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 第 11 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

2、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。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，

3、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，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。下行方向，发送给各个O

4、NU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 Mbps1244

5、 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26dB(CLASSB+)28dB/(CLASSC+)30dB距离/差分距离20KM/20KM20KM/20KM 业务封装Anything over EthernetAnything Over GEM加密算法三重搅动（行标）、AES-128（美标）AES-128（美标）DBAfixed、assured、best effort Fixed assured、Non_assured、best effortQoSLLID+IEEE 802.1PGEM_PORT/

6、T-ContTDM 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，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

7、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

8、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：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

9、、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 E

10、PON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%/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

11、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最大分光

12、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=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

13、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

14、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

15、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集采，EPON/GPON各占一半立足GPON/EPON并重，推动10G EPON/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

16、，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采用GPON技术，集采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