EPON、GPON、10GEPON技术及成本对比

1、实用标准 PON技术、成本分析 文档 武汉烽火网络有限责任公司 2015年3月 目录 一、PON技术简介4 二、EPON、GPON 技术对比5 三、EPON、GPON、10G EPON 应用场景8 3. 1 GPON技术较EPON技术更适用于FTTH场景8 3. 2 i前10G EPON技术适用于FTTB场景 8 3. 3电信运营商对PON技术的选择 10 四、FTTH建设中EPON和GPON成本分析 12 41成本分析模型12. 4. 2成本对比1.3. PON技术简介 PON (无源光网络)是指(光配线网)中不含有任何电子器件及电子电源， ODN全部由光分路器(Splitter )等无源器

2、件组成，不需要贵重的有源电子设备。一个无 源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端(OLT),以及一批配 套的安装于用户场 所的光网络单元(ONUs ) o在OLT与ONU之间的光配线网 (ODN )包含了光纤以及无源分光器或者耦合器。 IFpon : PON 专用接口 PON系统结构主要由中心局的光线路终端 (OLT: Optical Line Term in al)、 包含无源光器件的光分配网(ODN: Optical Distribution Network)、用户端的 光网络单元 /光网络终端(ONU/ONT Optical Network Unit / Optical Netwo

3、rk Terminal)组成，其区别为ONU直接位于用户端，而ONU与用户之 间还有其它网络， 如以太网以及网元管理系统(EMS)组成，通常采用点到多点的树型拓扑结构。在下行方 向，IP数据、语音、视频等多种业务由位于中心局的OLT,采用广播方式，通过ODN中的 1 : N无源光分配器 分配到PON的所 有ONU单元。在上行方向，来自各个ONU的多种 业务信息互不干扰地通过ODN中的1 : N无源光合路器 耦合到同一根光纤，最终送到位 于局端OLT接收端，类似于点到点的结构。 目前主流的应用于FTTH的PON技术为EPON技术和GPON技术，10G EPON技术主要应用于FTTB场景并且目前尚

4、在试商用阶段。EPON技术和 GPON技术均属于TDM-PON , TDM-PON的原理图如下图所示。 下行方向，发送给各个ONU的数据进行时分复用（TDM）,承载在下行波 长上（一般采用1490nm）,连续的光信号 广播到每个ONU上，ONU根据 定的标识，选取自己所需的数据。上行方向，OLT通过多点控制协议（MPCP） 控制每个ONU在指定的时间起始点发送指定时间长度的数据，这就是时分多址 接入（TDMA ）协议。通过TMDA,使多个ONU能够共享上行波长（一般为 1310 nm ）的带宽。 EPON、GPON技术对比 EPON和GPON是目前业界主流的FTTH技术，这两种技术的主要技术指

5、 标参见下表: EPON ( IEEE 802. 3) GPON ( ITU-T G. 984 ) 实用上下行速率 1250 Mbps/1250 Mbps 1244 Mbps/ 2488 Mbps EPON (IEEE 802.3) GPON (ITU-T G. 984 ) 线路编码 8B/10B NRZ （不归零编码） 带宽利用率 72% 92% FTTH分光比 1:64 1:64/128 光功率衰耗 26dB (CLASSB+)28dB/(CLASSC +)30dB 距离/差分距离 20KM/20KM 20KM/20KM 业务封装 Anything over Ether net An yt

6、h ing Over GEM 加密算法 二重搅动（行标）、AES-128 （美 AES-128 (美标) 标） DBA fixed assured、 best effort Fixedassured、 Non_assured best effort QoS LLID+IEEE 802.IP GEM_PORT/T-Co nt TDM承载方式 CES 国际标准:PWE3/MEF8 G. 984. 3 (Native )或 CES TDM性能 专线与基站承载 专线与基站承载 运营、维护 CCSA行标+以太网0AM G. 984. 4 (OMCI ) 光纤线路检测 支持 支持 二者相比，GPON主要有

