GPON和EPON主要技术对比.doc

文档名称文档密级GPON和EPON主要技术对比GPON和EPON由于产生标准组织不同，在物理层设计，帧结构设计，帧封装技术，QoS管理和分配，终端管理等方面存在诸多差异；这些差异比较之下，GPON主要表现出下面一些特点：1. 带宽效率高，分光比高，光功率预算高；2. QoS保障机制完善3. TDM传送机制灵活，而且ONT和OLT之间可以同步时钟4. OAM管理机制定义完善，OMCI目前已经定义几乎所有的业务包括VoIP,CES,MoCA等业务从技术角度来说，GPON相比EPON技术完备性好很多，考虑比较完善，是一个基于运营商视角制定的标准；下面就GPON的主要特点详细描述其原因。一、带宽效率高，分光比高，光功率预算高GPON由于采用的物理编码方式是NRZ和加扰方式，在物理层没有额外的开销。在帧结构设计方面采用了下面的结构：TgTpTd一次BWMap授权窗口PCBdPayloadTg时间段内ONU打开Laser，OLT进行Level Recovery。Tp时间段内，B-CDR锁定线路时钟。Td时间段内，G-MAC完成帧定界。如下G.984.2对不同上行速率下的物理层开销分配提出建议。在当前器件水平下，该建议还是比较苛刻的，因此在2005/07 G.984.3的修订案中允许对物理层开销进行设定和调整。Upstreamdata rate(Mbit/s)Txenable(bits)Txdisable(bits)Totaltime(bits)Guardtime(bits)Preambletime(bits)Delimitertime(bits)155.52223261016622.0888641628201244.161616963244202488.3232321926410820NotesMaximumMaximumMandatoryMinimumSuggestedSuggested以GPON的1.244速率为例，TX ON/OFF的时间为16bit，计算出的时间约12.8ns;而对比同一速率下的EPON的TX ON/OFF的要求是512ns；因此GPON在处理突发的收发过程中光电开销小很多；在物理层开销上，参看下面图，所有的终端的PCBd开销为4+4+13+1+4+4+N*8=30+8N 字节；N为终端数，按照最大的64个终端计算，总开销为542； 一帧总的下行字节数为38880字节，物理层的总开销为1.39%；在Payload中，还有GEM帧开销，每个ONT占用5字节开销，因此最大64个ONT的开销为64*5=320；开销为0.82%;总的带宽开销为2.21%;因此总的下行效率可以达到97.8%；也就是对于2.488G下行可以达到2.433G的速率，相对EPON的74%左右的下行效率高很多；从光功率预算角度来说，GPON支持CLASS A，CLASS B/B+，CLASS C等级别的光模块，特别是CLASS B+以及CLASS C级别的光模块，光功率预算超过28dB;EPON最多能够支持25dB的功率预算；GPON典型的分光比为1：64，最大可以做到1：128；EPON典型分光比为1：32，最大到1：64；而且EPON由于物理开销较大，因此当分支比提升到1：64时，开销占到约30%的带宽；而GPON基本不受太大影响；二、QoS保证机制完善GPON的QoS采用多级控制的方式，类似于ATM的机制，相对EPON完备很多。如下图所示：u 上行方向u ONU侧：对UNI接口接收到的业务流进行流分类，流分类的结果定义为Virtual UNI（就是VLAN或者802.1p TAG） Virtual UNI映射到指定的GEM port，多个Virtual UNI可以映射到同一个GEM port GEM port. OLT将GEM port分配到指定的T-CONTu OLT侧：OLT从T-CONT中拆出GEM帧，然后对每个GEM port接收到的业务流分别进行流分类，CVLAN切换为SVLAN，以及网络侧802.1p优先级，再基于802.1p调度后发送到SNI接口u 