EPONGPONGEPON技术及成本对比.docx

EPONGPONGEPON技术及成本对比.docx

《EPONGPONGEPON技术及成本对比.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《EPONGPONGEPON技术及成本对比.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

EPONGPONGEPON技术及成本对比

EPON、GPON、G-EPON技术及成本对比

————————————————————————————————作者：

————————————————————————————————日期：

PON技术、成本分析

武汉烽火网络有限责任公司

2015年3月

一、PON技术简介

 PON（无源光网络）是指（光配线网）中不含有任何电子器件及电子电源，ODN全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。

一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端（OLT），以及一批配套的安装于用户场所的光网络单元（ONUs）。

在OLT与ONU之间的光配线网（ODN）包含了光纤以及无源分光器或者耦合器。

PON系统结构主要由中心局的光线路终端（OLT:

OpticalLineTerminal）、包含无源光器件的光分配网（ODN:

OpticalDistributionNetwork）、用户端的光网络单元/光网络终端（ONU/ONTOpticalNetworkUnit/OpticalNetworkTerminal）组成，其区别为ONU直接位于用户端，而ONU与用户之间还有其它网络，如以太网以及网元管理系统（EMS）组成，通常采用点到多点的树型拓扑结构。

在下行方向，IP数据、语音、视频等多种业务由位于中心局的OLT，采用广播方式，通过ODN中的1：

N无源光分配器分配到PON上的所有ONU单元。

在上行方向，来自各个ONU的多种业务信息互不干扰地通过ODN中的1：

N无源光合路器耦合到同一根光纤，最终送到位于局端OLT接收端，类似于点到点的结构。

目前主流的应用于FTTH的PON技术为EPON技术和GPON技术，10GEPON技术主要应用于FTTB场景并且目前尚在试商用阶段。

EPON技术和GPON技术均属于TDM-PON，TDM-PON的原理图如下图所示。

下行方向，发送给各个ONU的数据进行时分复用（TDM），承载在下行波长上（一般采用1490nm），连续的光信号广播到每个ONU上，ONU根据一定的标识，选取自己所需的数据。

上行方向，OLT通过多点控制协议（MPCP）控制每个ONU在指定的时间起始点发送指定时间长度的数据，这就是时分多址接入（TDMA）协议。

通过TMDA，使多个ONU能够共享上行波长（一般为1310nm）的带宽。

二、EPON、GPON技术对比

EPON和GPON是目前业界主流的FTTH技术，这两种技术的主要技术指标参见下表：

EPON（IEEE802.3）

GPON（ITU-TG.984）

实用上下行速率

1250Mbps/1250Mbps

1244Mbps/2488Mbps

线路编码

8B/10B

NRZ（不归零编码）

带宽利用率

72%

92%

FTTH分光比

1:

64

1:

64/128

光功率衰耗

26dB

（CLASSB+）28dB/（CLASSC+）30dB

距离/差分距离

20KM/20KM

20KM/20KM

业务封装

AnythingoverEthernet

AnythingOverGEM

加密算法

三重搅动（行标）、AES-128（美标）

AES-128（美标）

DBA

fixed、assured、besteffort

Fixedassured、Non_assured、besteffort

QoS

LLID+IEEE802.1P

GEM_PORT/T-Cont

TDM承载方式

CES国际标准:

PWE3/MEF8

G.984.3（Native）或CES

TDM性能

专线与基站承载

专线与基站承载

运营、维护

CCSA行标＋以太网OAM

G.984.4（OMCI）

光纤线路检测

支持

支持

二者相比，GPON主要有以下技术优势：

1、更高带宽，更大分光比，更高光功率衰耗：

EPON使用8B/10B编码，本身就引入了20%的带宽损失，1.25Gb/s的线路速率在处理协议本身之前就只有1Gb/s，GPON使用扰码作为线路码，至改变码，不增加码，所以没有带宽损失；因此GPON的带宽利用率高于EPON，同时GPON每PON口下行带宽可达2.5G，FTTH网络中每PON口最大覆盖128户，平均每户带宽可高达20M，满足宽带业务中短期要求。