7、以下技术优势: 1、更高带宽，更大分光比，更高光功率衰耗:EPON使用8B/10B编码，本身就 引入了 20%的带宽损失，1.25Gb/s的线路速率在处理协议本身之前就只 有lGb/s, GPON使用扰码作为线路码，至改变码，不增加码，所以没有带宽 损失；因此GPON的带 宽利用率高于EPON,同时GPON每PON 口下行带宽 可达2.5G , FTTH网络中每PON 口 最大覆盖128户，平均每户带宽可高达20M，满足宽带业务中短期要求。由于发射光功 率和接收灵敏度的差异，采用CLASS B+光模块，GPON链路光功率衰耗比EPON高2 dBo采用CLASS C+光模块，GP0N链路光功率衰

8、耗可达30dB,比EPON高4dB。 2、更高的QoS和时钟同步能力：GP0N是全同步系统，传输窄带业务时延小，时 钟精度非常高，GP0N的QoS带宽分配机制更灵活，保护倒换和维护管理等标准定义清 晰完善。 3、更高效的承载IP业务能力：GEM帧的净荷去范围为04095字节，解 决了 AP0N中ATM信元带来的承载IP业务效率低的弊病；而以太网MAC帧中净负荷区的范 围仅为461500个字节，因此GP0N对于IP业务的承载能力 是相当强的。 4、更全面的0AM标准：EP0N在0AM标准方面定义了远端故障指示、 远端环回控制和链路监测等基本功能，对于其他高级的0AM功能，则定义了丰富的厂 商扩展

9、机制，让厂商在具体的设备中自主增加各种0AM功能。GP0N 的0AM包括带宽授权分配、DBA、链路监视、保护倒换、密钥交换及各种警告功能，从 标准上看，GP0N标准定义的0AM信息比EP0N的丰富。 5、更强大的支持实时业务能力：GP0N所采用的125微秒周期的帧结构能对TDM 语音业务提供直接支持，无论是低速的E1,还是高速的STM-1,都能以它们原有格式 传输，这极大减少了执行语音业务的时延及抖动。 6、运行、管理、维护和指配功能强大：GP0N借鉴AP0N中PL0AM信 元的概念， 实现全面的运行维护管理功能，使GP0N作为带宽综合接入的解决方案可运营性更好。 综上所述，GP0N技术承载I

10、P业务的能力并不逊色于EP0N技术，同时， GP0N的0AM、QoS等能力要优于EP0N技术。 三、EPON、GPON、10G EPON 应用场景 EPON和GPON技术主要应用于FTTH场景，10G EPON技术主要应用于 FTTB场景，通过升级原有EPON主控和替换EPON PON板，提升OLT覆盖用 户容量及用户带宽，进一步做到“大容量、少局所”，下文通过详细的案例分析 GPON技术在FTTH应用中的优势以及10G EPON技术在FTTB应用中的优势 3. 1 GPON技术较EPON技术更适用于FTTH场景 假设FTTH以下场景：每PON 口用户满覆盖，收敛比按照25%考虑。 EPON

11、每 PON 口可覆盖 64 户，每 PON 口带宽二 1250M*0 72二900M, 户均带宽=900M/25%/64=56. 25M； GPON 每 PON 口可覆盖 128 户，每 PON 口带宽二2500M*0 92二2300M, 户均带宽=2300M/25%/128=71. 875M； 通过以上对比可知，GPON每PON 口覆盖用户数大于EPON每PON 口覆 盖用户 数，且户均带宽高于EPON。收敛比可按实际情况调整计算。 3.2 g前10G EPON技术适用于FTTB场景 假设FTTB以下场景：采用24 口 MDU型设备进行FTTB建设，收敛比按 照25%考 虑，基于分光比1 ：

12、32起始计算。 用户带宽需求5M,则每台ONU上行带宽二5M*24*25% =30M,每PON 口下行带宽二 30M*32 二960M EPON GPON 10G EPON 是否满足PON 口下行带宽要 求 满足 满足 满足 满足带宽的取大分光比 1:32 1:64 1:256 每PON 口可覆盖用户数 768户 1536 户 6144 户 用户带宽需求10M ,则每台ONU上行带宽二10M*24*25%二60M,每 PON 口下行带宽二60M*32二 1920M EPON GPON 10G EPON 是否满足PON 口下行带宽要 求 不满足 满足 满足 满足带宽的取大分光比 1:32 1:1

