【摘要】 本文對PON技術(shù)做了簡單介紹，對比了EPON、GPON優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并介紹了目前常見的三種應(yīng)用方案，最后對PON系統(tǒng)發(fā)展趨勢做了探討。

【關(guān)鍵詞】 PON EPON GPON

目前應(yīng)用于寬帶光纖接入網(wǎng)的技術(shù)主要有三種，它們分別是基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送技術(shù)（MSTP）、多業(yè)務(wù)的無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（PON）和多業(yè)務(wù)點(diǎn)對點(diǎn)光端機(jī)（P2P或稱MC），前兩種技術(shù)在國內(nèi)得到普遍應(yīng)用，而PON技術(shù)作為理想的光纖化接入手段，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)FTTH的主要技術(shù)，具有非常大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

一、無源光網(wǎng)絡(luò)PON技術(shù)的特點(diǎn)

無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)是一種點(diǎn)到多點(diǎn)的光纖接入技術(shù)，它由局側(cè)的OLT（光線路終端）、用戶側(cè)的ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）以及ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）組成。一般其下行采用TDM廣播方式、上行采用TDMA（時(shí)分多址接入）方式，而且可以靈活地組成樹型、星型、總線型等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（典型結(jié)構(gòu)為樹形結(jié)構(gòu)）。所謂“無源”，是指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，因此其管理維護(hù)的成本較低。目前用于寬帶接入的無源光網(wǎng)絡(luò)PON技術(shù)主要有APON（ATM -PON）、EPON（Ethernet-PON）和GPON（Gigabit-PON）等幾種。

EPON是基于以太網(wǎng)的PON。用于接入網(wǎng)的以太網(wǎng)也稱“第1英里以太網(wǎng)”（EFM）。EFM的物理層既包括用于點(diǎn)到點(diǎn)（P2P）連接的光纖與銅線，也包括用于點(diǎn)到多點(diǎn)（P2MP）的EPON。為了便于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行與故障修復(fù)，還包括了OAM機(jī)制。GPON又稱本色模式PON。這是因?yàn)镚PON有兩大承諾：在PON上傳送多業(yè)務(wù)時(shí)保證高比特率和高效率，故GPON一開始就自下而上地重新考慮了PON的應(yīng)用和要求，不再基于早先的APON標(biāo)準(zhǔn)，所以稱為本色模式PON。目前IEEE提出的EPON實(shí)現(xiàn)方案是：在與APON類似的結(jié)構(gòu)和G.983的基礎(chǔ)上，設(shè)法保留APON的物理層PON，而以Ethernet技術(shù)代替ATM技術(shù)作為數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，構(gòu)成一個(gè)可以提供更大帶寬、更低成本和更強(qiáng)業(yè)務(wù)能力的新的結(jié)合體EPON。而ITU提出的GPON技術(shù)的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)Gbit速率，并能支持多種業(yè)務(wù)，對所有業(yè)務(wù)最優(yōu)化。

二、EPON和GPON產(chǎn)品比較

從技術(shù)角度看，GPON技術(shù)比較適合全業(yè)務(wù)運(yùn)營和三網(wǎng)融合的應(yīng)用類型。PON網(wǎng)絡(luò)具備一根光纖同時(shí)接入多個(gè)用戶的特征，從OLT到ONT之間的光纖分配網(wǎng)絡(luò)，包括饋線、配線和引入線及其相關(guān)的連接部件和無源設(shè)備部署成本最低。EPON和GPON作為光網(wǎng)絡(luò)接入的兩個(gè)主力成員，各有千秋，互有競爭，互有補(bǔ)充，互有借鑒，下面在各個(gè)方面對它們作個(gè)比較：對于速率而言，GPON優(yōu)于EPON。分路比方面GPON提供多選擇性，但是成本上考慮優(yōu)勢并不明顯。最大傳送距離而言兩者相同。

2.1 QOS 方面

EPON在MAC層Ethernet包頭增加了64字節(jié)的MPCP多點(diǎn)控制協(xié)議，MPCP通過消息、狀態(tài)機(jī)和定時(shí)器來控制訪問P2MP點(diǎn)到多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)DBA動態(tài)帶寬分配。MPCP涉及的內(nèi)容包括ONU發(fā)送時(shí)隙的分配、ONU的自動發(fā)現(xiàn)和加入、向高層報(bào)告擁塞情況以便動態(tài)分配帶寬。MPCP提供了對P2MP拓?fù)浼軜?gòu)的基本支持，但是協(xié)議中并沒有對業(yè)務(wù)的優(yōu)先級進(jìn)行分類處理，所有的業(yè)務(wù)隨機(jī)的競爭著帶寬，GPON則擁有更加完善的DBA，具有優(yōu)秀QoS服務(wù)能力。

GPON將業(yè)務(wù)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、保證帶寬、非保證帶寬和盡力而為帶寬。 DBA又定義了業(yè)務(wù)容器（traffic container，T-CONT）作為上行流量調(diào)度單位，每個(gè)T-CONT由Alloc-ID標(biāo)識。每個(gè)T-CONT可包含一個(gè)或多個(gè)GEM Port-ID. T-CONT分為5種業(yè)務(wù)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(wù)流對時(shí)延、抖動、丟包率等不同的QoS要求。T-CONT類型1的特點(diǎn)是固定帶寬固定時(shí)隙，對應(yīng)固定帶寬分配，適合對時(shí)延敏感的業(yè)務(wù)，如話音業(yè)務(wù)；類型2的特點(diǎn)是固定帶寬但時(shí)隙不確定，對應(yīng)保證帶寬分配，適合對抖動要求不高的固定帶寬業(yè)務(wù)，如視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)；類型3的特點(diǎn)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(yīng)非保證帶寬分配，適合于有服務(wù)保證要求而又突發(fā)流量較大的業(yè)務(wù)，如下載業(yè)務(wù)；類型4的特點(diǎn)是盡力而為，無帶寬保證，適合于時(shí)延和抖動要求不高的業(yè)務(wù)，如WEB瀏覽業(yè)務(wù)；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(jìn)行分配。綜上所述，對于QOS而言，GPON優(yōu)于EPON。

