EPON與GPON上演雙雄會(huì)

        PON技術(shù)被認(rèn)為是未來(lái)FTTH時(shí)代的終極解決方案，EPON和GPON誰(shuí)將主導(dǎo)FTTH已成為業(yè)界當(dāng)前新的爭(zhēng)論焦點(diǎn)。本文首先對(duì)兩種主流PON技術(shù)(EPON和GPON)的技術(shù)發(fā)展應(yīng)用及演進(jìn)方向進(jìn)行了詳細(xì)介紹，通過(guò)對(duì)兩種技術(shù)的全面比較分析之后，得出兩種技術(shù)必將共存于未來(lái)的接入網(wǎng)中。EPON和GPON發(fā)展的最佳策略是走向融合，下一代PON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)xPON應(yīng)該是一個(gè)充分兼容現(xiàn)有GPON/EPON網(wǎng)絡(luò)的超高速PON網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，能同時(shí)向10G EPON和10G GPON平滑演進(jìn)，代表著PON網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。

　　PON成接入網(wǎng)發(fā)展方向 

　　帶寬需求的快速增長(zhǎng)也讓寬帶接入技術(shù)突飛猛進(jìn)，目前全球?qū)拵袌?chǎng)發(fā)展迅猛，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)已經(jīng)成為全球主流寬帶接入技術(shù)。PON技術(shù)是最新發(fā)展的點(diǎn)到多點(diǎn)的光纖接入技術(shù)。PON的本質(zhì)特征就是ODN全部由無(wú)源光器件組成，不包含任何有源電子器件。這就避免了外部設(shè)備的電磁干擾和雷電影響，減少了線路和外部設(shè)備的故障率，簡(jiǎn)化了供電配置和網(wǎng)管復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)可靠性，同時(shí)節(jié)省了維護(hù)成本，是電信維護(hù)部門(mén)一直期待的技術(shù)，因而越來(lái)越受到業(yè)界的關(guān)注和重視，發(fā)展非常迅猛。

　　與點(diǎn)到點(diǎn)的有源光網(wǎng)絡(luò)相比，PON技術(shù)的主要特點(diǎn)在于維護(hù)簡(jiǎn)單、成本較低(節(jié)省光纖和光接口)和較高的傳輸帶寬，其高性?xún)r(jià)比的特點(diǎn)會(huì)使其在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，PON一直被視為接入網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展方向。PON網(wǎng)絡(luò)由于其簡(jiǎn)潔、廉價(jià)、可靠的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被普遍認(rèn)為是寬帶接入網(wǎng)的最終解決方案，支持光纖到戶(hù)(FTTH)。

　　從2001年開(kāi)始，兩大通信標(biāo)準(zhǔn)化組織IEEE和ITU-T開(kāi)始研究制訂新一代PON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以滿(mǎn)足未來(lái)寬帶接入網(wǎng)的要求。隨著寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)PON的快速發(fā)展與演進(jìn)，近年來(lái)在國(guó)際上出現(xiàn)了兩種主要的PON技術(shù)，一種是EPON，另一種是GPON。ITU/FSAN制定了Gigabit PON(GPON)標(biāo)準(zhǔn)，IEEE 802.3ah工作組制定了Ethernet PON(EPON)標(biāo)準(zhǔn)。EPON和GPON誰(shuí)將引領(lǐng)下一代光接入網(wǎng)一直是業(yè)內(nèi)爭(zhēng)執(zhí)的焦點(diǎn)。

　　EPON技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用

　　EPON是基于以太網(wǎng)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，由IEEE 802.3ah提出，它將Ethernet技術(shù)與PON技術(shù)結(jié)合起來(lái)，其目標(biāo)是用最簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)一個(gè)點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的吉比特以太網(wǎng)光纖接入系統(tǒng)。EPON屬于IEEE以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的范圍，對(duì)于向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡是一個(gè)很好的選擇。

　　EPON的技術(shù)特點(diǎn)如下：1)以太網(wǎng)是承載IP業(yè)務(wù)的最佳載體；2)維護(hù)簡(jiǎn)單，容易擴(kuò)展，易于升級(jí)；3)EPON設(shè)備成熟可用，EPON在亞洲已經(jīng)鋪設(shè)了數(shù)百萬(wàn)線，第三代商用芯片已經(jīng)推出，相關(guān)光模塊、芯片價(jià)格都有大幅下降，達(dá)到了規(guī)模商用水平，能夠滿(mǎn)足近期寬帶業(yè)務(wù)的要求；4)EPON協(xié)議簡(jiǎn)單且實(shí)現(xiàn)成本低，設(shè)備成本低，在城域接入網(wǎng)需要最合適的技術(shù)，而不是最好的技術(shù)；5)更適合國(guó)內(nèi)，城域網(wǎng)沒(méi)有ATM或BPON的設(shè)備包袱；6)更適合未來(lái)，IP承載所有業(yè)務(wù)，以太網(wǎng)承載IP業(yè)務(wù)。

