EPON与GPON上演双雄会

        PON技术被认为是未来FTTH时代的终极解决方案，EPON和GPON谁将主导FTTH已成为业界当前新的争论焦点。本文首先对两种主流PON技术(EPON和GPON)的技术发展应用及演进方向进行了详细介绍，通过对两种技术的全面比较分析之后，得出两种技术必将共存于未来的接入网中。EPON和GPON发展的最佳策略是走向融合，下一代PON网络系统xPON应该是一个充分兼容现有GPON/EPON网络的超高速PON网络平台，能同时向10G EPON和10G GPON平滑演进，代表着PON网络的发展方向。

　　PON成接入网发展方向 

　　带宽需求的快速增长也让宽带接入技术突飞猛进，目前全球宽带市场发展迅猛，无源光网络(PON)已经成为全球主流宽带接入技术。PON技术是最新发展的点到多点的光纤接入技术。PON的本质特征就是ODN全部由无源光器件组成，不包含任何有源电子器件。这就避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，简化了供电配置和网管复杂度，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本，是电信维护部门一直期待的技术，因而越来越受到业界的关注和重视，发展非常迅猛。

　　与点到点的有源光网络相比，PON技术的主要特点在于维护简单、成本较低(节省光纤和光接口)和较高的传输带宽，其高性价比的特点会使其在很长时间内保持竞争优势，PON一直被视为接入网未来的发展方向。PON网络由于其简洁、廉价、可靠的网络拓扑结构被普遍认为是宽带接入网的最终解决方案，支持光纤到户(FTTH)。

　　从2001年开始，两大通信标准化组织IEEE和ITU-T开始研究制订新一代PON技术标准，以满足未来宽带接入网的要求。随着宽带无源光网络技术PON的快速发展与演进，近年来在国际上出现了两种主要的PON技术，一种是EPON，另一种是GPON。ITU/FSAN制定了Gigabit PON(GPON)标准，IEEE 802.3ah工作组制定了Ethernet PON(EPON)标准。EPON和GPON谁将引领下一代光接入网一直是业内争执的焦点。

　　EPON技术发展及应用

　　EPON是基于以太网的无源光网络，由IEEE 802.3ah提出，它将Ethernet技术与PON技术结合起来，其目标是用最简单的方式实现一个点到多点结构的吉比特以太网光纤接入系统。EPON属于IEEE以太网标准的范围，对于向全IP网络过渡是一个很好的选择。

　　EPON的技术特点如下：1)以太网是承载IP业务的最佳载体；2)维护简单，容易扩展，易于升级；3)EPON设备成熟可用，EPON在亚洲已经铺设了数百万线，第三代商用芯片已经推出，相关光模块、芯片价格都有大幅下降，达到了规模商用水平，能够满足近期宽带业务的要求；4)EPON协议简单且实现成本低，设备成本低，在城域接入网需要最合适的技术，而不是最好的技术；5)更适合国内，城域网没有ATM或BPON的设备包袱；6)更适合未来，IP承载所有业务，以太网承载IP业务。

　　EPON凭借其组网灵活、业务提供能力强、技术成熟等优势，成为运营商“光进铜退”建设中的技术首选，率先在日本、韩国以及中国实现大规模应用。在日本，NTT、KDDI、YahooBB等运营商从2004年开始部署EPON，目前，日本市场上已经部署了超过500万线的EPON设备，而且每月新增的FTTH用户数已经超过了DSL用户。在韩国，KT也在2005年前后开始EPON的商用部署，并在2006年一次性采购了80万线EPON设备，估计目前韩国的EPON规模也已超过100万线。在中国，新电信、新联通等传统固网运营商完全确定了采用EPON进行国内光纤接入网建设的思路。截至2008年，EPON的应用规模已经达到500万线，2009年预计形成了1500万～2000万线的应用规模，成为国内最主要的宽带接入技术。中国联通还启动了全球最大规模的光纤接入网设备招标，最终选择现阶段已大规模商用的EPON技术，大力发展光纤到户、光纤到楼，EPON技术已明显占据市场优势。