2.2 運(yùn)營、維護(hù) OAM

EPON 沒有對OAM進(jìn)行過多的考慮，只是簡單的定義了對ONT遠(yuǎn)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，高層定義了OMCI，在多個(gè)層面進(jìn)行OAM管理. PLOAM用于實(shí)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(wù)，包括ONU的功能參數(shù)集、T-CONT業(yè)務(wù)種類與數(shù)量、QoS參數(shù)，請求配置信息和性能統(tǒng)計(jì)，自動通知系統(tǒng)的運(yùn)行事件，實(shí)現(xiàn)OLT對ONT的配置、故障診斷、性能和安全的管理。因此就運(yùn)維而言， GPON優(yōu)于EPON。

2.3 鏈路層封裝和多業(yè)務(wù)支持

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(diǎn)到多點(diǎn)控制協(xié)議來實(shí)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(wù)以外的業(yè)務(wù)（如TDM同步業(yè)務(wù)）的支持沒有作過多研究，很多EPON廠家開發(fā)了一些非標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品來解決這個(gè)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(wù)的適配，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(jìn)行業(yè)務(wù)封裝.鑒于目前ATM應(yīng)用并不普及，于是一種只支持GFP封裝的GPON.lite設(shè)備應(yīng)運(yùn)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(wù)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Port ID，用于支持多端口復(fù)用；還引入了Frag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(qiáng)大的多業(yè)務(wù)承載能力。GPON的TC層本質(zhì)上是同步的，使用了標(biāo)準(zhǔn)的8kHz（125μm）定長幀，這使GPON可以支持端到端的定時(shí)和其他準(zhǔn)同步業(yè)務(wù)，特別是可以直接支持TDM業(yè)務(wù)，就是所謂的NativeTDM，GPON對TDM業(yè)務(wù)具備“天然”的支持。由此可見，對多業(yè)務(wù)的支持GPON的TC層要比EPON的MPCP強(qiáng)大。

三、P0N技術(shù)應(yīng)用場景淺析

目前，寬帶用戶大致可以分為商業(yè)用戶、高端用戶、普通用戶，下面通過國內(nèi)某電信運(yùn)營商針對不同用戶群，采取的三種不同接入方的介紹，簡要分析PON技術(shù)應(yīng)用場景。

應(yīng)用場景一：商業(yè)用戶，基于EPON/GPON技術(shù)的F137B+DSLAM式。商業(yè)用戶主帶寬需求一般相對較高，業(yè)務(wù)需求以IP業(yè)務(wù)為主，輔以El語音專線或POTS業(yè)務(wù)，可以承受較高的資費(fèi)，對系統(tǒng)的可用性和維護(hù)質(zhì)量要求較高。通過EPON部署FTTB+DSLAM，在局端設(shè)置OLT設(shè)備、在樓宇內(nèi)沒置ONU設(shè)備，雙絞線入戶，可以為客戶提供不同帶寬、不同業(yè)務(wù)類型（包括IP、E1、話音）的個(gè)性化服務(wù)。

應(yīng)用場景二：高端用戶，基于GPON的FTTH。對于別墅區(qū)和高檔住宅小區(qū)，用戶對資費(fèi)的承受能力較強(qiáng)，采用GPON直接實(shí)現(xiàn)FTTH，一步到位解決客戶對IP數(shù)據(jù)、視頻和話音的多種業(yè)務(wù)需求。光纖直接入戶，用戶接入設(shè)備ONU部署在戶或辦公室，OLT設(shè)置在局端，全程的接人均采用光纜。ONU將語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳送至局端OLT，OLT將語音、數(shù)據(jù)分別處理后，語音業(yè)務(wù)通過V5接口接人PSTN網(wǎng)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過OLT接人IP網(wǎng)。

應(yīng)用場景三：普通家庭用戶，基于EPON的FTTN+DSL。普通家庭客戶數(shù)量多，業(yè)務(wù)需求以IP為主，輔以P0 業(yè)務(wù)，帶寬需求一般，對成本和資費(fèi)敏感。但隨著IPTV、視頻通信等高帶寬業(yè)務(wù)的陸續(xù)出現(xiàn)，將來的接人帶寬升級壓力較大。采用EPON+LAN（多FE端口的ONU）或EPON+DSL（內(nèi)置DSLAM功能模塊）實(shí)現(xiàn)FTTB，在提供高帶寬的同時(shí)可大幅降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，滿足普通家庭用戶對低資費(fèi)高帶寬的要求。

通過以上三種解決方案不難看出，針對目前寬帶業(yè)務(wù)大發(fā)展剛剛起步的現(xiàn)狀，對于上網(wǎng)質(zhì)量要求一般、資費(fèi)敏感度高的普通個(gè)人用戶，采取低廉的EPON技術(shù)就可滿足用戶上網(wǎng)、低資費(fèi)的需求；對于上網(wǎng)質(zhì)量要求高、業(yè)務(wù)需求種類多、后續(xù)發(fā)展空間大的商業(yè)和高端用戶，采用價(jià)格較高的GPON技術(shù)一步到位。

參 考 文 獻(xiàn)

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