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-北京邮电大学先进光网络研究室
徐荣华 张明超 董强 张永军
随着互联网的持续快速发展，网上新业务层出不穷，特别是近年来开始风靡的网络游戏、高清电视(HDTV)、视频点播(VOD)等业务，使得人们对网络接入带宽的需求持续增加。据相关数据显示，未来3年用户平均带宽需求将超过10M，传统的接入方式将不能满足带宽的需求。以ADSL为代表的宽带接入技术将不能满足新业务对接入网带宽的需求，各运营商都将目标投向以无源光网络PON(Passive Optical Network)技术为代表的光纤到户FTTH市场(Fiber-to-the-home)。
PON成光接入技术主流
PON宽带技术具有高带宽、广覆盖、单纤接入、接口丰富以及综合业务接入能力等优势。PON系统的引入，不但可以大大提升商业用户的接入速度以及综合业务提供能力，并且能够提供足够的业务质量保证。对于家庭用户而言，除了速度的提升，一根光纤可以提供语音、视频和数据业务。同时由于光纤本身的高度稳定性，有效降低运行维护成本，从而帮助运营商实现接入网建设的“一劳永逸”。
目前，业界最主要有两个PON标准，从市场发展情况看，EPON在亚太地区特别是日本、韩国占居了主导地位，而GPON在北美地区则应用得比较多。这两种PON技术都有以下共同特点：
高接入带宽。GPON下行速率高达2.5Gbit/s，上行速率高达1.25Gbit/s，EPON采用上下行各1.25Gbit/s的速率，可以满足现在和未来各种宽带业务的需要。
节省光纤资源。点到多点(P2MP)的树状广播形网络拓扑结构，从局端的一芯光纤，最后可以分支到32/64个终端ONU设备，极大节省了馈线段的光纤资源，特别是对于地域广阔的地区，或者原有光纤资源有限的运营商，采用PON技术组网可以大大提高光纤资源的使用效率。
设备运维、管理成本低。PON光纤接入技术，只有局端(OLT)和用户侧设备(ONU)为有源设备，中间的光分布网络采用稳定性高、体积小巧、成本低的无源分光器，无须提供电源、空调等机房设备，也不占用机房空间，只需安装在光交接箱或光缆配线架的适当位置即可，易于维护。
GPON多业务支撑能力强
通过几个具体的相关技术指标可以比较EPON和GPON两种技术。下面以分别承载以太网和E1业务为例，来说明分析GPON和EPON的带宽利用率。
当PON网络同时传送以太网业务和E1业务时，设以太网业务占a%，E1业务占(1-a%)，则：带宽利用率=承载以太网业务带宽利用率×a%+承载E1业务带宽利用率×(1-a%)
GPON和EPON承载以太网业务带宽利用率对比如表1所示：
在承载以太网业务的时候，GPON和EPON的效率差异主要由EPON的8b/10b编码造成，在承载TDM业务的时候，GPON和EPON的效率差异主要由EPON的8b/10b编码和封装TDM业务的开销造成。在EPON系统500μs封装一次E1帧，系统有16个ONU的条件下，GPON比EPON的效率高20%～25%，在完全承载TDM业务时，GPON的效率比EPON高25%，在完全承载以太网业务的时候，GPON的效率比EPON高20%，在承载混合业务的时候，两者的效率之差处于20%到25%之间。因此，从技术方面来比较，GPON的多业务性能就高于EPON。
相对EPON技术，GPON更注重对多业务的支持能力，例如支持TDM、IP、CATV等，上联业务接口及下联用户接口更为丰富，支持10GE、GE、FE、STM-1、E1、POTS等多种接口，可以提供FTTH、FTTB、FTTO、FTTC+LAN、FTTH+DSLAM的多种接入方式，同时GPON具有“源模式TDM”支持能力，能够支持传统TDME1业务，可提供移动基站互联、PBX接入以及大客户E1专线接入，同时能够提供时钟同步以及电信级QoS保证，使得电信运营商在采用新的宽带接入技术同时不放弃原有的利润来源。而EPON的TDM支持采用电路仿真实现，其QoS以及时钟同步方面不如GPON，对传统业务支持起来有困难，可靠性也不是很好。相对于EPON，GPON的标准也更加完善。
当前，EPON技术比较成熟，芯片设计难度比较低，产业链比GPON更成熟。EPON可以用以太网协议支持所有的IP网络，和现在的设备有很好的兼容性，在数据业务里EPON有独特的优点。GPON相对EPON出现得比较晚，它的芯片成本相对来讲还是比较高的。但随着GPON设备量产后，成本会下降到与EPON相当的水平，甚至当用户需求带宽超出30M后，GPON成本优势突出。
从应用场景看，EPON比较适合部署中小规模FTTx，如个人用户，GPON适合于部署大规模FTTx，如对技术要求高的企业用户。从长远来看，我国的发展趋势可能从宽带点到点以太网光纤系统和EPON开始，最终过渡到GPON阶段。