　　在PON技术演进上，EPON的下一代技术是10G EPON，IEEE早在2006年就成立了一个Task Force工作组，进行10G EPON标准IEEE 802.3av的研究和制订工作。10G EPON标准的制订进程较快，目前已完成所有关键技术研究及意见修订工作，处于收尾阶段。鉴于EPON技术已经获得大规模的成功部署，IEEE工作组开发的802.3av标准其最重要的要求是和现有部署的EPON网络实现后向兼容及平滑升级，有效地保护运营商的现有投资，并与以太网速率10倍增长的步调相适配。

　　GPON技术发展及应用

　　随着APON的逐渐淡出以及用户对带宽的需求越来越高，ITU-T FSAN集团在2001年1月差不多EFMA提出EPON概念的同时，也开始进行1Gb/s以上的PON标准的研究。除了对更高比特速率的支持外，FSAN努力寻求一种更佳的、支持全业务的、效率更高的解决方案。2002年9月FSAN提出了一种具有前所未有的高比特速率(最高2.4Gb/s)、能以原有格式(可以说是透传)和极高的效率(带宽利用率可以达到90%以上)传送多种业务(包括TDM和数据)的光接入网GPON(Gigabit PON)解决方案，并于2003年1月通过有关GPON的新标准——G.984.1和G.984.2，根据这一最新标准的规定，GPON可以提供1.244Gb/s和2.488Gb/s的下行速率和ITU规定的多种标准上行速率，可以灵活地提供对称和非对称速率。传输距离至少达20km，系统分路比可以为1∶16、1∶32、1∶64、乃至1∶128，而且支持各种接入服务，OAM&P(Operation、Administration、Provisioning)功能以及可升级能力，特别是非常有效地支持原有格式的数据分组和TDM流。

　　GPON的技术特点如下：1)面向电信运营的接入网；2)带宽高：线路速率，下行2.488Gb/s，上行1.244Gb/s；3)传输效率高：下行为94%(实际带宽达2.4G)上行为93%(实际带宽达1.1G)；4)业务支持全：G.984.X标准严格定义了支持电信级全业务(语音、数据和视频)；5)管理能力强：具有丰富的功能，在帧结构预留了充分的OAM域，并制定了OMCI标准；6)服务品质高：多种QoS等级，可严格保证业务的带宽和延时要求；7)综合成本低：传输距离远、分光比高，有效分摊OLT成本，降低用户接入成本。

　　目前，全球的主流运营商开始大规模部署GPON。阿尔卡特朗讯在全球参与了95个FTTH项目，截至2009年第二季度，其中超过80个项目使用了GPON解决方案。过去部署EPON的主流国家日本、韩国也都开始转向GPON，已部署GPON运营商包括日本的ICS(有线电视运营商)、韩国的Hanaro等，计划部署GPON的运营商有KDDI、KT等，GPON在全球大规模部署正逐步展开。GPON产业链实力更强大，发展后劲更有保证。

　　GPON下一代技术的演进路线更为长远，分为两个阶段，GPON的标准制订组织FSAN将NG-PON的研究分为两个部分，分别为NGA1和NGA2。NGA1 PON的研究方向主要为制订可兼容目前GPON并能够共享同一个ODN的NG-PON技术标准。其中包括引入WDM技术的研究，实现Stacked GPON技术研究以及长距GPON技术研究。10G GPON也属于NGA1的范畴，10G GPON是在现有GPON基础上的进一步演进。与现有的GPON相比，10G GPON应具备带宽更高、支持接入的业务更多和传输距离更远的下一代接入网的特点。尽管10G GPON标准仍处于确认批准阶段，但阿尔卡特朗讯展现出的10G GPON技术已经成熟，能够满足客户在接入网络中对更高性能的需求。NGA2 PON的研究方向则不考虑对于目前GPON网络的兼容性以及ODN的兼容性，光波长选择也不受目前网络应用的限制，开放式地讨论GPON技术发展潜力，目前主要探讨方向是高速率、长距、大分光比的WDM-PON与TDM-PON相结合的混合PON网络。

