EPON与GPON的综合比较
添加时间: 2008-2-24 11:38:55 作者: Cisco指导 阅读次数:560 来源: http://www.d9soft.com
*用于突发接收的物理层开销:约3.5%;
*以太网帧的封装开销:约7.4%;
*MPCP(多点控制协议)和OAM(运行 管理 维护)协议开销:约2.9%;
*DBA算法造成的剩余时隙(即不足以传输一个完整以太网帧的时隙)浪费:约0.6%;
EPON上行总开销为上述开销之和，约为144Mbit/s，可用带宽约为856Mbit/s(即1000Mbit/s-144Mbit/s)。
上行线路速率为1.244Gbit/s的GPON，采用NRZ编码，上行总带宽为1.244Gbit/s，即1244Mbit/s。
GPON上行的系统运行开销及其占总带宽的比例如下:
*用于突发接收的物理层开销:约2.0%;
*GEM(GPON封装方法)帧和以太网帧的封装开销:约5.8%;
*PLOAM(物理层运行管理维护)协议开销:约2.1%;
*DBA算法剩余时隙引入额外的封装开销(GPON中允许分割帧，当剩余时隙不足以传输一个完整的以太网帧时，该以太网帧可以被分割成多个GEM帧传输，但每段分割的帧都要再额外增加一个新的GEM帧头):约0.8%;
GPON上行总开销为上述开销之和，约为133Mbit/s，可用带宽约为1111Mbit/s(即1244Mbit/s-133Mbit/s)。
4、技术成熟度
4.1 EPON
(1)标准
EPON的标准是IEEE802.3ah，标准中定义了EPON的物理层、MPCP(多点控制协议)、OAM(运行管理维护)等相关内容。IEEE制定EPON标准的基本原则是尽量在802.3体系结构内进行EPON的标准化工作，最小程度地扩充标准以太网的MAC协议。这就最大程度地继承了以太网经过长期、大规模实践检验积累下来的宝贵技术经验。
(2)核心芯片和光收发模块
目前可以提供EPON核心芯片的专业厂商有5-6家(不包括自主设计芯片的系统厂商)，在标准讨论的过程中，这些厂商就己开始芯片的设计和验证，因此在802.3ah标准正式颁布时，他们大多都已推出了第二代和标准完全兼容的芯片，可以迅速支持EPON系统的大规模部署。
目前，EPON的核心芯片已发展到第三代SoC(system on chip)阶段，集成了多端口标准以太网的MAC和PHY、SRAM、CPU以及PON专用的SerDes。以这种芯片为核心，只需增加少数的外围器件(如模块和接口电路)就可以构成一个完整的系统，某些厂商提供的ONU参考设计，面积只有手掌一半大小。
最近，我国大陆和台湾省的芯片厂商也开始启动了EPON芯片设计项目。
EPON光收发模块的产业链已经完整并开始与EPON系统的发展互相推动，二者开始步入良性循环的轨道:ONU模块的价格从最初的200美元以上下降到目前不足50美元，价格水平已经和普通的千兆以太网光模块相当。模块价格的下降反过来又带动了EPON系统的规模部署速度，日本和韩国都已开始了大规模的EPON商业化应用。
EPON模块的主流厂商也从日本和美国转移到中国的台湾和大陆。现在能够提供EPON模块的厂商已经有10-20家。
(3)系统
提供EPON系统的最初都是一些新兴专业厂商，如Alloptic和Salira。现在传统的主流电信大厂也开始进入该领域，如:富士通、UT斯达康和烽火，极大地带动了EPON的产业化发展。
我国从EPON国际标准制订一开始就把EPON列入国家的“863”重大项目，支持格林威尔等国内厂商对EPON的关键技术进行攻关，2004年初完成“863”项目的验收，之后滚动投入二期资金支持优秀厂商进行EPON系统的商业化推广。现在，能够提供商用EPON系统的厂商近10家，从技术水平上看，因为几乎同步开发，国内外厂商的差别很小。而价格方面，国内厂商占优。
4.2 GPON
(1)标准
GPON的标准是ITU-T G.984系列标准，规定了GPON的物理层、TC层和OAM相关功能。
GPON标准的制订考虑了对传统TDM业务的支持，继续采用125s固定帧结构，以保持8K定时延续。为了支持ATM等多协议，GPON定义了一种全新的封装结构GEM(GPON encapsulation method)，可以把ATM和其它协议的数据混合封装成帧。
GPON标准相当复杂，在已有技术基础上，以可接受的成本实现完全符合标准要求的设备比较困难。
(2)核心芯片和光收发模块
除GPON设备厂商自主设计的GPON芯片外，目前还没有专业的芯片厂商推出商用GPON核心芯片。
GPON设备上使用的模块都是专用的自主或协作开发的模块，还没有专业的模块厂商可以提供样品，更谈不上大规模量产。
GPON标准要求模块指标支持三类ODN，但C类ODN受目前光模块技术水平的限制，很难在经济的成本下实现。
(3)系统
目前提供GPON系统的只有一两家新兴专业厂商，如Flex-Light，其生产供货、技术支持和服务能力还有待提高，难以独立支撑GPON的大规模部署。
与EPON相比，GPON的产业链还不完整。
5、成本
影响成本的因素是多方面的，比如:技术复杂度、规模产量以及市场应用规模。
从技术角度，EPON“进入门槛”很低，容易吸引大批厂商加入EPON产业联盟。EPON继承了以太网“简单即是美”的优良传统，尽量只做最小的改动来提供增加的功能，这就使得传统的以太网芯片厂商可以很容易地进行EPON芯片设计，新的设计公司也能利用随处可得的以太网相关IP core(具有知识产权的设计内核)来加入EPON芯片设计的阵营。目前EPON的第三代芯片的价格并不比前两代芯片价格高(甚至还有下降的趋势)，功能却不可同日而语。GPON芯片功能比较复杂，需要全新设计封装格式，没有对这方面比较熟悉的传统厂商，“技术门槛”较高，又会让新兴公司“望而却步”。GPON芯片厂商数量太少，芯片价格也难以下降。在这方面，ATM就是一个前车之鉴。