　　EPON憑借其組網(wǎng)靈活、業(yè)務(wù)提供能力強(qiáng)、技術(shù)成熟等優(yōu)勢(shì)，成為運(yùn)營(yíng)商“光進(jìn)銅退”建設(shè)中的技術(shù)首選，率先在日本、韓國(guó)以及中國(guó)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。在日本，NTT、KDDI、YahooBB等運(yùn)營(yíng)商從2004年開(kāi)始部署EPON，目前，日本市場(chǎng)上已經(jīng)部署了超過(guò)500萬(wàn)線的EPON設(shè)備，而且每月新增的FTTH用戶(hù)數(shù)已經(jīng)超過(guò)了DSL用戶(hù)。在韓國(guó)，KT也在2005年前后開(kāi)始EPON的商用部署，并在2006年一次性采購(gòu)了80萬(wàn)線EPON設(shè)備，估計(jì)目前韓國(guó)的EPON規(guī)模也已超過(guò)100萬(wàn)線。在中國(guó)，新電信、新聯(lián)通等傳統(tǒng)固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商完全確定了采用EPON進(jìn)行國(guó)內(nèi)光纖接入網(wǎng)建設(shè)的思路。截至2008年，EPON的應(yīng)用規(guī)模已經(jīng)達(dá)到500萬(wàn)線，2009年預(yù)計(jì)形成了1500萬(wàn)～2000萬(wàn)線的應(yīng)用規(guī)模，成為國(guó)內(nèi)最主要的寬帶接入技術(shù)。中國(guó)聯(lián)通還啟動(dòng)了全球最大規(guī)模的光纖接入網(wǎng)設(shè)備招標(biāo)，最終選擇現(xiàn)階段已大規(guī)模商用的EPON技術(shù)，大力發(fā)展光纖到戶(hù)、光纖到樓，EPON技術(shù)已明顯占據(jù)市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。

　　在PON技術(shù)演進(jìn)上，EPON的下一代技術(shù)是10G EPON，IEEE早在2006年就成立了一個(gè)Task Force工作組，進(jìn)行10G EPON標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3av的研究和制訂工作。10G EPON標(biāo)準(zhǔn)的制訂進(jìn)程較快，目前已完成所有關(guān)鍵技術(shù)研究及意見(jiàn)修訂工作，處于收尾階段。鑒于EPON技術(shù)已經(jīng)獲得大規(guī)模的成功部署，IEEE工作組開(kāi)發(fā)的802.3av標(biāo)準(zhǔn)其最重要的要求是和現(xiàn)有部署的EPON網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)后向兼容及平滑升級(jí)，有效地保護(hù)運(yùn)營(yíng)商的現(xiàn)有投資，并與以太網(wǎng)速率10倍增長(zhǎng)的步調(diào)相適配。

　　GPON技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用

　　隨著APON的逐漸淡出以及用戶(hù)對(duì)帶寬的需求越來(lái)越高，ITU-T FSAN集團(tuán)在2001年1月差不多EFMA提出EPON概念的同時(shí)，也開(kāi)始進(jìn)行1Gb/s以上的PON標(biāo)準(zhǔn)的研究。除了對(duì)更高比特速率的支持外，F(xiàn)SAN努力尋求一種更佳的、支持全業(yè)務(wù)的、效率更高的解決方案。2002年9月FSAN提出了一種具有前所未有的高比特速率(最高2.4Gb/s)、能以原有格式(可以說(shuō)是透?jìng)?和極高的效率(帶寬利用率可以達(dá)到90%以上)傳送多種業(yè)務(wù)(包括TDM和數(shù)據(jù))的光接入網(wǎng)GPON(Gigabit PON)解決方案，并于2003年1月通過(guò)有關(guān)GPON的新標(biāo)準(zhǔn)——G.984.1和G.984.2，根據(jù)這一最新標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，GPON可以提供1.244Gb/s和2.488Gb/s的下行速率和ITU規(guī)定的多種標(biāo)準(zhǔn)上行速率，可以靈活地提供對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)速率。傳輸距離至少達(dá)20km，系統(tǒng)分路比可以為1∶16、1∶32、1∶64、乃至1∶128，而且支持各種接入服務(wù)，OAM&P(Operation、Administration、Provisioning)功能以及可升級(jí)能力，特別是非常有效地支持原有格式的數(shù)據(jù)分組和TDM流。

