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EPON和GPON的区别,到底谁更好?

2022年05月26日 问题教程 暂无评论 阅读 313 次

PON技术已经成为中国大地上,最普遍的宽带接入方式,没有之一。当前三家运营商都主要是采用PON技术,为用户提供宽带接入。

先说说啥是PON?

PON 是 英文 Passive Optical Network (无源光纤网络) 的简称。

这里继续说说PON的优点

1、多业务承载。

可以满足语音通话、电视(IPTV)、宽带上网、数据专线等各类业务传送。

2、带宽灵活。

可以精细化、灵活的带宽分配和可管可控的机制,提供从几K到10G 各种灵活的带宽,当前主流使用的宽带是100M,正在推广千兆,实际上万兆已经能够提供,十万兆的PON网络也已经成熟,只是还未商用。

3、线路无源。

传输距离可以达到20多公里以上,中间为光缆、光分器等无需电源即可传输,可以大大压缩局点数量,是原来ADSL技术接入距离的10倍以上,无源光网络也就是说的光分器无需电源。

4、节省线路资源。

前期亚洲技术写了文章《PON为啥能够一芯承载32个200M 用户》,一芯光缆承载32个以上用户,能够承载承载256个以上的业务,如果电话甚至可以承载32*256部电话业务甚至更多。而仅占用一芯主干光缆。

OLT到用户

5、可以平滑升级。

百兆、千兆、万兆的升级过程可以平滑升级。

6、网络隔离高效安全。

能够提供高效的传输带宽,相互隔离,网络可管可控,安全高效。

7、价格便宜。

PON接入技术每M带宽的成本是原来铜线接入的1/100以下,甚至更低,所以这也是为什么会如此普遍的原因。

EPON和GPON的区别到底是啥呢?

前世

这里需要从PON发展历程说起:

PON(无源光网络)是一种点到多点的无源光纤接入技术,起源于20世纪90年代。

窄带PON技术是最早被提出的PON技术,能提供业务接入速率在2Mbit/s以下的POTS或者ISDN等窄带业务,这在铜缆时代已经是一个很大进步了,但是各厂家都生产了不同的PON产品,各个厂家的技术规范标准不同,一直无法形成统一规范。器件也是差异很大,导致成本很高。窄带PON技术因带宽低、价格高。(与90年代的ISDN能够提供的128k接入 和2000年后的的ADSL接入技术能够提供8M以下的带宽接入相比,ADSL更有优势。)

APON技术是20世纪90年代中期开发完成的,当时ATM被视为能够提供各种类型通信的唯一协议,而PON是最经济的宽带光纤解决方案,因此,将数据链路层ATM技术与物理层PON技术相结合的APON是当时的最佳组合。APON系统由于技术协议成熟完备,因此产品的标准化和成熟度也比较高,设备性能和功能在PON系列产品中是最好的。但随着ATM协议的逐渐退出,同时APON的产品价格仍显偏贵,使得APON无法得到广泛应用。

GPON技术则是在APON技术上演进而来,在APON技术应用严重受挫后,FSAN(全业务接入网联盟)在2001年提出了GPON的概念。在FSAN以及ITU—T的努力下,GPON成为光接入网一种全新的解决方案——不但提供高速的比特率,而且支持各种接入服务,特别是非常有效地支持原有格式的数据分组和TDM流。

EPON技术则是随着Ethernet技术的高速发展,把简单经济的Ethernet技术,与PON的传输结构结合起来的EthernetoverPON概念,开始引起技术界和网络运营商的广泛重视。与基于ATM协议的APON相比,EPON最大的优越性在于允许设备制造商运营商放弃复杂昂贵的ATM和SONET器件,消除WAN/LAN连接中ATM和IP之间的协议转换,从而使网络大为简化,成本降低。同时,以Ethernet技术为核心的EPON还有许多其他优点,包括协议成熟,技术简单,易于扩展,面向用户等,非常适合目前IP业务量飞速发展的应用环境。随着10G以太网技术的成熟,EPON系统的传输的速率将会由目前的1000Mbit/s增加至10Gbit/s。

上面我们已经说明了EPON和GPON两种技术的发展历史和前世。

下面再说下它们的不同和相同点:

EPON和GPON的相同点:

都是PON技术演进出来的接入技术。网络结构相同,都是OLT+光分器路+用户ONU设备通过光纤连接在一起,都能承载以上所述的各种业务。

EPON和GPON的不同点:

1、协议不同

GPON基于ATM技术+ITU-T的传输技术与PON技术结合的产物。

EPON基于Ethernet技术和PON技术结合的产物,也就是基于IEEE系列协议。

简单说一下两个国际组织:
IEEE一般指电气与电子工程师协会。电气与电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers),简称IEEE,总部位于美国纽约,是一个国际性的电子技术与信息科学工程师的协会,也是目前全球最大的非营利性专业技术学会。

ITU-T的中文名称是国际电信联盟电信标准分局(ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector), 它是国际电信联盟管理下的专门制定电信标准的分支机构。

2、技术复杂度不同

GPON能够有效地支持原有格式的数据分组和TDM流,也就是说保留了ATM的传统特性和电信传输网的TDM数据流的传送,所以技术实现更加复杂,转换成以太网包需要协议转换,技术复杂。

EPON采用以太网协议,优点包括协议成熟,技术简单,易于扩展,面向用户等,非常适合目前IP业务量,实现简单高效。也就是数据传送高效简单。

3、使用的基本通信原理不同

Gpon的ATM与Epon的以太网的解决方案,在通信网络技术发展进程中,ATM网卡和以太网有过一段时间的技术争论,历史已经证明了ATM技术基本被淘汰,以太网占据了绝对的优势,所以通信的发展看简单高效。

