的優(yōu)勢(shì)存在于下列幾個(gè)方面：
1、 由于采用了GEM封裝，GPON對(duì)TDM業(yè)務(wù)支持的QoS表現(xiàn)好，支持語(yǔ)音的效果也好；
2、 封裝效率高，甚至高于EPON一倍；
3、 光層指標(biāo)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)
2.1 GPON的光層指標(biāo)要求苛刻，但不等于GPON優(yōu)于EPON
很多人直觀地認(rèn)為GPON的光層參數(shù)要好于EPON，比如：最遠(yuǎn)傳輸距離可達(dá)60km，最大光分路比可達(dá)1:128，支持A/B/C三類ODN等。
在ITU-T的G.984規(guī)范中，明確定義GPON有兩種傳輸距離指標(biāo)，一個(gè)是邏輯傳輸距離，最大可達(dá)60km，但是這個(gè)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(gè)指標(biāo)是物理傳輸距離，最大20km，這是指在考慮了ODN的衰耗之后實(shí)際可實(shí)現(xiàn)的傳輸距離。也就是說，GPON在傳輸距離方面，實(shí)際和EPON是一樣的，并沒有優(yōu)勢(shì)。
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(jìn)步，未來必須考慮支持1：128的分光比�！绷硗猓�最大光分路比1:128這個(gè)指標(biāo)僅僅并非所有GPON都能達(dá)到，更不是現(xiàn)有的器件技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)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(biāo)比較好一些。實(shí)際上，這是說明GPON對(duì)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(duì)物理器件要求相對(duì)寬松一些，更加易于實(shí)現(xiàn)，成本方面的優(yōu)勢(shì)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(biāo)要求相對(duì)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?cè)谶@里力圖澄清的第一個(gè)問題。對(duì)于實(shí)際應(yīng)用來說，苛刻的參數(shù)要求會(huì)造成實(shí)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(hù)方式，EPON也可以。兩者在這個(gè)方面并無技術(shù)差異，均采用ITU-T G.983.5的標(biāo)準(zhǔn)。
于是我們發(fā)現(xiàn)，各種PON技術(shù)的實(shí)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(guó)國(guó)情的ODN建設(shè)模式是推進(jìn)FTTH發(fā)展的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。這是個(gè)涉及多個(gè)領(lǐng)域的復(fù)雜命題，需要長(zhǎng)久的技術(shù)積累來逐步形成一套適合特定運(yùn)營(yíng)商的模式，EPON要面臨這個(gè)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(gè)富有戰(zhàn)略意義的舉措。

3 GPON在TDM的支持上有優(yōu)勢(shì)，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(shí)
GPON的固定周期幀結(jié)構(gòu)使其確實(shí)在承載TDM業(yè)務(wù)的時(shí)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(yǔ)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(jìn)的一個(gè)重要標(biāo)志就是分組化，軟交換、IMS等技術(shù)逐步走向成熟，國(guó)內(nèi)各個(gè)運(yùn)營(yíng)商也陸續(xù)出臺(tái)了停止程控交換機(jī)建設(shè)的時(shí)間表。也就是說，今后的語(yǔ)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(yǔ)音將迅速走向消亡，分組語(yǔ)音正迅速占據(jù)主流的位置。
也有一些人認(rèn)為，即便如此，接入側(cè)采用TDM，然后再使用AMG集中進(jìn)行分組轉(zhuǎn)換可以更好地保障QoS。這種認(rèn)識(shí)明顯忽略了兩個(gè)事實(shí)：首先，分組語(yǔ)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(yǔ)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(jì)形而考慮的。
另外，從視頻業(yè)務(wù)的角度而言，IPTV是下一個(gè)階段的發(fā)展方向。分組化的視頻，而不是TDM化的視頻將成為無可爭(zhēng)議的主流。
3.2 什么樣的客戶需要TDM業(yè)務(wù)
對(duì)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(huì)有TDM的需求，TDM業(yè)務(wù)僅對(duì)于部分大型商業(yè)企業(yè)客戶有價(jià)值。
綜上所述，TDM業(yè)務(wù)的支持能力對(duì)于FTTH（光纖到家庭）的應(yīng)用而言，并無實(shí)際意義。即使個(gè)別用戶需要這項(xiàng)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(shí)際應(yīng)用的需求。故而，從實(shí)際應(yīng)用價(jià)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(píng)價(jià)權(quán)重。
3.3 EPON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(biāo)，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(jìn)步，EPON不但能夠非常便捷地提供包括視頻、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)甚至數(shù)據(jù)專線在內(nèi)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(guó)國(guó)內(nèi)的大量FTTH工程中得到了反復(fù)的驗(yàn)證。今年三月，中國(guó)移動(dòng)組織了XPON的摸底測(cè)試，從測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)了解到的信息，他們認(rèn)為現(xiàn)有測(cè)試數(shù)據(jù)表明GPON傳輸E1業(yè)務(wù)時(shí)的性能沒有他們?cè)�先想象的好，相�?duì)EPON沒有體現(xiàn)出太多優(yōu)勢(shì)。

4 封裝效率是EPON和GPON的差距嗎