　　GPON的技術(shù)特點(diǎn)如下：1)面向電信運(yùn)營(yíng)的接入網(wǎng)；2)帶寬高：線路速率，下行2.488Gb/s，上行1.244Gb/s；3)傳輸效率高：下行為94%(實(shí)際帶寬達(dá)2.4G)上行為93%(實(shí)際帶寬達(dá)1.1G)；4)業(yè)務(wù)支持全：G.984.X標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格定義了支持電信級(jí)全業(yè)務(wù)(語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻)；5)管理能力強(qiáng)：具有豐富的功能，在幀結(jié)構(gòu)預(yù)留了充分的OAM域，并制定了OMCI標(biāo)準(zhǔn)；6)服務(wù)品質(zhì)高：多種QoS等級(jí)，可嚴(yán)格保證業(yè)務(wù)的帶寬和延時(shí)要求；7)綜合成本低：傳輸距離遠(yuǎn)、分光比高，有效分?jǐn)侽LT成本，降低用戶(hù)接入成本。

　　目前，全球的主流運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始大規(guī)模部署GPON。阿爾卡特朗訊在全球參與了95個(gè)FTTH項(xiàng)目，截至2009年第二季度，其中超過(guò)80個(gè)項(xiàng)目使用了GPON解決方案。過(guò)去部署EPON的主流國(guó)家日本、韓國(guó)也都開(kāi)始轉(zhuǎn)向GPON，已部署GPON運(yùn)營(yíng)商包括日本的ICS(有線電視運(yùn)營(yíng)商)、韓國(guó)的Hanaro等，計(jì)劃部署GPON的運(yùn)營(yíng)商有KDDI、KT等，GPON在全球大規(guī)模部署正逐步展開(kāi)。GPON產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)力更強(qiáng)大，發(fā)展后勁更有保證。

　　GPON下一代技術(shù)的演進(jìn)路線更為長(zhǎng)遠(yuǎn)，分為兩個(gè)階段，GPON的標(biāo)準(zhǔn)制訂組織FSAN將NG-PON的研究分為兩個(gè)部分，分別為NGA1和NGA2。NGA1 PON的研究方向主要為制訂可兼容目前GPON并能夠共享同一個(gè)ODN的NG-PON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其中包括引入WDM技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)Stacked GPON技術(shù)研究以及長(zhǎng)距GPON技術(shù)研究。10G GPON也屬于NGA1的范疇，10G GPON是在現(xiàn)有GPON基礎(chǔ)上的進(jìn)一步演進(jìn)。與現(xiàn)有的GPON相比，10G GPON應(yīng)具備帶寬更高、支持接入的業(yè)務(wù)更多和傳輸距離更遠(yuǎn)的下一代接入網(wǎng)的特點(diǎn)。盡管10G GPON標(biāo)準(zhǔn)仍處于確認(rèn)批準(zhǔn)階段，但阿爾卡特朗訊展現(xiàn)出的10G GPON技術(shù)已經(jīng)成熟，能夠滿(mǎn)足客戶(hù)在接入網(wǎng)絡(luò)中對(duì)更高性能的需求。NGA2 PON的研究方向則不考慮對(duì)于目前GPON網(wǎng)絡(luò)的兼容性以及ODN的兼容性，光波長(zhǎng)選擇也不受目前網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的限制，開(kāi)放式地討論GPON技術(shù)發(fā)展?jié)摿?，目前主要探討方向是高速率、長(zhǎng)距、大分光比的WDM-PON與TDM-PON相結(jié)合的混合PON網(wǎng)絡(luò)。

　　EPON與GPON融合演進(jìn)

　　從全球市場(chǎng)格局來(lái)看，GPON和EPON相對(duì)均衡。一個(gè)在歐美市場(chǎng)稱(chēng)雄，一個(gè)在亞太市場(chǎng)領(lǐng)先。全球10大固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商中9家選擇GPON。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，中國(guó)移動(dòng)選擇GPON，中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通選擇了EPON大規(guī)模部署商用。從目前來(lái)看，EPON似乎占得了先機(jī)。不過(guò)在全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)和競(jìng)爭(zhēng)時(shí)代，大規(guī)模EPON網(wǎng)絡(luò)務(wù)必會(huì)加重后續(xù)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的代價(jià)，不利于運(yùn)營(yíng)商的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。因此我們可以預(yù)見(jiàn)，GPON將會(huì)在光纖接入網(wǎng)領(lǐng)域扮演越來(lái)越重要的角色。未來(lái)的接入網(wǎng)如何發(fā)展？是EPON一枝獨(dú)秀還是GPON后來(lái)居上？通過(guò)綜合比較我們可以發(fā)現(xiàn)，GPON在技術(shù)上相對(duì)EPON有很明顯的優(yōu)勢(shì)。在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，GPON一定會(huì)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)得到大規(guī)模部署，GPON與EPON的市場(chǎng)份額會(huì)逐漸趨于平衡，GPON的市場(chǎng)份額會(huì)趕上或超過(guò)EPON，但是GPON不可能最終取代EPON。

