EPON与GPON的对比探讨

徐樑

摘 要：近年来，FTTX作为支撑IPTV和三网合一的有效手段受到更多关注。在走向FTTH的进程中，EPON/GPON技术是公认的实现FTTX的最佳技术之一，它们具备长距离、高带宽、维护成本低、节省光缆资源、带宽分配灵活等优点。PON系统的引入对于用户而言，除了速度的提升，一根光纤可以提供包括语音、视频和数据业务的需求。同时由于光纤本身的高度稳定性，有效降低运行维护成本，从而帮助运营商实现接入网建设的“一劳永逸”。本文就近几年来宽带接入网建设与优化背景下，部署的无源光接入网，阐述两种PON技术的优缺点对比。

关键词：宽带接入网；EPON；GPON

目前无源光接入网有两个主要的标准，一个是由ITU/FSAN制定的GPON（G984系）标准，另一个是由IEEE工作组制定的EPON（802.3系）标准。虽然在接入网“光进铜退”建设上EPON的出现早于GPON，但不能说EPON可以升级为GPON。

速率：EPON提供固定上下行1.25Gbps，采用以太网帧封装，由于编码效率受限于8b/10b编码，传输效率只有80%，实际速率为1Gbps。GPON则支持多种非对称的上下行速率组合。目前主流的上下行速率组合为下行2.5Gbps，上行1.25Gbps，GPON使用GEM的封装方式，综合传输效率在93%以上。根据实际需求来决定上下行速率，选择相对应光模块，提高光器件速率价格比。

本项结论：双方均满足高带宽接入的需求，但传输效率上GPON占优。

分路比与传送距离：分路比即一个OLT端口（局端）带多少个ONU（用户端）EPON标准定义分路比1：32。GPON标准定义分路比下列几种1：32；1：64；1：128，其实技术上EPON系统也可以做到更高的分路比，如1：64，1：128，EPON的控制协议可以支持更多的ONU。但分路比主要是受光模块性能指标的限制，大的分路比会造成光模块成本大幅度上升，另外，另外，PON插入损失15-18dB，大的分路比会降低传输距离，过多的用户分享带宽也是大分路比的代价。

本项结论：两种标准均能做到相同分路比，大分路比对传输距离的影响也相同。

QOS：EPON在MAC层Ethernet包头增加了64字节的MPCP多点控制协议，MPCP通过消息，状态机和定时器来控制访问点到多点的拓扑结构，实现DBA动态带宽分配。MPCP涉及的内容包括ONU发送时隙的分配，ONU的自动发现和加入，向高层报告拥塞情况以便动态分配带宽。但MPCP并没有对业务的优先级进行分类处理，所有的业务随机的竞争带宽。

GPON则拥有在业界中有统一的标准的DBA，使它具有优秀的QoS服务能力。GPON将业务带宽分配方式分成4种类型，优先级从高到低分别是固定带宽（Fixed）、保证带宽（Assured）、非保证带宽（Non-Assured）和尽力而为带宽（BestEffort）。DBA定义了业务容器（traffic container，T-CONT）作为上行流量调度单位，不同类型的T-CONT标识具有不同的带宽分配方式。分别满足如话音，视频点播，下载，WEB浏览等对带宽需求不同的业务流在时延、抖动、丢包率等方面不同的QoS要求。

本项结论：GPON丰富的QOS带宽控制功能可以为用户提供更多选择，GPON优于EPON。

运营维护：EPON没有对OAM进行过多的考虑，只是简单的定义了对ONT远端故障指示、环回和链路监测，并且只是可选支持。

GPON在物理层定义了PLOAM，高层定义了OMCI，在多个层面进行OAM管理。PLOAM用于实现数据加密、状态检测、误码监视等功能。OMCI信道协议用来管理高层定义的业务，包括ONU的功能参数集、T-CONT业务种类与数量、QoS参数，请求配置信息和性能统计，自动通知系统的运行事件，实现OLT对ONT的配置、故障诊断、性能和安全的管理。

本项结论：GPON的终端管理项目远多于EPON，所以该项对比GPON优于EPON。

多业务支持：EPON沿用以太网封装格式，在以太网包头增加64字节的MPCP协议来实现EPON系统中的带宽分配，轮巡，自动发现等工作。由于不支持非数据业务（如TDM同步业务）。很多厂家开发了一些非标准的产品来解决这个问题，但是都不理想。

GPON基于新的传输融合（TC）层，该子层能够完成对高层多样性业务的适配，定义了GFP封装（通用成帧协议）。GFP是一种通用的多业务的链路层规程。GPON中对GFP作了少量的修改， 在GFP帧的头部引入了PortID，用于支持多端口复用；还引入了Fragment分段指示提高系统的有效带宽。GPON的TC层使用了标准的8kHz定长帧，可以支持端到端的定时和其他准同步业务，特别是可以直接支持传统TDM业务。

本项结论：对多业务的支持GPON的TC层要比EPON的MPCP强大。

结论：EPON和GPON各有千秋，从各项性能指标上GPON要优于EPON，但是EPON拥有了时间和成本上的优势，展望未来的宽带接入市场也许并非谁替代谁，应该是共存互补。对于带宽、多业务，QoS和安全性要求较高以及ATM技术作为骨干网的客户，GPON会更加适合。而对于成本敏感，QoS，安全性要求不高的客户群，EPON成为主导。