由GPON/EPON升級到10G-PON

標簽：GPON EPON

簡介

在介紹PON(Passive Optical Network，無源光網絡)之前，從兩個角度分析現有的接入網絡：網絡結構、有源/無源網絡。

網絡結構

在圖1.a中，右邊每個用戶都有一根(或一對)光纖連接到左邊的CO(Central Office，中央局點)，這種網絡稱為p2p(point to point，點對點)網絡結構。

圖1.a P2P網絡架構

在圖1.b中，右邊一組(16，32，64或者128)用戶通過共用的一根光纖連到左邊的CO，這種網絡稱為P2MP(Point to Multi-Point，點到多點)。P2MP網絡主要的優點是可以減少用戶接入網饋線部分的光纖數量、以及CO端激光發射/接受器的數量(只需一個)，從而降低每連接的平均成本。

圖1.b P2MP網絡架構

有源、無源

如果從有源、無源的角度來分析，所謂“無源”是指從用戶端到網絡端及中間的ODN全部由無源光分路器和單模光纖等無源器件組成，不含任何有源電子器件及電子電源，因此其管理維護成本較低。同時，由于使用的是無源光器件，不易受到雷電損壞和輻射干擾。因此應用場景及網絡結構可以更靈活。

從網絡結構、有源/無源兩個角度比較，無源的、點對多點的PON網絡有顯著成本優勢。

表1 列出了主要PON協議的基本特性，及對應的標準體系。

表1、PON協議一覽

PON技術可以分為下列三類。

老式PON： 包括 APON、BPON等，正逐漸從業界淡出。

主流PON：GPON、EPON是目前應用最為廣泛的兩種PON技術。

10G-PON(Next Generation-PON，下一代PON)： 包括10/1G-EPON、10/10G-EPON、XG-PON1(10/2.5G-GPON)、XG-PON2(10/10G-GPON)、

在選擇PON來部署無源光網絡的時候，到底選哪一種技術體制?可從下面幾個角度來考量。

選擇當今主流PON技術-包括GPON、EPON，還是選擇10G-PON?

在GPON、EPON中選擇哪一種PON技術制式最適合?

我們是否可以先從主流的GPON、EPON開始部署網絡，待時機成熟后，再升級到10G-PON?

主流的PON技術與10G-PON

主流PON技術包括兩種：GPON(ITU-T G.984.x)和EPON(IEEE 802.3ah)。首先在這兩種主流的PON技術中作一個選擇;然后，下一個問題是為何需要10G-PON?

a)、GPON　vs.　EPON

在GPON和EPON兩者之間做一個選擇的確不是一件易事，有時并不單純是技術原因。舉例來說，現如今全世界有超過4000萬FTTH連接，而這其中主要(大約85%)位于日本、韓國、中國等亞洲國家，這些地方截止目前最主要的PON應用技術還是是EPON，但在北美、歐洲，GPON是主流的PON技術。

這兩種PON由不同的標準化組織制定規范，GPON由ITU-T(建議G.984.1,2,3,4,5,6)，EPON由IEEE(802.3ah)。

表2列舉了GPON/EPON的一些技術指標，可以看出，在與EPON比較中，GPON有微弱的優勢。

此外，GPON具有固定的上/下行幀格式，線路中傳送的是具有周期性的復幀結構，在OLT和ONU之間通訊時GPON采用的時隙間隔是125微秒，這與傳統的TDM信號比如PCM、E1或STM-1完全相同，所以具有傳送傳統TDM業務的先天優勢。在與TDM流量互通時，這種時隙間隔是非常有利于GPON部署的。

而另一方面，EPON是基于大家熟悉的以太網協議，比如其網管可通過SNMP來解決，而GPON需要單獨的管理通道。與GPON相比，EPON部署要便利很多。

b)、主流GPON / EPON技術還是10G-PON?

如表2所示，現有的主流PON技術體制下，每用戶帶寬暫時來說是對于滿足現有需求(HDTV，多路標清電視，高速互聯網等)已足夠。特別地，并不是所有的用戶都在同一時間完全占據全部帶寬，因此真正利用到的帶寬在理想條件下甚至可以翻倍。但是，隨著用戶對多媒體視頻業務需求的增加，如果需求更高帶寬時怎么辦?必需要提供一種新的PON技術，以大幅度提升現有的共享帶寬，這就是新一代PON，即10G-PON。這個10G-PON需要通過無源光網絡提供10Gbps甚至更高的上行帶寬。

10G-PON包括四種類型：10/1G-EPON，10/10G-EPON，10/2.5G-GPON，10/10G-GPON。其中10/10G-EPON和10/10G-GPON上下行帶寬都為10Gbps故稱之為對稱的10G-PON，而10/1G-EPON、10/2.5G-GPON上下行帶寬不對稱故稱為不對稱10G-PON。

3、由GPON/EPON升級到10G-PON

GPON/EPON可以提供滿足當下使用需求的帶寬，但從長、遠期來看(3年或者更長時間)，帶寬可能會成為瓶頸，而這個瓶頸只能通過10G-PON來解決，因為可用帶寬翻了四倍(GPON)甚至10倍(EPON)。當然，10G-PON也有劣勢，包括：10G-PON的標準化工作還未完成;核心芯片由于尚未量產所以價格畸高。最好的方案是先從GPON/EPON技術開始部署，過一段時間后在把10G-PON引入到我們的網絡中。

下面與大家一起探討10G-PON引入時要注意的一些事項。

a)、10G-PON的標準

伴隨著EPON用戶對帶寬需求的壓力，10G-PON的標準化工作始于2007年，IEEE開始成立了10G EPON的任務組，并在2009年9月達成規范文檔-IEEE 802.3.av。

與此同時，隨著ITU-T/FSAN也在G.984.5中著手研究10G-PON的規范工作，在該規范中ITU-T/FSAN規劃使用SMF的波長來滿足未來網絡需求，XG-PON1的規范工作組已于2010年6月達成G.987及G.987.1/2等規范文檔。

無論是10G-EPON還是10G-GPON，下面兩點內容都已在新規范書中有所定義。