EPON與GPON的對比探討

徐樑

摘 要：近年來，FTTX作為支撐IPTV和三網合一的有效手段受到更多關注。在走向FTTH的進程中，EPON/GPON技術是公認的實現FTTX的最佳技術之一，它們具備長距離、高帶寬、維護成本低、節省光纜資源、帶寬分配靈活等優點。PON系統的引入對于用戶而言，除了速度的提升，一根光纖可以提供包括語音、視頻和數據業務的需求。同時由于光纖本身的高度穩定性，有效降低運行維護成本，從而幫助運營商實現接入網建設的“一勞永逸”。本文就近幾年來寬帶接入網建設與優化背景下，部署的無源光接入網，闡述兩種PON技術的優缺點對比。

關鍵詞：寬帶接入網；EPON；GPON

目前無源光接入網有兩個主要的標準，一個是由ITU/FSAN制定的GPON（G984系）標準，另一個是由IEEE工作組制定的EPON（802.3系）標準。雖然在接入網“光進銅退”建設上EPON的出現早于GPON，但不能說EPON可以升級為GPON。

速率：EPON提供固定上下行1.25Gbps，采用以太網幀封裝，由于編碼效率受限于8b/10b編碼，傳輸效率只有80%，實際速率為1Gbps。GPON則支持多種非對稱的上下行速率組合。目前主流的上下行速率組合為下行2.5Gbps，上行1.25Gbps，GPON使用GEM的封裝方式，綜合傳輸效率在93%以上。根據實際需求來決定上下行速率，選擇相對應光模塊，提高光器件速率價格比。

本項結論：雙方均滿足高帶寬接入的需求，但傳輸效率上GPON占優。

分路比與傳送距離：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。但分路比主要是受光模塊性能指標的限制，大的分路比會造成光模塊成本大幅度上升，另外，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。

本項結論：兩種標準均能做到相同分路比，大分路比對傳輸距離的影響也相同。

QOS：EPON在MAC層Ethernet包頭增加了64字節的MPCP多點控制協議，MPCP通過消息，狀態機和定時器來控制訪問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。但MPCP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帶寬。

GPON則擁有在業界中有統一的標準的DBA，使它具有優秀的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定義了業務容器（traffic container，T-CONT）作為上行流量調度單位，不同類型的T-CONT標識具有不同的帶寬分配方式。分別滿足如話音，視頻點播，下載，WEB瀏覽等對帶寬需求不同的業務流在時延、抖動、丟包率等方面不同的QoS要求。

本項結論：GPON豐富的QOS帶寬控制功能可以為用戶提供更多選擇，GPON優于EPON。

運營維護：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，并且只是可選支持。

GPON在物理層定義了PLOAM，高層定義了OMCI，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。

本項結論：GPON的終端管理項目遠多于EPON，所以該項對比GPON優于EPON。

多業務支持：EPON沿用以太網封裝格式，在以太網包頭增加64字節的MPCP協議來實現EPON系統中的帶寬分配，輪巡，自動發現等工作。由于不支持非數據業務（如TDM同步業務）。很多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。

GPON基于新的傳輸融合（TC）層，該子層能夠完成對高層多樣性業務的適配，定義了GFP封裝（通用成幀協議）。GFP是一種通用的多業務的鏈路層規程。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Fragment分段指示提高系統的有效帶寬。GPON的TC層使用了標準的8kHz定長幀，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傳統TDM業務。

本項結論：對多業務的支持GPON的TC層要比EPON的MPCP強大。

結論：EPON和GPON各有千秋，從各項性能指標上GPON要優于EPON，但是EPON擁有了時間和成本上的優勢，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。