EPON、GPON、10GEPON技术及成本对比

1、PON技术、成本分析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83.1 GPON技术较EPON技术更适用于FTTH场景83.2目前10G EPON技术适用于FTTB场景 83.3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 124.1 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 ）等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。 一个无源光网

2、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 ）。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 Network Terminal） 组成，其区别为ONU直接位于用户端，

3、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上的所 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，10GEPON技术主要应用于FTTB场景并且目前尚在试商用阶段。EPON技术和GPON技术均属于TDM-P

4、ON ，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149Onm），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标参见下表：EPON ( IEEE 802.3)GPON ( ITU

5、-T G.984 )实用上下行速率1250 Mbps/1250 Mbps1244 Mbps/ 2488 MbpsEPON (IEEE 802.3)GPON (ITU-T G.984 )线路编码8B/10BNRZ（不归零编码）带宽利用率72%92%FTTH分光比1:641:64/128光功率衰耗26dB(CLASSB+)28dB/(CLASSC+)30dB距离/差分距离20KM/20KM20KM/20KM业务封装Anything over Ether netAn yth ing Over GEM加密算法二重搅动（行标）、AES-128 （美 标）AES-128 (美标)DBAfixed、assu

6、red、best effortFixedassured、Non_assured、best effortQoSLLID+IEEE 802.1PGEM_PORT/T-Co ntTDM承载方式CES 国际标准:PWE3/MEF8G.984.3 (Native ) 或 CESTDM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OAMG.984.4 (OMCI )光纤线路检测支持支持二者相比，GPON主要有以下技术优势: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1Gb/s

7、，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 dB。采用CLASS C+光模块, GPON链路光功率衰耗可达 30dB，比 EPON高4dB。2、 更高的QoS和时钟同步能力：GPON是全同步系统，传输窄带业务时 延小，时钟精度非常高，GPON的QoS带宽分配机制更灵活，保护倒换和维护

8、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 APON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GPON对于IP业务的承载能力 是相当强的。4、更全面的OAM标准：EPON在OAM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OAM功能，则定义了丰 富的厂商扩展机制，让厂商在具体的设备中自主增加各种OAM功能。GPON的OAM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，GPON标准定义的OAM信息比EP

9、ON的丰富。5、更强大的支持实时业务能力：GPON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：GPON借鉴APON中PLOAM信 元的概念，实现全面的运行维护管理功能，使 GPON作为带宽综合接入的解决 方案可运营性更好。综上所述，GPON技术承载IP业务的能力并不逊色于EPON技术，同时,GPON的OAM、QoS等能力要优于 EPON技术。三、 EPON、GPON、10G EPON 应用场景EPON和GPON技术主要应用于FTTH

10、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 每 PON 口可覆盖 64 户，每 PON 口带宽=1250M*0.72=900M，户均带宽=900M/25%/64=56.25M；GPON 每 PON 口可覆盖 128 户，每 PON 口带宽=2

11、500M*0.92=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目前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1:32起始计算。 用户带宽需求5M，则每台ONU上行带宽=5M*24*25% =30M，每PON口下行带宽=30M*32=960MEPONGPON10G 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

12、光比1:321:641:256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=10M*24*25%=60M,每PON 口下行带宽=60M*32=1920MEPONGPON10G 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1:321:128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=20M*24*25%=120M每 PON 口下行带宽=120M*32=3840MEPONGPON10G EPON是否满足PON 口下行带宽要求不满足不满足满足满足带宽的取大分光比1:64每P

13、ON 口可覆盖用户数1536 户 用户带宽需求50M，则每台ONU上行带宽=50M*24*25%=300M每 PON 口下行带宽=300M*32=9600MEPONGPON10G EPON是否满足PON 口下行带宽要求不满足不满足满足满足带宽的取大分光比1:32每PON 口可覆盖用户数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

14、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）SFUGPON43万89万线14

15、56070 台EPON37万290万线254600 台10G EPON4万70万线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3EPON 上行e8-C1660000 台2830000 台标包4、5AP 外置型EPON 上行e8-C1170000 台标包6GPON 上行e8-C530000 台3080000 台标包7、8AP 外置型GPON 上行e8-C1370000 台标包9GPON上行单FE/GE 口 SFU1180000 台2010年、2011年及2013年各大电信运营商 PON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

16、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EPON/10G GPON定北向接口规范，东部联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GPONGPON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（元）机房设备EPON PON 口32GPON PON 口16楼道设备光分路器端口20002000光缆分纤盒（个/50 线）4040入户皮线光缆（每户30米）20002000光缆熔