13、28 每PON 口可覆盖用户数 768户 3072 户 用户带宽需求20M,则每台ONU上行带宽二20M*24*25%二120M 每 PON 口下行带宽二 120M*32二3840M EPON GPON 10G EPON 是否满足PON 口下行带宽要 不满足 不满足 满足 求 满足带宽的取大分光比 1:64 每PON 口可覆盖用户数 1536 户 用户带宽需求50M,则每台ONU上行带宽二50M*24*25%二300M 每 PON 口下行带宽二300M*32二9600M EPON GPON 10G EPON 是否满足PON 口下行带宽要 不满足 不满足 满足 求 满足带宽的取大分光比 1:32

14、 每PON 口叮覆盖用户数 768户 通过以上分析比较得知，相同用户带宽需求的前提下，10G EPON每PON 口可覆盖 更多的用户数。覆盖相同用户数，10G EPON技术能提供更高的带宽。因此，10G EPON 主要用户FTTB升级场景。由于芯片成本的限制，10G EPON技术暂时不适用于FTTH技 术，终端ONU成本为EPON终端ONU成本的5倍。 3. 3电信运营商对PON技术的选择 中国电信集团网络发展指导意见（2012年-2013年）中，明确FTTH/O采用 GPON技术，GPON互通是推进FTTH/O建设和用户发展的基础工作之一； 中国联通2013年宽带接入网建设指导意见中，明确各

15、省的FTTH建设应采 用 EPON和GPON技术，考虑到速率分光比等因素，在新建项目中应优先选择GPON技术； 由于10G PON产业链尚未完全成熟，并考虑目前用户带宽需求，在2013年建设中暂不 采用10G PON技术进行建设。 2013年中国电信集采规模如下表所示： 标包 OLT （端 口） MDU （端 单 FE/GE 口 口） SFU GPON 43万 89万线 1456070 台 EPON 37万 290万线 254600 台 10G EPON 4万 70万线 2014年中国电信终端集采规模如下表所示: 标包 标包名称 采购规模 终端合计 标包3 EPON上行 e8-C 166000

16、0 台 2830000 台 标包4、5 AP外置型 EPON上行 e8-C 1170000 台 标包6 GPON上行 e8-C 530000 台 3080000 台 标包7、8 AP外置型 GPON上行 e8-C 1370000 台 标包9 GPON上行单 FE/GE 口 SFU 1180000 台 2010年、2011年及2013年各大电信运营商P0N技术选择: 联通 移动 电信 2010 年 联通集团第二次PON集 立足 GPON/EPON 开始FTTH规模部署 采，EPON/GPON 各占一 并重，推动10G 探索、研究和准备，制 半 EP0N/10G GPON 定北向接口规范，东部 联

17、通 移动 电信 成熟并逐步引入 地区FTTH部署 2011 年 联通集团启动全球最大规 2011年第二次集 FTTH开始规模部署， 模PON集米（2500万线）， 米，G/EPON并重， 10G EPON现场试 G/EPON并重 倾向GPON 验，提出宽带战略计 戈9,实施光网城市工 程，全面提升宽带接入 能力 2013 年 联通集团启动第四次集米， 2013年第三次集 10G EPON集米，明 GPON 超过 EPON 采，新建全部采用 确FTTH采用GPON GPON 技术，集米GPON终 端146万端 综上，电信运营商FTTH建设中，已明确采用GPON技术。 四、FTTH建设中EPON和GPON成本分析 4. 1成本分析模型 本模型考虑2000户用户FTTH覆盖，分别采用EPON和GPON进行成本 对比。 2000 户 单价 （元） EPON FTTH （1:64分光） GPON FTTH （1:128 分光） 数量 总价（元） 数量 总价（兀） 机房设备 EPON PON 口 32 GPON PON 口 16 楼道设备 光分路器端口 2000 2000 光缆分纤盒（个 /50 线） 40 40 入户皮线光缆（每 户30米） 2000 2000 光缆熔接