GPON vs EPON

    9/25/2003，从八月份深圳首迈举办千兆以太网PON技术论证会，到九月初通信产业报举办的EPON研讨会，以及十一月份将在武汉举办的FTTH/PON技术的讨论会，足以体现出无源光网络PON技术在如今黯淡的光通信领域正成为人们所关注的热点。为此，光纤在线特开设了FTTH专栏，欢迎大家踊跃投稿 cfolsz@c-fol.net 给我们。 
    在宽带接入领域，现在大都是使用ADSL(非对称数字用户线路)或者Cable modem(电缆调制解调器)技术提供接入网络服务，由于其无法提供长距离及高速宽带等系列服务，渐渐已无法适应固网运营商在原有带宽基础上推出更多新的服务项目，满足用户需求。所以基于无源光网络（PON）的可提供全业务、高速率的光纤到户（FTTH）光接入网无疑是宽带接入网的最有效的解决方案。从宽带接入技术，尤其是PON技术中，EPON和GPON两大阵营目前的争论正吸引越来越多人的关注。
什么是EPON？
第一英里以太网联盟（EFMA），在2001年初提出基于以太网的PON的概念，Ethernet PON（Ethernet over PON， EPON），即利用PON（无源光网络）的拓扑结构实现以太网的接入。EPON是一种采用点到多点网络结构、无源光纤传输方式、基于高速以太网平台和TDM时分MAC（Media Access Control）媒体访问控制方式、提供多种综合业务的宽带接入技术。
EPON系统的优势： 
    大多数EPON系统都是一个多业务平台，对于向全IP网络过渡是一个很好的选择。相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。
    提供高的带宽。EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽，并且随着以太技术的发展可以升级到10Gb/s。
    服务范围大。EPON作为一种点到多点网络，以一种扇出的结构来节省CO的资源，服务大量用户。
    带宽分配灵活，服务有保证。对带宽的分配和保证都有一套完整的体系。EPON可以通过DiffServ、PQ/WFQ、WRED等来实现对每个用户进行带宽分配，并保证每个用户的QoS。  
GPON概念的提出背景：
    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。除了需要支持更高的比特速率外，FSAN提出“对全部协议开放地进行完全彻底地重新考虑”的正确决定，努力寻求一种最佳的、支持全业务的、效率最高的解决方案。
    针对FSAN提出的解决方案，大多数先进国家运营商的代表，提出一整套“吉比特业务需求”（GSR）文档，作为提交ITU-T的标准之一；反过来又成为提议和开发GPON解决方案的基础。这从一定的意义上说明GPON是一种按照消费者的准确需求设计、由运营商驱动的值得用户信任的解决方案。
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（90%以上）传送多种业务（TDM和数据）的光接入网GPON解决方案。
再来看看GPON: 
    从GPON提出的背景，我们可以看出，GPON(吉位PON)提供1.244和2.488Gb/s的下行速率和所有标准的上行速率，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，是光接入网络一种全新的最优化最有效的解决方案。
    GPON的主要技术特点是采用全新的传输汇聚层协议“通用成帧协议” （GFP：Generic Framing Protocol ），实现多种业务码流的通用成帧规程封装，GFP采用通用成帧规程为高层用户信号业务流和传输网络提供一种通用的适配机制；另一方面又保持了G.983中与PON协议没有直接关系的许多功能特性，如OAM管理、DBA等。
    GPON也是当前众多解决接入网络瓶颈的技术中唯一可在单一波长下提供2.5G的带宽，同时可传送多个波长在一条光纤上。
GPON系统的优势
　　GPON可在接入网络上提供10Mbps、 100Mbps 及1Gbps的服务，并支持对称和非对称的线路速率选择，包括对称622Mb/s、对称1.25Gb/s、2.5Gb/s下行和1.25Gb/s上行等。从用户的立场来看，对于接入层来说，GPON具有前所未有的高比特率、高带宽；而其非对称特性更能适应未来的FTTH宽带市场。
    GPON的核心基础是GFP，采用GFP通用帧协议，能将任何类型和任何速率的业务（Ethernet、TDM、ATM等）进行原有格式封装后经由PON传输。
GPON具有覆盖任何可能出现的新业务的适配能力，包括数字视频、存储网络（SAN）、电子商务等。GPON具有面向未来的、可升级的多业务环境，能为将来的业务提供清晰的转移路线，而不需要中断和改变现有的GPON设备，也不需要以任何方式改变其传输层。
