EPON、GPON、10G EPON技术及成本对比

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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、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。 一个无源光网络包括一个安装于中心

2、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 Terminal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

3、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，10G EPON技术主要应用于FTTB场景并且目前尚在试商用阶段oEPON技术和GPON 技术均属于TDM-PON，TDM-PON的原理图如下图所示。=rM 層2

4、End User3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1490 nm），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13nm） 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:EPOIN(IEEE 8023)GPON (ITU-T G.984)实用上下

5、行速率1250 Mbps/1250 Mbps1244 Mbps/ 2488 Mbps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26dE(CLASSB+)28dB/(CLASSC+)30dB距离/差分距离20KM/20KM20KM/20KM业务封装Anything over Ether netAny thi ng Over GEMEPON(IEEE 8023)GPON (ITU-T G.984)加密算法二重搅动（仃标）、AES-128 （美标）AES-128 (美标)DBAfixed、assured、best effortFi

6、xed assured、Non_assured、 best effortQoSLLID+IEEE 802.1PGEM_PORT/T-C ontTDM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0AMG.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

7、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，保护倒换和维护管 理等标准定义清晰完善。3、更高效的承载IP

8、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EPON的丰富。5、更强大的支持实时业务能力：GP

9、ON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，10G EPON技术主要应用于FTTB场景，通过升级原

10、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=2500M*0.92=2300M，户 均带宽=2300M/25%/1

11、28=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最大分光比1:321:641:256每PON 口可覆盖用户数768户1536

12、 户6144 户用户带宽需求10M,则每台ONU上行带宽=10M*24*25%=6OM,每PON口下行带宽=60M*32=192OMEPONGPON10G 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1:321:128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最大分光比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=50

13、M*24*25%=300M,每PON口下行带宽=3O0M*32=96OOMEPONGPON10G 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1:32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-2

14、013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 口）单 FE/GE 口 SFUGPON43 万89万线1456070 台EPON37 万290万线254600 台10G EPON4万70万

15、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:联通移动电信四、FTTH建设中EPON和GPON成本分析联通移动电信2010 年联通集团第二次PON集米，EPON/GPON各占半立足GPON/EPON并重

16、，推动 10GEPON/10G GPON 成熟并逐步引入开始FTTH规模部署探 索、研究和准备，制定 北向接口规范，东部地区FTTH部署2011 年联通集团启动全球最大规 模PON集采（2500万线），G/EPON并重2011年第二次集采，G/EPON并重，倾向GPONFTTH开始规模部署， 10G EPON现场试验， 提出宽带战略计划，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采，GPON 超过 EPON2013年第三次集采，新建全部采用GPON10G EPON集采，明确 FTTH米用GPON技术， 集采GPON终端146 万端综上，电信运营商FTTH建设中，

17、已明确采用GPON技术。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）EPON PON 口32GPON PON 口16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光缆熔接20002000机房设备楼道设备不含终端的建设成本（兀）不含终端每户建设成本（兀）终端EPON 4FE 口 ONU家庭光接收机GPON 4FE 口 ONU4.2成本对比EPON FTTH与GPON FTTH成本对比如下图所示。建设成本=用户数量*光机价格+数据业务开通率*用户数量*ONU价格随着数据业务开通率的变化，建设成本同步变化，保证有线电视2000户全 部覆盖。FTTH开通率低于35%,采用GPON技术建设成本低于采用EPON技 术建设成本。随着后期GPON设备成本的降低，GPON FTTH建设成本也将进一 步降低。