4、价格不同

GPON的实现复杂度高,价格要比EPON高,GPON设备比EPON设备成本上要高20%以上,直到目前芯片组价格依旧是GPON比EPON高不少。

5、带宽不同

EPON系统采用上下行对称传输,链路带宽为1.25G,上下行有效数据带宽为1G。EPON能够为用户提供的带宽为1000M以下。

GPON系统采用上下行不对称传输,上行链路带宽为1G,下行有效数据带宽为2.46G。GPON能够为用户提供的带宽为1000M以下。

在网络用户普遍提速到100M以上的今天,在同样是1:32的情况下,用户体验基本相同。

今生

对于EPON和GPON的选择上,在十几年前还是很有争论,其实直到目前还没有结束这个争论,当时的很多厂家烽火、中兴主推EPON技术,华为、贝尔主推GPON技术,当然每家都有两种产品,至于选哪种产品的问题,亚洲总结了一下:

GPON犹如皇帝家的女儿,琴棋书画样样精通,通情达理也长得标致漂亮,就是干起活来啰嗦,向家里搬煤球需要先穿上工作服、围上围裙,然后利用小筐5块煤球一筐,用托盘托着送回家,很细致不容易出错,但效率低,所以需要很费劲的完成一大车。(如果不理解我的比喻,可以研究一下ATM的传输原理)

EPON就如同庄稼汉的闺女,煤球一车直接拉回家,来一车拉一次,简单高效,偶尔可能会掉一块煤球,但会回来捡起来。(以太网的包不定长,直接与以太网发送)

经过研究分析,亚洲认为EPON技术更加适合大面积推广,而且可以灵活的扩容到10G EPON,能够为用户提供万兆接入。当年主推了采用EPON技术。

当前EPON使用更为普遍,GPON这些年随着产量的加大,价格也逐渐便宜,但总体还是比EPON要贵一些。

光猫解耦

在刚开始的时候,厂家的OLT和ONU必须配对使用,也就是说如果是烽火公司的OLT一定要买烽火公司的ONU,每个厂家的光猫(ONU\ONT简称光猫)不可混用,这样就限制了运营商的终端设备的采购范围,这些年随着协议的标准化,光猫早已实现解耦,也就是所A厂家的OLT允许其他厂家的光猫接入,实现了OLT采购和ONU采购的分离。所谓解耦,就是解除耦合,将厂家的设备和光猫的原来的紧耦合,改为松耦合或不耦合。但是无论怎么结构,EPON系统内无法使用GPON的光猫,反之亦然。

解耦后的好处,就是原来不能生产OLT的企业,可以生产光猫了,使光猫的价格迅速降低。让整个网络接入成本进一步降低。

PON技术升级

当前的PON技术升级已经成为潮流,各个网络都在升级,PON升级后的名称:

EPON 升级后叫 10G EPON

GPON升级后叫XGPON ,前面的X也就是罗马数字的10的意思。

很多人还是经常以为GPON就是EPON的升级版,其实这种理解是错误的。

EPON升级为10G EPON十分简单,直接换掉原来的PON板即可实现,原来OLT下挂的EPON的光猫可以继续使用,而用户端可以直接采用 10G EPON光猫即可实现高速上网,能够为用户提供万兆及以下的带宽接入。

因为下行采用 1490nm和1557nm两个波长,作为GE和10GE的下行通道,上行采用1310nm作为EPON上行,采用1270nm波长作为10G EPON上行。

这里说一下,有对称行10G EPON和非对称性10G EPON,所谓对称就是上下行都是10G带宽,非对称 指下行10G 带宽,上行依旧采用GE带宽。

GPON升级为XGPON较为复杂,因为单板只能包含XGPON,也就是10G带宽的GPON,但是原理千兆的GPON如果想继续保留在原有网络中,需要将XGPON板的光模块和GPON的光模块光分别引出光纤,通过和波器进行合波。也就是需要保持两块板卡均可用,而且在用户端光猫选择所需波长。

GPON升级到10G比较复杂

GPON有外置合波器方案

外置合波器方案需新增OLT机框、机架、10G PON线卡、外置合波器及跳纤和ODF架等配套设备,建设成本高,机房空间占用大,施工和布线复杂,管理和维护困难。外置合波器引入的光功率损耗也会影响现网ONU的光功率预算,存在影响用户业务的风险。

光模块合一的Combo PON方案

Combo PON是GPON和XGPON1/XGSPON的合体(如图)

其原理是在一个光模块内同时实现GPON和XGPON1/XGSPON光信号的独立收发,并通过内置WDM器件将四种不同的承载波长进行合分波,对外提供1个光纤接口,可同时兼容现有GPON网络业务和XGPON1或XGSPON业务,避免了改动现网结构和增加额外机房空间,从而实现无缝高效的GPON升级。

两种升级到XGPON的方案都不简单,而且各有坏处。

通过对比可以发现,EPON技术从千兆升级到万兆,升级为10G EPON十分简单高效,成本低,而GPON技术从千兆升级到万兆,升级到XGPON复杂度高,所需器件多成本也高很多,如果保持原有网络用户千兆以下,少量升级为万兆的情况下,EPON优势特别明显。

这也是亚洲力推使用EPON技术的原因:

简单、高效、便宜,升级到10G轻松,综合成本最优。

当然还有另外一个原因,在当前运营商网络中,还有传输设备 MSTP、IPRAN、OTN等设备与PON网络共同组成了为用户提供服务的网络,所以GPON的优点和那些比EPON好的地方,无用武之地。

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