    另外值得一提的是GPON系统可提供物理覆盖至少20公里，优于ADSL的6公里达3倍之多。整个系统兼顾扩充性及提供完整的管理功能，也考虑到硬件保护及数据的安全，具有丰富的业务管理能力。 
EPON和GPON系统简单的比较
比较EPON和GPON，简单地从以下几点来分析：
    从传输的帧结构来看，EPON的帧结构是基于以太网（Ethernet）格式的封装；而GPON的帧结构不基于任何指定类型的格式，它是一种基于各种用户信号原有格式的封装，这就是它能简单、通用、高效地支持全业务的根本原因，也是GPON被称为“The Native Mode PON” 的原因。
    从传输协议上看，EPON是基于“各种协议”之间的转换；而GPON则是进行各种协议的“传输”，也就是我们常说的“透明传输”；从数据速率和传输距离来看，EPON可以支持1.25Gb/s对称速率，可以支持10km和20km两种最大传输距离；GPON的网络中上行的传输速率为1.244Gbs，下行传输速率可达2.488Gbs，并支持对称和非对称的线路速率选择，包括对称622Mb/s、对称1.25Gb/s、2.5Gb/s下行和1.25Gb/s上行等，可提供物理覆盖至少20公里，协定内逻辑支持范围60公里。
前景展望
中国数据通信的一位专家认为EPON推广起来相应会更有效一些，他的理由如下：
    首先，EPON在成本上相对GPON有绝对的优势，端对端并非绝佳的解决方式，诸如首迈公司提供的PON，主要用于“第一英里”，即用户上网,这种应用更多地面向个人用户，而个人用户对于费用比较敏感。100M收发器要比GE的收发器便宜，而且100M的网卡要比GE的网卡便宜。除非差别很小，否则用户将很难接受其在价格上的差异。
    其次，对于上网应用来说，100M目前已经足以满足用户的需求。在两年以前，宽带业务或者准宽带业务（例如ADSL）尚未普及，骨干网络的容量充足，用户上网的瓶颈在“第一英里”。而在宽带业务比较普及的今天，用户上网的瓶颈实际上已经转移到骨干或者出口带宽方面的限制。即使目前2M 的ADSL线路，用户访问国外的站点时，恐怕都难以用足2M的带宽，因为出口带宽紧张。 
    假设骨干带宽以及出口带宽非常充足，100M的容量对于客户来说已经足够，至少相对目前的发展现状中如此。在目前的网络应用中，需要较大带宽的业务主要是视频业务，这类应用通常只需要几兆的带宽。其他的业务多为突法性的业务（例如WWW、EMAIL等），而且这类业务信息量通常并不大，FTP应用对于一般客户来说并不是很频繁，所以，GE的带宽对于个人用户来说，将造成一定的浪费。 
    再次，如果PON能够提供透明的端到端传输，并且可以保证安全的话，GPON更有优势，因为企业客户对于价格不太敏感，尤其是大型企业，他们更加关注的是传输线路的稳定性、可靠性。 
    最后，说到三网合一，感觉目前在体制上很不成熟。即便在技术上解决了这个问题，要真正开展也还需要很长一段时间。除非PON传输部分由一家独立的第三方企业负责运营，其他的运营商（例如有线电视台、中国电信、网通等）租用第三方的PON网络。否则，凭这些运营商之间的垄断以及竞争关系，他们非不得已将不会使用对方的传输。也许PON系统可以租用给虚拟电信运营商使用，但必须处理好他们与传统电信运营商的关系。
    较于成本问题和三网合一，中国电信业的同行以及我们的编辑coolice均认为低成本的EPON系统将会比GPON更适合目前中国的宽带接入网络的发展，并且中国的各大运营商之间的业务相对独立，在没有新的法规出台之前，期望依靠各大运营商之间的合作来达到三网合一的功能，以推动中国的接入网络的建设，可能性较低，但从用户对多业务的需求，以及将来网络业务的发展，GPON技术将会是未来宽带光接入网络的发展方向。
综述
    无论如何，作为一种新技术，如何进入市场和被市场所认可，取决于很多方面。EPON产品在严格意义上还没有标准，但目前IEEE802.3 EFM工作组开发的标准草案已经形成。而GPON？据了解新加坡已在今年一月安装了GPON系统提供服务，中国及日本也正在进行实际测试，而且GPON不论是在常规语音及数据传输上皆优于EPON系统，尽管如此，但要在诸如测距、同步等一些技术难点的解决方案的成熟和突发性光器件成本的进一步降低，我们觉得EPON还是会更有利于普遍推广。而且目前数据业务的快速增长和快速以太网、千兆比特以太网地位的提高，都有利于Ethernet PON的发展。 
    可以预见，通信接入网领域将出现完全基于广泛使用的光纤和以太网技术的设备。这种基于以太网的光传输结构将会成为在单一网络中捆绑传输话音、数据和图像业务（即三网合一）的主要方式。同时，如上我们所说这一技术会产生新的合作和战略伙伴，内容提供商、业务提供商、网络运营商和设备制造商都将使用Ethernet PON这种前所未有的方式传输通信业务。