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EPON和GPON网络技术的比较

时间:2021-02-24 13:01:09发布:http://www.vecloud.com 阅读量:523

随着传输容量需求的增加和业务的多样化、个性化,接入网的容量和功能多样性急切需要提高。

近年来,越来越多的设备供应商和网络运营商逐渐关注光纤网络的接入技术,光纤到户(FTTH,fiber to the home)网络无疑将成为未来接入网的趋势。无源光网络(PON,passive optical network)是FTTH的主要技术,可以提供点对多点网络接入服务,安装成本低,维护成本低。

目前主流的无源光网络包括以太无源光网络(EPON,Ethernet passive optical network)和千兆无源光网络(GPON,Gigabit passive optical network)。EPON和GPON各有优势,相辅相成。

PON在90年代中期开始兴起。无源光网络系统通常由位于本地办公室的一个OLT(光纤网络终端)和靠近终端用户的几个ONU(光纤网络单元)组成。此外,光分路器在PON网络系统中也发挥着重要作用,实现了多用户共用一根光纤。

EPON是一种基于以太网的PON技术,物理层采用PON技术,数据链路层采用以太网协议,利用PON拓扑实现以太网接入。EPON和GPON有相同的基础设施,但它们的数据协议完全不同。EPON在亚洲非常普遍。

GPON是由基于IP的协议和异步传输模式(ATM)或通用封装模式(GEM)编码的。GPON的数据传输速率可以达到2.5Gbps,可以提供足够的带宽来满足未来不断增长的高带宽需求。GPON可用于语音、数据和视频的同时传输,是未来光纤到驻地(FTTP,fiber to the premises)应用的基本技术。

EPON VS EPON

EPON和GPON作为两种不同的无源光网络技术,基础设施基本相同,但协议和应用不同。两者各有优势,但更多时候是优势互补。下面,我们从不同的方面比较EPON和GPON。

数据速率。

EPON采用IEEE802.3标准的以太网数据帧,其中IEEE802.3ah标准采用8B/10B线路编码和标准上下行对称1Gbps数据速率提供1.25Gbps线路速率,IEEE802.3av标准提供10Gbps线路速率。EPON的上下行数据速率是对称的。

GPON支持多种数据速率级别,可以支持上行链路和下行链路对称速率以及上行链路和下行链路非对称速率。例如,上行链路/下行链路速率为622Mbps,上行链路/下行链路速率为1.25Gbps,或者下行链路速率为2.5Gbps,上行链路速率为1.25Gbps..其中,下行速率为2.5Gbps,上行速率为1.25Gbps,这是GPON网络系统支持的主要速率。因此,在使用GPON网络系统时,我们可以根据具体需求选择合适的上下行速率,然后购买相应速率的光模块。从这个角度看,GPON比EPON更灵活。

结论:GPON在数据速率上优于EPON

分路比

分路比是指一个PON网络系统支持的用户数,通常是1:32、1:16、1:64甚至1:128。

EPON标准将分路比定义为1:32。事实上,从技术上来说,EPON系统也可以实现更高的分路比,如1:64和1:128。网络提供商可以根据其支持的带宽和服务来确定具体的拆分比例。而GPON标准将分路比率定义为1:32、1:64和1:128。从这个角度来看,GPON可以提供多种标准分路比。

但就成本而言,GPON没有太大优势。分路比主要受光模块的性能指标影响,分路比大会导致光模块成本大幅增加。此外,较大的分路比也会减小传输距离。例如,当分路比为1:16时,支持的传输距离为20公里,而当分路比为1:32时,支持的传输距离为10公里。不仅如此,的分路比还会造成过多用户分享带宽。

结论:在分路比方面,EPON和GPON具有可比性。

链路层和接入服务

EPON遵循简单的以太网数据格式,大大简化了链路层和相关管理流程。以太网无源光网络可以通过以太网提供多种服务。要提供与EPON相同的服务,GPON必须基于GEM框架和ATM信元。首先,TDM和以太网帧一起形成GEM帧,类似于GFP帧(一种适用于各种业务的通用链路层协议);其次,ATM和GEM帧一起封装成GTC帧。

EPON和GPON链路层的比较

GEM是一种在GPON上封装数据的方式,可以实现简单高效的各种数据的适配封装,将变长或者定长的数据分片进行统一的适配处理,提供端口复用功能,提供类似ATM的面向连接的通信。

与GPON相比,EPON更简单、更直接。在纯以太网传输中,GPON的两种封装方式和ATM支持不会起到太大作用。

但是在接入网业务上,EPON只适合数据传输业务,而GPON可以提供三合一业务。EPON是全以太网解决方案,完全符合以太网协议的特点、性能和性能,而GPON采用同步光网络(SONET)/同步数字体系(SDH)技术和通用成帧协议进行以太网传输。

结论:从链路层来看,EPON链路层更简单,而从业务来看,GPON可以提供更好的服务。

服务质量(QoS,quality of service)

以太网协议本身不具备对付QOS的能力。因此,为了使以太网无源光网络为用户服务,提出了虚拟分配局域网(VLAN)的概念。VLAN提出,可以通过修改接收帧的优先级标识来实现服务质量,但由于VLAN是手动实现的,因此成本非常高。而GPON有自己优秀的QoS服务能力。

结论:GPON在服务质量上优于EPON。

成本

EPON或GPON网络系统的成本主要受OLT、ONU/ONT等光无源器件成本的影响。

光分配网络包括光缆、配线箱、光分路器、光连接器等光器件。如果EPON和GPON网络系统中的用户数量相等,那么以太网无源光网络和GPON网络系统中的光缆和配电箱的成本是相似的。而OLT和ONT的成本是由专用集成电路(ASIC,Application Specific Integrated Circuit)和光模块的成本决定。市场上可用的GPON芯片组大多是由现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)技术制造,而EPON使用的是媒体访问控制层的ASIC,比GPON的ASIC便宜很多。此外,由于只有少数供应商能够供应GPON芯片组,GPON的设备价格不太可能大幅下降。此外,GPON网络系统中使用的光模块比以太网无源光网络中使用的光模块要贵得多。据统计,铺设一个GPONONT网络的成本比铺设EPONOLT高1.5到2倍,而铺设GPONONT的成本比铺设EPONONT高1.2到1.5倍。

结论:就成本而言,EPON比GPON省得多。


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