EPON與GPON上演雙雄會

        PON技術被認為是未來FTTH時代的終極解決方案，EPON和GPON誰將主導FTTH已成為業(yè)界當前新的爭論焦點。本文首先對兩種主流PON技術(EPON和GPON)的技術發(fā)展應用及演進方向進行了詳細介紹，通過對兩種技術的全面比較分析之后，得出兩種技術必將共存于未來的接入網(wǎng)中。EPON和GPON發(fā)展的最佳策略是走向融合，下一代PON網(wǎng)絡系統(tǒng)xPON應該是一個充分兼容現(xiàn)有GPON/EPON網(wǎng)絡的超高速PON網(wǎng)絡平臺，能同時向10G EPON和10G GPON平滑演進，代表著PON網(wǎng)絡的發(fā)展方向。

　　PON成接入網(wǎng)發(fā)展方向 

　　帶寬需求的快速增長也讓寬帶接入技術突飛猛進，目前全球寬帶市場發(fā)展迅猛，無源光網(wǎng)絡(PON)已經成為全球主流寬帶接入技術。PON技術是最新發(fā)展的點到多點的光纖接入技術。PON的本質特征就是ODN全部由無源光器件組成，不包含任何有源電子器件。這就避免了外部設備的電磁干擾和雷電影響，減少了線路和外部設備的故障率，簡化了供電配置和網(wǎng)管復雜度，提高了系統(tǒng)可靠性，同時節(jié)省了維護成本，是電信維護部門一直期待的技術，因而越來越受到業(yè)界的關注和重視，發(fā)展非常迅猛。

　　與點到點的有源光網(wǎng)絡相比，PON技術的主要特點在于維護簡單、成本較低(節(jié)省光纖和光接口)和較高的傳輸帶寬，其高性價比的特點會使其在很長時間內保持競爭優(yōu)勢，PON一直被視為接入網(wǎng)未來的發(fā)展方向。PON網(wǎng)絡由于其簡潔、廉價、可靠的網(wǎng)絡拓撲結構被普遍認為是寬帶接入網(wǎng)的最終解決方案，支持光纖到戶(FTTH)。

　　從2001年開始，兩大通信標準化組織IEEE和ITU-T開始研究制訂新一代PON技術標準，以滿足未來寬帶接入網(wǎng)的要求。隨著寬帶無源光網(wǎng)絡技術PON的快速發(fā)展與演進，近年來在國際上出現(xiàn)了兩種主要的PON技術，一種是EPON，另一種是GPON。ITU/FSAN制定了Gigabit PON(GPON)標準，IEEE 802.3ah工作組制定了Ethernet PON(EPON)標準。EPON和GPON誰將引領下一代光接入網(wǎng)一直是業(yè)內爭執(zhí)的焦點。

　　EPON技術發(fā)展及應用

　　EPON是基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡，由IEEE 802.3ah提出，它將Ethernet技術與PON技術結合起來，其目標是用最簡單的方式實現(xiàn)一個點到多點結構的吉比特以太網(wǎng)光纖接入系統(tǒng)。EPON屬于IEEE以太網(wǎng)標準的范圍，對于向全IP網(wǎng)絡過渡是一個很好的選擇。

　　EPON的技術特點如下：1)以太網(wǎng)是承載IP業(yè)務的最佳載體；2)維護簡單，容易擴展，易于升級；3)EPON設備成熟可用，EPON在亞洲已經鋪設了數(shù)百萬線，第三代商用芯片已經推出，相關光模塊、芯片價格都有大幅下降，達到了規(guī)模商用水平，能夠滿足近期寬帶業(yè)務的要求；4)EPON協(xié)議簡單且實現(xiàn)成本低，設備成本低，在城域接入網(wǎng)需要最合適的技術，而不是最好的技術；5)更適合國內，城域網(wǎng)沒有ATM或BPON的設備包袱；6)更適合未來，IP承載所有業(yè)務，以太網(wǎng)承載IP業(yè)務。

　　EPON憑借其組網(wǎng)靈活、業(yè)務提供能力強、技術成熟等優(yōu)勢，成為運營商“光進銅退”建設中的技術首選，率先在日本、韓國以及中國實現(xiàn)大規(guī)模應用。在日本，NTT、KDDI、YahooBB等運營商從2004年開始部署EPON，目前，日本市場上已經部署了超過500萬線的EPON設備，而且每月新增的FTTH用戶數(shù)已經超過了DSL用戶。在韓國，KT也在2005年前后開始EPON的商用部署，并在2006年一次性采購了80萬線EPON設備，估計目前韓國的EPON規(guī)模也已超過100萬線。在中國，新電信、新聯(lián)通等傳統(tǒng)固網(wǎng)運營商完全確定了采用EPON進行國內光纖接入網(wǎng)建設的思路。截至2008年，EPON的應用規(guī)模已經達到500萬線，2009年預計形成了1500萬～2000萬線的應用規(guī)模，成為國內最主要的寬帶接入技術。中國聯(lián)通還啟動了全球最大規(guī)模的光纖接入網(wǎng)設備招標，最終選擇現(xiàn)階段已大規(guī)模商用的EPON技術，大力發(fā)展光纖到戶、光纖到樓，EPON技術已明顯占據(jù)市場優(yōu)勢。

