PON技術(shù)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(shù)(EPON和GPON)的技術(shù)發(fā)展應用及演進方向進行了詳細介紹,通過對兩種技術(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10GEPON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(shù)突飛猛進,目前全球?qū)拵袌霭l(fā)展迅猛,無源光網(wǎng)絡(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)展的點到多點的光纖接入技術(shù)。PON的本質(zhì)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(shù),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(shù)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(nèi)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(jié)構(gòu)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(shù)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(shù)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(shù),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(nèi)爭執(zhí)的焦點。
EPON技術(shù)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(shù)與PON技術(shù)結(jié)合起來,其目標是用最簡單的方式實現(xiàn)一個點到多點結(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(shù)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(jīng)鋪設了數(shù)百萬線,第三代商用芯片已經(jīng)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(shù),而不是最好的技術(shù);5)更適合國內(nèi),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(shù)成熟等優(yōu)勢,成為運營商“光進銅退”建設中的技術(shù)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(jīng)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(jīng)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(nèi)光纖接入網(wǎng)建設的思路。截至2008年,EPON的應用規(guī)模已經(jīng)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(nèi)最主要的寬帶接入技術(shù)。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(shù),大力發(fā)展光纖到戶、光纖到樓,EPON技術(shù)已明顯占據(jù)市場優(yōu)勢。
在PON技術(shù)演進上,EPON的下一代技術(shù)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(shù)研究及意見修訂工作,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(diào)相適配。
GPON技術(shù)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(shù)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(jié)構(gòu)預留了充分的OAM域,并制定了OMCI標準;6)服務品質(zhì)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(zhuǎn)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(chǎn)業(yè)鏈實力更強大,發(fā)展后勁更有保證。
GPON下一代技術(shù)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(shù)標準。其中包括引入WDM技術(shù)的研究,實現(xiàn)Stacked GPON技術(shù)研究以及長距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(shù)已經(jīng)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(shù)發(fā)展?jié)摿?,目前主要探討方向是高速率、長距、大分光比的WDM-PON與TDM-PON相結(jié)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(nèi)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(shù)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(nèi)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(shù)都有各自的特點。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)價格低、協(xié)議靈活、技術(shù)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(shù)的特點和適用領域來說,兩種技術(shù)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(jié)果是,兩種技術(shù)將共存于未來的接入網(wǎng)中,這符合技術(shù)發(fā)展的規(guī)律,也是各大利益集團競爭和妥協(xié)的結(jié)果。但是這也必然會導致兩種技術(shù)的不兼容,進而給用戶設備選擇、網(wǎng)絡建設以及技術(shù)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(shù)特點,但是兩者有相同的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)及相似的網(wǎng)絡管理結(jié)構(gòu),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(shù)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(shù)上的差異性。也就是說,EPON和GPON的技術(shù)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(shù)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(shù)選擇。作為同時代的兩種主流PON技術(shù),同時經(jīng)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(shù)由于標準開放性好、易于實現(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,已經(jīng)實現(xiàn)大規(guī)模建設部署。就目前的國內(nèi)接入市場而言,EPON占一定的優(yōu)勢。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(shù)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(shù)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。