業(yè)界對(duì)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(shí)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(gè)數(shù)據(jù)并加以傳播，下面就這個(gè)問題簡(jiǎn)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(shí)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(gè)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(duì)TDM業(yè)務(wù)封裝的。在這種業(yè)務(wù)承載的時(shí)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(huì)不會(huì)有這個(gè)差別呢？對(duì)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(zhǎng)度），封裝效率可謂100%。而對(duì)于GPON而言，封裝過程中還需要增加GEM開銷，會(huì)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，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(gè)方面EPON做到了無縫適配，GPON對(duì)TDM的封裝效率優(yōu)勢(shì)在大多數(shù)情況下可謂“英雄無用武之地”。
5 EPON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(shì)，這已經(jīng)是業(yè)界的共識(shí)了。
5.1 標(biāo)準(zhǔn)化
從信息產(chǎn)業(yè)部以及國(guó)內(nèi)各個(gè)主要運(yùn)營(yíng)商對(duì)制定我國(guó)EPON標(biāo)準(zhǔn)的重視程度和速度來看，EPON技術(shù)在國(guó)內(nèi)也已經(jīng)得到了相當(dāng)?shù)恼J(rèn)可。目前信息產(chǎn)業(yè)部將于今年發(fā)布我國(guó)關(guān)于EPON的第一部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“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(cè)試的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定也已經(jīng)進(jìn)入了第二階段（即對(duì)征求意見稿的反饋意見的討論及修改征求意見稿的階段）。中國(guó)電信已經(jīng)在國(guó)內(nèi)多處地方開展了EPON試點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，召集了國(guó)內(nèi)主要的EPON設(shè)備供應(yīng)商共同起草了一份中國(guó)電信關(guān)于EPON的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)范了中國(guó)電信對(duì)EPON設(shè)備的技術(shù)要求。從這些關(guān)于EPON的標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)制定和推出可以看出信息產(chǎn)業(yè)部和各大運(yùn)營(yíng)商對(duì)在國(guó)內(nèi)采用EPON技術(shù)的堅(jiān)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(cè)試儀表廠家也都看好EPON市場(chǎng)，陸續(xù)推出EPON專用的測(cè)試儀表。如EXFO推出了PON專用的光功率計(jì)，以及OTDR。安捷倫新推出了N2X EPON性能分析系統(tǒng)。由此可見，一個(gè)成熟的EPON產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)逐漸形成。
相比之下，GPON在標(biāo)準(zhǔn)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(duì)北美市場(chǎng)的需求，對(duì)中國(guó)市場(chǎng)沒有做過深入調(diào)查，因此符合中國(guó)市場(chǎng)需求的GPON產(chǎn)品更是少之又少。
5.3 互通性
還有一些人認(rèn)為GPON的互通性要好于EPON。這種認(rèn)識(shí)是毫無根據(jù)的技術(shù)盲從。歷史經(jīng)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)的，接入網(wǎng)的典型例子就是ADSL，還有Wi-Fi，其它領(lǐng)域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(guó)電信集團(tuán)公司組織業(yè)內(nèi)十多個(gè)EPON廠家的互通性測(cè)試工作正在上海研究院進(jìn)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(fù)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(shì)，而且與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)絕對(duì)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(shí)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(duì)而言，GPON的光層指標(biāo)苛刻，僅僅是光器件成本就遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于EPON。在同等或者相似的用量之下，GPON的成本將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于EPON。目前的測(cè)算結(jié)論，EPON的單線成本僅僅在GPON的三分之一左右。這對(duì)于接入網(wǎng)而言是極其重要的。
7 EPON和GPON技術(shù)定位的客觀評(píng)價(jià)
上述的分析中，我們較多地下功夫來澄清業(yè)界對(duì)于GPON的一些近乎迷信的看法，比如光層指標(biāo)、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(rèn)識(shí)存在一定的差異，但是這并不是說烽火是一邊倒的態(tài)度。
通過對(duì)上述問題的逐個(gè)剖析，我們看到GPON和EPON在技術(shù)上確實(shí)各擅勝場(chǎng)，兩者在定位上是互補(bǔ)的關(guān)系，而不是替代的關(guān)系。EPON適合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的居民用戶接入，GPON在大客戶接入的場(chǎng)合則有自己的優(yōu)勢(shì)。在推崇Any Thing Over IP的今天，EPON更適合于“光纖到戶、三網(wǎng)合一”的應(yīng)用場(chǎng)合。更能方便、透明的與用戶家中的計(jì)算機(jī)、家庭網(wǎng)關(guān)、IPTV機(jī)頂盒等用戶設(shè)備連接。由于IP技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，也方便大幅度降低電信運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。
烽火通信同時(shí)致力于FTTH相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)、市場(chǎng)推廣。我們不但繼續(xù)研發(fā)生產(chǎn)EPON產(chǎn)品，并且已經(jīng)布局GPON的產(chǎn)品研發(fā)，今年中即將推出樣品進(jìn)行試用。我們將同時(shí)提供兩個(gè)系列產(chǎn)品供電信運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行選擇，滿足電信運(yùn)營(yíng)商各個(gè)不同方面的應(yīng)用需要。 我們還將根據(jù)運(yùn)營(yíng)商的要求進(jìn)一步改進(jìn)產(chǎn)品，使得我們的產(chǎn)品成為電信運(yùn)營(yíng)商完成“銅退光進(jìn)”的宏偉計(jì)劃的得力手段。