在模块方面，从技术角度来看，由于GPON的光模块要满足很高的突发同步指标(在1.244Gbit/s速率下，GPON标准规定突发同步物理层开销只有12byte)，对模块中的驱动和前后放大器芯片的要求很高;还要满足三类ODN的功率预算，对ONU发射机功率和OLT接收机的灵敏度也有很高要求，只能采用DFB发射机和APD的接收机，而它们的成本几乎是EPON模块中使用的传统FP发射机和PIN接收机的6倍(该数据来自光模块厂商)!所以，GPON光模块的成本显然要高于EPON光模块。
另外，从产量规模角度看，EPON系统厂商在标准制订的过程中就已经开发了早期的系统，开始进行小规模现场试验，一方面随着标准的演化及时跟进，另一方面也为将来的大规模部署积累着相关的工程和服务经验。这样在标准颁布之时就早已做好了各方面的准备，一旦需求爆发，马上就可以开始大规模的部署。日本Yahoo BB之所以能在EPON标准刚正式颁布不久即大规模采用EPON部署FTTH，就是因为EPON的工程技术成熟。这反过来又大大促进了EPON产业的发展，仅其一家的采购规模就足以拉低EPON光模块的价格。EPON模块价格已接近传统模块。而GPON目前的部署规模还很小，模块价格很难快速下降。
经过多年的发展，期间包括一场跟ATM的“战争”，以太网已成为数据 网络 中的事实标准，以太网相关技术无疑具有良好的市场前景，现在和将来的新技术，都要提供对以太网的接口。和GPON相比，EPON的市场前景应该会更好一些。
无论从哪方面来看，现在EPON的成本肯定比GPON低，事实也正是如此。根据从日本市场获得的数据，目前Yahoo BB部署的EPON系统，每用户(或每线)设备成本(包括ONU和分摊的OLT成本)已降到了200美元。GPON还未见有大规模商用的市场报道，参考北美155Mbit/s APON系统的设备价格为每用户300美元以上，再参考SDH的622Mbit/s系统对155Mbit/s系统的价格系数(约为2.5)，估计目前的GPON系统价格约为每用户750美元，约是EPON价格的4倍!即便换算成单比特成本，GPON也是EPON的3倍!而且从长远来来看，EPON的成本下降速度也会比GPON更快。所以无论现在还是将来，GPON在成本上将始终难以与EPON竞争。
6、多业务能力和 安全 性
目前对EPON多业务能力质疑最多的就是它传输传统TDM业务的能力。且不说目前EPON设备厂商采用的各种TDM over Ethernet的专利技术提供了EPON单一网段的TDM业务传输通道，从测试结果来看，其性能完全满足1.5ms时延等指标要求，完全符合传统TDM业务的应用标准。就是在普通的以太网设备上，现在也可以使用各种标准的PWE3(pseudowire emulation edge to edge)设备提供跨网段、端到端的、透明的传统点对点TDM通道。而且，随着传统TDM业务量所占比例的日趋减少，使用分组交换技术，把TDM业务收容到日益扩大的分组网络中来，无疑将是一种更为经济的手段。即使是现在部署的G/EPON系统，也会更看重其对各种以太网数据业务的支持能力。
对于IPTV、VoIP等IP/以太网基础上的多业务，EPON更是可以很好地承载。
对模拟的CATV业务，EPON也可以采用和GPON一样的方式承载:增加一个波长。(其实这属于WDM技术，跟EPON和GPON本身无关)。
在安全性方面，EPON也使用标准的基于AES的加密技术，其安全性和GPON无区别。
7、QoS和OAM
在QoS方面，EPON定义了8个优先级队列，DBA算法也考虑了对不同优先级队列的带宽分配策略和公平性等问题。对于数据包中的IP优先级或以太网优先级可以很容易地映射到这8个优先级队列中，再通过DBA算法保证其传输的带宽和时延，因此完全可以满足不同业务的QoS要求。例如:对TDM业务，使用EPON的QoS机制，就可以保证其各项指标要求。
GPON中OLT检测每个CONT-T的业务负荷，用于预测/分析ONU的业务流情况和网络的拥塞情况，根据网络状况给每个CONT-T分配资源，但并不涉及VP/VC或Port_ID的QoS。VP/VC或Port_ID提供的QoS保证由两端的ATM/GEM client的相应机制来完成。对于有不同QoS要求的业务，GPON通过使用指针安排ONU用不同的传输方式来实现:调整其授权带宽和授权周期来保证业务的带宽和时延要求。
实际上，在如何保证业务的QoS方面，EPON和GPON的实现机理本质上是一样的。
在OAM方面，EPON标准中定义了远端故障指示、远端环回控制和链路监视等基本的OAM功能，对于其它高级的OAM功能，则定义了丰富的厂商扩展机制，让厂商在具体的设备实现中自主增强各种OAM功能。而且EPON标准还从便于开通维护的角度，定义了一套OAM能力的自动协商机制(与以太网端口的自动协商机制类似)，可以在无需人工参与的情况下，自动识别并配置0LT和ONU两端的OAM能力。另外，比较有特色的是，EPON定义了一种PON端口的环回测试功能，把PON链路的性能测试功能嵌入到系统之中，可以在无需外部测试仪表的情况下，进行PON链路的性能检测，大大方便了系统的开通和故障定位。
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