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1、 第 1 页PON 技术、成本分析武汉烽火网络有限责任公司2015 年 3 月 第 2 页目录一、 PON 技术简介 .3二、 EPON、GPON 技术对比 .4三、 EPON、GPON 、10G EPON 应用场景 .63.1 GPON 技术较 EPON 技术更适用于 FTTH 场景 .63.2 目前 10G EPON 技术适用于 FTTB 场景 .63.3 电信运营商对 PON 技术的选择 .8四、 FTTH 建设中 EPON 和 GPON 成本分析 .94.1 成本分析模型 .94.2 成本对比 .10 第 3 页一、 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
2、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。 OLT ONU1ONU2ONUn1:n无 源 光 分 路 器ODNSNI UNIIFPON IFPON SNI： 业 务 节 点 接 口U： 用 户 网 络 接 口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 Termin
3、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，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
4、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。 第 4 页下行方向，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 根据一定的标识，选取自己所需的数据。上行方向，OLT 通过
5、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 1310nm）的带宽。二、 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-T G.984）实用上下行速率 1250 Mbps/1250 Mbps 1244 Mbps/ 2488 Mbps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 1:6
6、4/128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 Ethernet Anything Over GEM加密算法 三重搅动（行标） 、AES-128（美 AES-128（美标） 第 5 页EPON（IEEE 802.3） GPON （ITU-T G.984）标）DBA fixed、assured、best effort Fixed assured、Non_assured 、best effortQoS LLID+IEEE 802.1P GEM_PORT/T-ContT
7、DM 承载方式 CES 国际标准 :PWE3/MEF8 G.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 OAM G.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，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
8、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 AP
9、ON 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 第 6 页的 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 EPON 的丰富。5、更强大的支持实时业务能力：GPO
10、N 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 场景，
11、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
12、 口可覆盖 128 户，每 PON 口带宽=2500M*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。 第 7 页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=
13、960MEPON GPON 10G EPON是否满足 PON 口下行带宽要求满足 满足 满足满足带宽的最大分光比 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=10M*24*25%=60M，每PON 口下行带宽=60M*32=1920MEPON GPON 10G EPON是否满足 PON 口下行带宽要求不满足 满足 满足满足带宽的最大分光比 1:32 1:128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=3840MEPON GPON 10G EPON是否满足 PON 口下行带宽要求不满足 不满足 满足满足带宽的最大分光比 1:64每 PON 口可覆盖用户数 1