　　在PON技術演進上，EPON的下一代技術是10G EPON，IEEE早在2006年就成立了一個Task Force工作組，進行10G EPON標準IEEE 802.3av的研究和制訂工作。10G EPON標準的制訂進程較快，目前已完成所有關鍵技術研究及意見修訂工作，處于收尾階段。鑒于EPON技術已經獲得大規(guī)模的成功部署，IEEE工作組開發(fā)的802.3av標準其最重要的要求是和現(xiàn)有部署的EPON網(wǎng)絡實現(xiàn)后向兼容及平滑升級，有效地保護運營商的現(xiàn)有投資，并與以太網(wǎng)速率10倍增長的步調相適配。

　　GPON技術發(fā)展及應用

　　隨著APON的逐漸淡出以及用戶對帶寬的需求越來越高，ITU-T FSAN集團在2001年1月差不多EFMA提出EPON概念的同時，也開始進行1Gb/s以上的PON標準的研究。除了對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(可以說是透傳)和極高的效率(帶寬利用率可以達到90%以上)傳送多種業(yè)務(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月通過有關GPON的新標準——G.984.1和G.984.2，根據(jù)這一最新標準的規(guī)定，GPON可以提供1.244Gb/s和2.488Gb/s的下行速率和ITU規(guī)定的多種標準上行速率，可以靈活地提供對稱和非對稱速率。傳輸距離至少達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，OAM&P(Operation、Administration、Provisioning)功能以及可升級能力，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的技術特點如下：1)面向電信運營的接入網(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%(實際帶寬達2.4G)上行為93%(實際帶寬達1.1G)；4)業(yè)務支持全：G.984.X標準嚴格定義了支持電信級全業(yè)務(語音、數(shù)據(jù)和視頻)；5)管理能力強：具有豐富的功能，在幀結構預留了充分的OAM域，并制定了OMCI標準；6)服務品質高：多種QoS等級，可嚴格保證業(yè)務的帶寬和延時要求；7)綜合成本低：傳輸距離遠、分光比高，有效分攤OLT成本，降低用戶接入成本。

　　目前，全球的主流運營商開始大規(guī)模部署GPON。阿爾卡特朗訊在全球參與了95個FTTH項目，截至2009年第二季度，其中超過80個項目使用了GPON解決方案。過去部署EPON的主流國家日本、韓國也都開始轉向GPON，已部署GPON運營商包括日本的ICS(有線電視運營商)、韓國的Hanaro等，計劃部署GPON的運營商有KDDI、KT等，GPON在全球大規(guī)模部署正逐步展開。GPON產業(yè)鏈實力更強大，發(fā)展后勁更有保證。

　　GPON下一代技術的演進路線更為長遠，分為兩個階段，GPON的標準制訂組織FSAN將NG-PON的研究分為兩個部分，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ODN的NG-PON技術標準。其中包括引入WDM技術的研究，實現(xiàn)Stacked GPON技術研究以及長距GPON技術研究。10G GPON也屬于NGA1的范疇，10G GPON是在現(xiàn)有GPON基礎上的進一步演進。與現(xiàn)有的GPON相比，10G GPON應具備帶寬更高、支持接入的業(yè)務更多和傳輸距離更遠的下一代接入網(wǎng)的特點。盡管10G GPON標準仍處于確認批準階段，但阿爾卡特朗訊展現(xiàn)出的10G GPON技術已經成熟，能夠滿足客戶在接入網(wǎng)絡中對更高性能的需求。NGA2 PON的研究方向則不考慮對于目前GPON網(wǎng)絡的兼容性以及ODN的兼容性，光波長選擇也不受目前網(wǎng)絡應用的限制，開放式地討論GPON技術發(fā)展?jié)摿Γ壳爸饕接懛较蚴歉咚俾?、長距、大分光比的WDM-PON與TDM-PON相結合的混合PON網(wǎng)絡。