　　EPON与GPON融合演进

　　从全球市场格局来看，GPON和EPON相对均衡。一个在欧美市场称雄，一个在亚太市场领先。全球10大固网运营商中9家选择GPON。在国内市场，中国移动选择GPON，中国电信和中国联通选择了EPON大规模部署商用。从目前来看，EPON似乎占得了先机。不过在全业务运营和竞争时代，大规模EPON网络务必会加重后续网络升级的代价，不利于运营商的市场竞争和网络发展。因此我们可以预见，GPON将会在光纤接入网领域扮演越来越重要的角色。未来的接入网如何发展？是EPON一枝独秀还是GPON后来居上？通过综合比较我们可以发现，GPON在技术上相对EPON有很明显的优势。在可以预见的将来，GPON一定会在国内市场得到大规模部署，GPON与EPON的市场份额会逐渐趋于平衡，GPON的市场份额会赶上或超过EPON，但是GPON不可能最终取代EPON。

　　EPON和GPON两种技术都有各自的特点。其中EPON以兼容目前的以太网技术为目的，是802.3协议在光接入网上的延续，充分继承了以太网价格低、协议灵活、技术成熟等优势，具有广泛的市场和良好的兼容性。而GPON定位于电信业面向多业务、具备QoS保证的全业务接入的需求，努力寻求一种最佳的、支持全业务的、效率最高的解决方案，提出“对全部协议开放地进行完全彻底地重新考虑”。当从各自技术的特点和适用领域来说，两种技术都有自己的典型应用环境，而且背后都有强大的运营商、设备制造商和标准化组织的支持。最终的结果是，两种技术将共存于未来的接入网中，这符合技术发展的规律，也是各大利益集团竞争和妥协的结果。但是这也必然会导致两种技术的不兼容，进而给用户设备选择、网络建设以及技术升级带来不便。

　　如何在保护现有设备投资的基础上低成本实现现有网络的平滑升级？如何尽量减少对现有光缆网络的管线与拓扑的改造？虽然EPON及GPON有自己不同的技术特点，但是两者有相同的网络拓扑结构及相似的网络管理结构，均面向相同的光接入网应用，并非不可融合。下一代PON网络系统xPON应该可以同时支持这两种标准，即xPON设备可以根据用户的不同需求提供不同形式的PON接入，解决两种技术不兼容性问题。同时xPON系统提供统一的网络管理平台可以管理各种业务需求，实现具有严格QoS保障的全业务(包括ATM、Ethernet、TDM等)支持能力，通过WDM支持下行有线电视传输，同时可以自动识别EPON、GPON接入卡加入、撤销，真正同时兼容EPON及GPON的现有网络，能实现向10G EPON和10G GPON的平滑升级演进。对于网络管理者来说，所有管理、配置都是针对业务进行的，而不用考虑EPON和GPON在技术上的差异性。也就是说，EPON和GPON的技术实现对于网管是透明的，两者的差异在被屏蔽掉后提供给上层统一的接口，真正实现了两个不同的PON技术在网络管理层面上的融合统一。

　　EPON和GPON无源光网络(PON)是宽带接入和FTTx网络的主要技术选择。作为同时代的两种主流PON技术，同时经过几年的发展，到目前为止基于以太网研究路线实践的EPON技术由于标准开放性好、易于实现与规模化生产、产业链成熟迅速且成本快速下降等特点，已经实现大规模建设部署。就目前的国内接入市场而言，EPON占一定的优势。但是GPON在技术上比EPON完善，GPON在扰码效率、传输汇聚层效率、承载协议效率和业务适配效率等方面都是最高的，GPON应该具有更广阔、更长远的应用前景。两种技术必将共存于未来的接入网中，GPON与EPON发展的最佳策略是走向融合。上海贝尔统一的xPON接入平台，通过混插板卡可以实现GPON与EPON的完美融合。该平台能够覆盖各种现有及未来PON技术的接入，实现xPON统一平台上向10G GPON/10G EPON平滑演进，从而实现对运营商现有PON网络投资的保护。

　　(本文作者单位为上海贝尔股份有限公司)