由GPON/EPON升级到10G-PON

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简介

在介绍PON(Passive Optical Network，无源光网络)之前，从两个角度分析现有的接入网络：网络结构、有源/无源网络。

网络结构

在图1.a中，右边每个用户都有一根(或一对)光纤连接到左边的CO(Central Office，中央局点)，这种网络称为p2p(point to point，点对点)网络结构。

图1.a P2P网络架构

在图1.b中，右边一组(16，32，64或者128)用户通过共用的一根光纤连到左边的CO，这种网络称为P2MP(Point to Multi-Point，点到多点)。P2MP网络主要的优点是可以减少用户接入网馈线部分的光纤数量、以及CO端激光发射/接受器的数量(只需一个)，从而降低每连接的平均成本。

图1.b P2MP网络架构

有源、无源

如果从有源、无源的角度来分析，所谓“无源”是指从用户端到网络端及中间的ODN全部由无源光分路器和单模光纤等无源器件组成，不含任何有源电子器件及电子电源，因此其管理维护成本较低。同时，由于使用的是无源光器件，不易受到雷电损坏和辐射干扰。因此应用场景及网络结构可以更灵活。

从网络结构、有源/无源两个角度比较，无源的、点对多点的PON网络有显著成本优势。

表1 列出了主要PON协议的基本特性，及对应的标准体系。

表1、PON协议一览

PON技术可以分为下列三类。

老式PON： 包括 APON、BPON等，正逐渐从业界淡出。

主流PON：GPON、EPON是目前应用最为广泛的两种PON技术。

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)、

在选择PON来部署无源光网络的时候，到底选哪一种技术体制?可从下面几个角度来考量。

选择当今主流PON技术-包括GPON、EPON，还是选择10G-PON?

在GPON、EPON中选择哪一种PON技术制式最适合?

我们是否可以先从主流的GPON、EPON开始部署网络，待时机成熟后，再升级到10G-PON?

主流的PON技术与10G-PON

主流PON技术包括两种：GPON(ITU-T G.984.x)和EPON(IEEE 802.3ah)。首先在这两种主流的PON技术中作一个选择;然后，下一个问题是为何需要10G-PON?

a)、GPON　vs.　EPON

在GPON和EPON两者之间做一个选择的确不是一件易事，有时并不单纯是技术原因。举例来说，现如今全世界有超过4000万FTTH连接，而这其中主要(大约85%)位于日本、韩国、中国等亚洲国家，这些地方截止目前最主要的PON应用技术还是是EPON，但在北美、欧洲，GPON是主流的PON技术。

这两种PON由不同的标准化组织制定规范，GPON由ITU-T(建议G.984.1,2,3,4,5,6)，EPON由IEEE(802.3ah)。

表2列举了GPON/EPON的一些技术指标，可以看出，在与EPON比较中，GPON有微弱的优势。

此外，GPON具有固定的上/下行帧格式，线路中传送的是具有周期性的复帧结构，在OLT和ONU之间通讯时GPON采用的时隙间隔是125微秒，这与传统的TDM信号比如PCM、E1或STM-1完全相同，所以具有传送传统TDM业务的先天优势。在与TDM流量互通时，这种时隙间隔是非常有利于GPON部署的。

而另一方面，EPON是基于大家熟悉的以太网协议，比如其网管可通过SNMP来解决，而GPON需要单独的管理通道。与GPON相比，EPON部署要便利很多。

b)、主流GPON / EPON技术还是10G-PON?

如表2所示，现有的主流PON技术体制下，每用户带宽暂时来说是对于满足现有需求(HDTV，多路标清电视，高速互联网等)已足够。特别地，并不是所有的用户都在同一时间完全占据全部带宽，因此真正利用到的带宽在理想条件下甚至可以翻倍。但是，随着用户对多媒体视频业务需求的增加，如果需求更高带宽时怎么办?必需要提供一种新的PON技术，以大幅度提升现有的共享带宽，这就是新一代PON，即10G-PON。这个10G-PON需要通过无源光网络提供10Gbps甚至更高的上行带宽。

10G-PON包括四种类型：10/1G-EPON，10/10G-EPON，10/2.5G-GPON，10/10G-GPON。其中10/10G-EPON和10/10G-GPON上下行带宽都为10Gbps故称之为对称的10G-PON，而10/1G-EPON、10/2.5G-GPON上下行带宽不对称故称为不对称10G-PON。

3、由GPON/EPON升级到10G-PON

GPON/EPON可以提供满足当下使用需求的带宽，但从长、远期来看(3年或者更长时间)，带宽可能会成为瓶颈，而这个瓶颈只能通过10G-PON来解决，因为可用带宽翻了四倍(GPON)甚至10倍(EPON)。当然，10G-PON也有劣势，包括：10G-PON的标准化工作还未完成;核心芯片由于尚未量产所以价格畸高。最好的方案是先从GPON/EPON技术开始部署，过一段时间后在把10G-PON引入到我们的网络中。

下面与大家一起探讨10G-PON引入时要注意的一些事项。

a)、10G-PON的标准

伴随着EPON用户对带宽需求的压力，10G-PON的标准化工作始于2007年，IEEE开始成立了10G EPON的任务组，并在2009年9月达成规范文档-IEEE 802.3.av。

与此同时，随着ITU-T/FSAN也在G.984.5中着手研究10G-PON的规范工作，在该规范中ITU-T/FSAN规划使用SMF的波长来满足未来网络需求，XG-PON1的规范工作组已于2010年6月达成G.987及G.987.1/2等规范文档。

无论是10G-EPON还是10G-GPON，下面两点内容都已在新规范书中有所定义。