　　EPON和GPON兩種技術(shù)都有各自的特點(diǎn)。其中EPON以兼容目前的以太網(wǎng)技術(shù)為目的，是802.3協(xié)議在光接入網(wǎng)上的延續(xù)，充分繼承了以太網(wǎng)價(jià)格低、協(xié)議靈活、技術(shù)成熟等優(yōu)勢(shì)，具有廣泛的市場(chǎng)和良好的兼容性。而GPON定位于電信業(yè)面向多業(yè)務(wù)、具備QoS保證的全業(yè)務(wù)接入的需求，努力尋求一種最佳的、支持全業(yè)務(wù)的、效率最高的解決方案，提出“對(duì)全部協(xié)議開(kāi)放地進(jìn)行完全徹底地重新考慮”。當(dāng)從各自技術(shù)的特點(diǎn)和適用領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，兩種技術(shù)都有自己的典型應(yīng)用環(huán)境，而且背后都有強(qiáng)大的運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備制造商和標(biāo)準(zhǔn)化組織的支持。最終的結(jié)果是，兩種技術(shù)將共存于未來(lái)的接入網(wǎng)中，這符合技術(shù)發(fā)展的規(guī)律，也是各大利益集團(tuán)競(jìng)爭(zhēng)和妥協(xié)的結(jié)果。但是這也必然會(huì)導(dǎo)致兩種技術(shù)的不兼容，進(jìn)而給用戶(hù)設(shè)備選擇、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及技術(shù)升級(jí)帶來(lái)不便。

　　如何在保護(hù)現(xiàn)有設(shè)備投資的基礎(chǔ)上低成本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的平滑升級(jí)？如何盡量減少對(duì)現(xiàn)有光纜網(wǎng)絡(luò)的管線與拓?fù)涞母脑?？雖然EPON及GPON有自己不同的技術(shù)特點(diǎn)，但是兩者有相同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及相似的網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)，均面向相同的光接入網(wǎng)應(yīng)用，并非不可融合。下一代PON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)xPON應(yīng)該可以同時(shí)支持這兩種標(biāo)準(zhǔn)，即xPON設(shè)備可以根據(jù)用戶(hù)的不同需求提供不同形式的PON接入，解決兩種技術(shù)不兼容性問(wèn)題。同時(shí)xPON系統(tǒng)提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)可以管理各種業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)具有嚴(yán)格QoS保障的全業(yè)務(wù)(包括ATM、Ethernet、TDM等)支持能力，通過(guò)WDM支持下行有線電視傳輸，同時(shí)可以自動(dòng)識(shí)別EPON、GPON接入卡加入、撤銷(xiāo)，真正同時(shí)兼容EPON及GPON的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，能實(shí)現(xiàn)向10G EPON和10G GPON的平滑升級(jí)演進(jìn)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)管理者來(lái)說(shuō)，所有管理、配置都是針對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行的，而不用考慮EPON和GPON在技術(shù)上的差異性。也就是說(shuō)，EPON和GPON的技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)于網(wǎng)管是透明的，兩者的差異在被屏蔽掉后提供給上層統(tǒng)一的接口，真正實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)不同的PON技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)管理層面上的融合統(tǒng)一。

　　EPON和GPON無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)是寬帶接入和FTTx網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)選擇。作為同時(shí)代的兩種主流PON技術(shù)，同時(shí)經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，到目前為止基于以太網(wǎng)研究路線實(shí)踐的EPON技術(shù)由于標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放性好、易于實(shí)現(xiàn)與規(guī)?；a(chǎn)、產(chǎn)業(yè)鏈成熟迅速且成本快速下降等特點(diǎn)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模建設(shè)部署。就目前的國(guó)內(nèi)接入市場(chǎng)而言，EPON占一定的優(yōu)勢(shì)。但是GPON在技術(shù)上比EPON完善，GPON在擾碼效率、傳輸匯聚層效率、承載協(xié)議效率和業(yè)務(wù)適配效率等方面都是最高的，GPON應(yīng)該具有更廣闊、更長(zhǎng)遠(yuǎn)的應(yīng)用前景。兩種技術(shù)必將共存于未來(lái)的接入網(wǎng)中，GPON與EPON發(fā)展的最佳策略是走向融合。上海貝爾統(tǒng)一的xPON接入平臺(tái)，通過(guò)混插板卡可以實(shí)現(xiàn)GPON與EPON的完美融合。該平臺(tái)能夠覆蓋各種現(xiàn)有及未來(lái)PON技術(shù)的接入，實(shí)現(xiàn)xPON統(tǒng)一平臺(tái)上向10G GPON/10G EPON平滑演進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有PON網(wǎng)絡(luò)投資的保護(hù)。

　　(本文作者單位為上海貝爾股份有限公司)