由于发射光功率和接收灵敏度的差异，采用CLASSB+光模块，GPON链路光功率衰耗比EPON高2dB。

采用CLASSC+光模块，GPON链路光功率衰耗可达30dB，比EPON高4dB。

2、更高的QoS和时钟同步能力：

GPON是全同步系统，传输窄带业务时延小，时钟精度非常高，GPON的QoS带宽分配机制更灵活，保护倒换和维护管理等标准定义清晰完善。

3、更高效的承载IP业务能力：

GEM帧的净荷去范围为0~4095字节，解决了APON中ATM信元带来的承载IP业务效率低的弊病；而以太网MAC帧中净负荷区的范围仅为46~1500个字节，因此GPON对于IP业务的承载能力是相当强的。

4、更全面的OAM标准：

EPON在OAM标准方面定义了远端故障指示、远端环回控制和链路监测等基本功能，对于其他高级的OAM功能，则定义了丰富的厂商扩展机制，让厂商在具体的设备中自主增加各种OAM功能。

GPON的OAM包括带宽授权分配、DBA、链路监视、保护倒换、密钥交换及各种警告功能，从标准上看，GPON标准定义的OAM信息比EPON的丰富。

5、更强大的支持实时业务能力：

GPON所采用的125微秒周期的帧结构能对TDM语音业务提供直接支持，无论是低速的E1，还是高速的STM-1，都能以它们原有格式传输，这极大减少了执行语音业务的时延及抖动。

6、运行、管理、维护和指配功能强大：

GPON借鉴APON中PLOAM信元的概念，实现全面的运行维护管理功能，使GPON作为带宽综合接入的解决方案可运营性更好。

综上所述，GPON技术承载IP业务的能力并不逊色于EPON技术，同时，GPON的OAM、QoS等能力要优于EPON技术。

三、EPON、GPON、10GEPON应用场景

EPON和GPON技术主要应用于FTTH场景，10GEPON技术主要应用于FTTB场景，通过升级原有EPON主控和替换EPONPON板，提升OLT覆盖用户容量及用户带宽，进一步做到“大容量、少局所”，下文通过详细的案例分析GPON技术在FTTH应用中的优势以及10GEPON技术在FTTB应用中的优势。

3.1GPON技术较EPON技术更适用于FTTH场景

假设FTTH以下场景：

每PON口用户满覆盖，收敛比按照25%考虑。

EPON每PON口可覆盖64户，每PON口带宽=1250M*0.72=900M，户均带宽=900M/25%/64=56.25M；

GPON每PON口可覆盖128户，每PON口带宽=2500M*0.92=2300M，户均带宽=2300M/25%/128=71.875M；

通过以上对比可知，GPON每PON口覆盖用户数大于EPON每PON口覆盖用户数，且户均带宽高于EPON。

收敛比可按实际情况调整计算。

3.2目前10GEPON技术适用于FTTB场景

假设FTTB以下场景：

采用24口MDU型设备进行FTTB建设，收敛比按照25%考虑，基于分光比1:

32起始计算。

①用户带宽需求5M，则每台ONU上行带宽=5M*24*25%=30M，每PON口下行带宽=30M*32=960M

EPON

GPON

10GEPON

是否满足PON口下行带宽要求

满足

满足

满足

满足带宽的最大分光比

1:

32

1:

64

1:

256

每PON口可覆盖用户数

768户

1536户

6144户

②用户带宽需求10M，则每台ONU上行带宽=10M*24*25%=60M，每PON口下行带宽=60M*32=1920M

EPON

GPON

10GEPON

是否满足PON口下行带宽要求

不满足

满足

满足

满足带宽的最大分光比

1:

32

1:

128

每PON口可覆盖用户数

768户

3072户

③用户带宽需求20M，则每台ONU上行带宽=20M*24*25%=120M，每PON口下行带宽=120M*32=3840M

EPON

GPON

10GEPON

是否满足PON口下行带宽要求

不满足

不满足

满足

满足带宽的最大分光比

1:

64

每PON口可覆盖用户数

1536户

④用户带宽需求50M，则每台ONU上行带宽=50M*24*25%=300M，每PON口下行带宽=300M*32=9600M

EPON

GPON

10GEPON

是否满足PON口下行带宽要求

不满足

不满足

满足

满足带宽的最大分光比

1:

32

每PON口可覆盖用户数

768户

通过以上分析比较得知，相同用户带宽需求的前提下，10GEPON每PON口可覆盖更多的用户数。

覆盖相同用户数，10GEPON技术能提供更高的带宽。

因此，10GEPON主要用户FTTB升级场景。

由于芯片成本的限制，10GEPON技术暂时不适用于FTTH技术，终端ONU成本为EPON终端ONU成本的5倍。

3.3电信运营商对PON技术的选择

《中国电信集团网络发展指导意见（2012年-2013年）》中，明确FTTH/O采用GPON技术，GPON互通是推进FTTH/O建设和用户发展的基础工作之一；《中国联通2013年宽带接入网建设指导意见》中，明确各省的FTTH建设应采用EPON和GPON技术，考虑到速率分光比等因素，在新建项目中应优先选择GPON技术；由于10GPON产业链尚未完全成熟，并考虑目前用户带宽需求，在2013年建设中暂不采用10GPON技术进行建设。

2013年中国电信集采规模如下表所示：

标包

OLT（端口）

MDU（端口）

单FE/GE口SFU

GPON

43万

89万线

1456070台

EPON

37万

290万线

254600台

10GEPON

4万

70万线

2014年中国电信终端集采规模如下表所示：

标包

标包名称

采购规模

终端合计

标包3

EPON上行e8-C

1660000台

2830000台

标包4、5

AP外置型EPON上行e8-C

1170000台

标包6

GPON上行e8-C

530000台

3080000台

标包7、8

AP外置型GPON上行e8-C

1370000台

标包9

GPON上行单FE/GE口SFU

1180000台

2010年、2011年及2013年各大电信运营商PON技术选择：

联通

移动

电信

2010年

联通集团第二次PON集采，EPON/GPON各占一半

立足GPON/EPON并重，推动10GEPON/10GGPON成熟并逐步引入

开始FTTH规模部署探索、研究和准备，制定北向接口规范，东部地区FTTH部署

2011年

联通集团启动全球最大规模PON集采（2500万线），G/EPON并重

2011年第二次集采，G/EPON并重，倾向GPON

FTTH开始规模部署，10GEPON现场试验，提出宽带战略计划，实施光网城市工程，全面提升宽带接入能力

2013年

联通集团启动第四次集采，GPON超过EPON

2013年第三次集采，新建全部采用GPON

10GEPON集采，明确FTTH采用GPON技术，集采GPON终端146万端

综上，电信运营商FTTH建设中，已明确采用GPON技术。

四、FTTH建设中EPON和GPON成本分析

4.1成本分析模型

本模型考虑2000户用户FTTH覆盖，分别采用EPON和GPON进行成本对比。

2000户

单价

（元）

EPONFTTH

（1:

64分光）

GPONFTTH

（1:

128分光）

数量

总价（元）

数量

总价（元）

机房设备

EPONPON口

32

GPONPON口

16

楼道设备

光分路器端口

2000

2000

光缆分纤盒（个/50线）

40

40

入户皮线光缆（每户30米）

2000

2000

光缆熔接

2000

2000

不含终端的建设成本（元）

不含终端每户建设成本（元）

终端

EPON4FE口ONU

家庭光接收机

GPON4FE口ONU

4.2成本对比

EPONFTTH与GPONFTTH成本对比如下图所示。

建设成本=用户数量*光机价格+数据业务开通率*用户数量*ONU价格

随着数据业务开通率的变化，建设成本同步变化，保证有线电视2000户全部覆盖。

FTTH开通率低于35%，采用GPON技术建设成本低于采用EPON技术建设成本。

随着后期GPON设备成本的降低，GPONFTTH建设成本也将进一步降低。