解析:EPON與GPON的優(yōu)劣勢
EPON和GPON各有千秋,從性能指標上GPON要優(yōu)于EPON,但是EPON擁有了時間和成本上的優(yōu)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(yè)務,QoS和安全性要求較高以及ATM技術作為骨干網(wǎng)的客戶,GPON會更加適合。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201710/368437.htm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(zhàn)場。目前國內(nèi)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(jīng)把目光投向了光網(wǎng)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(yè)務對帶寬的巨大需求推動著FTTH的發(fā)展。由光纜取代銅纜及有線同軸電纜,電話,有線電視,寬帶數(shù)據(jù)三網(wǎng)合一的美好前景變的清晰起來。
圖一:PON拓撲結構
PON(Passive OpTIcal Network)無源光網(wǎng)絡是實現(xiàn)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(wǎng)絡單元)以及ODN(光分配網(wǎng)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(fā)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(yè)務接入網(wǎng))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(wǎng)聯(lián)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(xié)議。G.984.1對GPON接入系統(tǒng)的總體特性進行了規(guī)定;G.984.2對GPON的ODN(OpTIcal DistribuTIon Network)物理媒質(zhì)相關子層進行了規(guī)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(guī)定。
EPON和GPON產(chǎn)品比較
EPON和GPON作為光網(wǎng)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:
1.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(jù)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:GPON優(yōu)于EPON.
2.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(tǒng)也可以做到更高的分路比,如1:64,1:128,EPON的控制協(xié)議可以支持更多的ONU.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,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:GPON提供多選擇性,但是成本上考慮優(yōu)勢并不明顯最大傳送距離GPON系統(tǒng)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,本項結論:相等。
3.QOS(Quality of Service)
EPON在MAC層Ethernet包頭增加了64字節(jié)的MPCP多點控制協(xié)議
?。╩ultipointcontrolprotocol),MPCP通過消息、狀態(tài)機和定時器來控制訪問P2MP點到多點的拓撲結構,實現(xiàn)DBA動態(tài)帶寬分配。MPCP涉及的內(nèi)容包括ONU發(fā)送時隙的分配、ONU的自動發(fā)現(xiàn)和加入、向高層報告擁塞情況以便動態(tài)分配帶寬。MPCP提供了對P2MP拓撲架構的基本支持,但是協(xié)議中并沒有對業(yè)務的優(yōu)先級進行分類處理,所有的業(yè)務隨機的競爭著帶寬,GPON則擁有更加完善的DBA,具有優(yōu)秀QoS服務能力。
GPON將業(yè)務帶寬分配方式分成4種類型,優(yōu)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(yè)務容器(trafficcontainer,T-CONT)作為上行流量調(diào)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(yè)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(yè)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(yè)務,如話音業(yè)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(yè)務,如視頻點播業(yè)務;類型3的特點是有最小帶寬保證又能夠動態(tài)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(fā)流量較大的業(yè)務,如下載業(yè)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(yè)務,如WEB瀏覽業(yè)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。
本項結論:GPON優(yōu)于EPON
4.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(huán)回和鏈路監(jiān)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(xiàn)數(shù)據(jù)加密、狀態(tài)檢測、誤碼監(jiān)視等功能。OMCI信道協(xié)議用來管理高層定義的業(yè)務,包括ONU的功能參數(shù)集、T-CONT業(yè)務種類與數(shù)量、QoS參數(shù),請求配置信息和性能統(tǒng)計,自動通知系統(tǒng)的運行事件,實現(xiàn)OLT對ONT的配置、故障診斷、性能和安全的管理。
本項結論:GPON優(yōu)于EPON
5.鏈路層封裝和多業(yè)務支持
如圖二所示,EPON沿用了簡單的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式,只是在以太網(wǎng)包頭增加了64字節(jié)的MPCP點到多點控制協(xié)議來實現(xiàn)EPON系統(tǒng)中的帶寬分配,帶寬輪訊,自動發(fā)現(xiàn),測距等工作。對于數(shù)據(jù)業(yè)務以外的業(yè)務(如TDM同步業(yè)務)的支持沒有作過多研究,很多EPON廠家開發(fā)了一些非標準的產(chǎn)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。
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(yè)務的適配,如圖二所示,定義了ATM封裝和GFP封裝(通用成幀協(xié)議),可以選擇二者之一進行業(yè)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(xié)議棧中去除以降低成本。
GFP是一種通用的適用于多種業(yè)務的鏈路層規(guī)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(tǒng)的有效帶寬。并且只支持面向變長數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理模式而不支持面向數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)透明處理模式,GPON具有強大的多業(yè)務承載能力。GPON的TC層本質(zhì)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(yè)務,特別是可以直接支持TDM業(yè)務,就是所謂的NativeTDM,GPON對TDM業(yè)務具備“天然”的支持。
本項結論:對多業(yè)務的支持GPON的TC層要比EPON的MPCP強大。
圖二:GPON與EPON協(xié)議棧比較
網(wǎng)絡層次GPONEPON
L3ATMTDMIPTDMIP
L2ETHERNETETHERNET WITH MPCP
GFP
L1PON-PHYPON-PHY
結語
EPON和GPON各有千秋,從性能指標上GPON要優(yōu)于EPON,但是EPON擁有了時間和成本上的優(yōu)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(yè)務,QoS和安全性要求較高以及ATM技術作為骨干網(wǎng)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。
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