下行方向u OLT侧：对每条flow先基于VLAN/802.1p调度，包括基于流作CAR，SVLAN切换为CVLAN后，进行GEM封装，然后发送到ONU侧u ONU侧：从GEM帧中还原出业务流，下行如果存在拥塞，则基于802.1p调度，再转发到相应的UNI接口从以上分析可见GPON的QoS按照T-CONTGEM-PORTflow三级设计，T-CONT用于分配带宽，同时可以针对不同的业务类型确定分配带宽的优先级别；这点相比EPON的LLID纯粹标示分配带宽更具有优势，特别是针对实时性要求较高的如TDM专线，VOICE等业务，可以设置为固定分配带宽方式，保证125us能够固定上传一个TDM帧；其他T-CONT类型也可以用来区分业务调度；GEM-PORT类似于PVC管道，可以用来表示用户端口，也可以是一条业务流；系统可以根据需求限制GEM-PORT带宽，也可以针对GEM-PORT做一些安全和隔离操作；flow是最细化的一层，用来表示具体的业务流，可以是任意的二三层甚至以上的标识映射的结果；相对而言EPON就比较简单，就是LLID+FLOW的方式，LLID表示带宽分配的最小单元，没有优先级，是一个单纯的管道，FLOW和GPON可以理解一致，QoS主要靠802.1p,不能保证TDM业务的实时性；三、TDM传送机制灵活，而且ONT和OLT之间可以同步时钟TDM业务对于运营商也是比较重要的业务，GPON在解决TDM业务传送方面存在天然的优势，GPON上下行数据帧都是基于125us时钟传送的，时钟统一来自OLT设备；GPON的TDM解决方案非常灵活，包括NATIVE TDM，CESoP方式，其中NATIVE TDM可以采用同步方式和异步方式，CESoP的时钟恢复可以采用ACM方式，也可以采用SRTS方式；首先说NATVE TDM方式，所谓同步方式就是每个125us，将TDM数据如2M，就是32字节数据直接封装到GEM帧中；异步方式就是可以增加SONET封装，将每个E1/T1用VC12或者TC12封装起来，然后每个125us固定传送，这种方式比较适合专网的TDM业务，每个E1/T1的业务时钟各自独立，不需要统一的TDM时钟，OLT系统时钟作为统一的参考时钟；CESoP方式下的时钟恢复可以采用ACM自适应方式，主要是从码流速率恢复时钟，这种方式比较适合跨城域网传送，不需要收发端时钟一致，缺点是时钟质量不高，而且受网络时延和抖动的影响非常大，时钟的漂移比较大；采用SRTS方式主要关键是收发端需要同步的时钟，两端采用时戳的方式同步时钟，这种方式下的时钟恢复精度较高，适合传送时钟要求高的业务；华为公司的设备同时支持NATIVE TDM和CESoP方式，NATIVE TDM支持异步方式，CESoP可以同时支持ACM和SRTS的时钟恢复方式；相比之下，EPON的TDM解决方案比较单一，只能采用CESoP方式，而且只能采用ACM的时钟恢复方式；四、OAM管理机制定义完善OAM管理对于运营商而言是不可缺少的，这也是减少OPEX的重要手段，GPON在制定标准时充分考虑到这一点；G.984.4标准主要就是描述维护管理的实现模型以及管理实体内容；后续还有一些补充标准逐步完善了包括对VoIP，CESoP，MoCA等业务的管理内容；OMCI是GPON中的OAM管理和控制接口，具有以下特点：1. OMCI管理的最终目的是OLT和ONT/ONU只需要一个EMS网管2. OMCI模型将各种应用场景包括ONT和ONU终端的业务构架进行抽象3. 分解出的管理实体可以有多个实例，是最小的管理单元，可以动态创建和删除4. OMCI管理清晰定义了管理实体之间的关联关系5. ONT/ONU的管理单元的操作可以由OLT统一分配和控制6. OMCI可以允许对带扩展槽的ONU终端管理7. 通过OMCI，OLT可以获取ONT/ONU的MIB支持能力OMCI通过抽象建模的方式描述了包括ONT和ONU的模块关联关系以及业务控制和管理管理，针对ONU的管理OMCI抽象出了CARDHOLDER，LINECARD等实体，可以允许ONU采用扩展子