　　EPON與GPON融合演進

　　從全球市場格局來看，GPON和EPON相對均衡。一個在歐美市場稱雄，一個在亞太市場領先。全球10大固網(wǎng)運營商中9家選擇GPON。在國內市場，中國移動選擇GPON，中國電信和中國聯(lián)通選擇了EPON大規(guī)模部署商用。從目前來看，EPON似乎占得了先機。不過在全業(yè)務運營和競爭時代，大規(guī)模EPON網(wǎng)絡務必會加重后續(xù)網(wǎng)絡升級的代價，不利于運營商的市場競爭和網(wǎng)絡發(fā)展。因此我們可以預見，GPON將會在光纖接入網(wǎng)領域扮演越來越重要的角色。未來的接入網(wǎng)如何發(fā)展？是EPON一枝獨秀還是GPON后來居上？通過綜合比較我們可以發(fā)現(xiàn)，GPON在技術上相對EPON有很明顯的優(yōu)勢。在可以預見的將來，GPON一定會在國內市場得到大規(guī)模部署，GPON與EPON的市場份額會逐漸趨于平衡，GPON的市場份額會趕上或超過EPON，但是GPON不可能最終取代EPON。

　　EPON和GPON兩種技術都有各自的特點。其中EPON以兼容目前的以太網(wǎng)技術為目的，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)價格低、協(xié)議靈活、技術成熟等優(yōu)勢，具有廣泛的市場和良好的兼容性。而GPON定位于電信業(yè)面向多業(yè)務、具備QoS保證的全業(yè)務接入的需求，努力尋求一種最佳的、支持全業(yè)務的、效率最高的解決方案，提出“對全部協(xié)議開放地進行完全徹底地重新考慮”。當從各自技術的特點和適用領域來說，兩種技術都有自己的典型應用環(huán)境，而且背后都有強大的運營商、設備制造商和標準化組織的支持。最終的結果是，兩種技術將共存于未來的接入網(wǎng)中，這符合技術發(fā)展的規(guī)律，也是各大利益集團競爭和妥協(xié)的結果。但是這也必然會導致兩種技術的不兼容，進而給用戶設備選擇、網(wǎng)絡建設以及技術升級帶來不便。

　　如何在保護現(xiàn)有設備投資的基礎上低成本實現(xiàn)現(xiàn)有網(wǎng)絡的平滑升級？如何盡量減少對現(xiàn)有光纜網(wǎng)絡的管線與拓撲的改造？雖然EPON及GPON有自己不同的技術特點，但是兩者有相同的網(wǎng)絡拓撲結構及相似的網(wǎng)絡管理結構，均面向相同的光接入網(wǎng)應用，并非不可融合。下一代PON網(wǎng)絡系統(tǒng)xPON應該可以同時支持這兩種標準，即xPON設備可以根據(jù)用戶的不同需求提供不同形式的PON接入，解決兩種技術不兼容性問題。同時xPON系統(tǒng)提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡管理平臺可以管理各種業(yè)務需求，實現(xiàn)具有嚴格QoS保障的全業(yè)務(包括ATM、Ethernet、TDM等)支持能力，通過WDM支持下行有線電視傳輸，同時可以自動識別EPON、GPON接入卡加入、撤銷，真正同時兼容EPON及GPON的現(xiàn)有網(wǎng)絡，能實現(xiàn)向10G EPON和10G GPON的平滑升級演進。對于網(wǎng)絡管理者來說，所有管理、配置都是針對業(yè)務進行的，而不用考慮EPON和GPON在技術上的差異性。也就是說，EPON和GPON的技術實現(xiàn)對于網(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，真正實現(xiàn)了兩個不同的PON技術在網(wǎng)絡管理層面上的融合統(tǒng)一。

　　EPON和GPON無源光網(wǎng)絡(PON)是寬帶接入和FTTx網(wǎng)絡的主要技術選擇。作為同時代的兩種主流PON技術，同時經過幾年的發(fā)展，到目前為止基于以太網(wǎng)研究路線實踐的EPON技術由于標準開放性好、易于實現(xiàn)與規(guī)?；a、產業(yè)鏈成熟迅速且成本快速下降等特點，已經實現(xiàn)大規(guī)模建設部署。就目前的國內接入市場而言，EPON占一定的優(yōu)勢。但是GPON在技術上比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)務適配效率等方面都是最高的，GPON應該具有更廣闊、更長遠的應用前景。兩種技術必將共存于未來的接入網(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，通過混插板卡可以實現(xiàn)GPON與EPON的完美融合。該平臺能夠覆蓋各種現(xiàn)有及未來PON技術的接入，實現(xiàn)xPON統(tǒng)一平臺上向10G GPON/10G EPON平滑演進，從而實現(xiàn)對運營商現(xiàn)有PON網(wǎng)絡投資的保護。

　　(本文作者單位為上海貝爾股份有限公司)