EPON是FTTH的最佳解决方案

admin

尽管近些年通信骨干网的速率得到了很大提高，但用户接入网络的接入速率始终没有得到显著改善。     因特网的迅猛发展进一步扩大了这一差距，“最后一英里”仍然是高速局域网和大容量骨干网之间通信的瓶颈。以光纤为传输介质的FTTH（光纤到户）在带宽方面的巨大优势使它成为未来网络接入发展的最终目标。无源光网络（PON）技术因其节约线路资源、运维便捷、设备预期成本较低等多方面的优势而被认为是FTTH的终极解决之道。ATM无源光网络(APON)、以太网无源光网络(EPON)和吉比特无源光网络(GPON)是目前PON领域中存在的三种技术体制。由于当前ATM技术整体发展受阻，ATM在国内逐渐退网，因此APON在国内未获发展。EPON和GPON谁将主导FTTH大潮成为了当前争论热点。孤立地从某一方面来比较哪种技术将成为FTTH的主导既不客观也没有现实意义。只有从技术和产业链的成熟度以及是否符合国情的角度出发才能得到真正正确的答案。
     1.技术成熟度
     1.1标准成熟度
     GPON技术是FSAN／ITU继APON以后制定的又一宽带PON标准。ITU在2003年正式通过并颁布了GPON标准系列中的三个标准：G9841．G984 2和G 984 3。作为一种灵活的吉比特光纤接入网技术，GPON是以ATM信元和GFP(Generie Framing Procedure，通用成帧规程)承载多业务，支持更高的速率和对称／非对称工作方式， 同时还有很强的支持多业务和OAM的能力，并且对各种业务类型都能提供相应的QoS保证。因此，GPON的标准相当复杂，技术实现难度非常高。
     EPON的标准化工作则主要由IEEE的8023ah即EFM（第一英里以太网)工作组来完成，其标准制定基本原则是：尽量在8023体系结构内进行EFON的标准化工作。在与APON类似的结构和G983的基础上，以Ethernet技术代替ATM技术作为数据链路层协议，构成一个可以提供更大带宽，更低成本和更强业务能力的结合体。
     GPON与EPON都是干兆比特级的PON系统，与EPON力求简单的原则相比，GPON更注重多业务和QoS保证，因此易受运营商的青睐。但从实际情况来看，由于GPON标准复杂且开发较晚，技术尚不成熟，在现有技术基础上，要想以可以接受的成本来实现完全符合标准要求的设备很困难。而EPON由于标准较为宽松和技术实现较为简单，又继承了以太网技术的大量优点，在当前具有很强的现实发展意义。
     1.2核心芯片和光收发模块
     核心芯片和光收发模块一直是PON系统的技术核心部分。可以说他们是评判PON系统技术成熟与否的重要标准。目前可提供EPON核心芯片的专业厂商数量众多，常见的有Passave，Teknovus、Centillium、Immenstar、格林威尔等。还在EPON标准讨论之时，就已有厂家开始EPON核心芯片的设计和验证，当802．3ah标准正式颁布时，大部分厂家甚至推出了和标准完全兼容的第二代EPON芯片。如今EPON的核心芯片已经发展到第三代SoC(systemonchIP)阶段，在它上面集成了多端口标准以太网的MAC和PHY、SRAM、CPU以及PON专用的SerDes。以这种芯片为核心，只需增加少数的外围器件(如模块和接口电路)就可以构成一个完整的系统，因此可以迅速支持EPON系统的大规模部署。而对于GPON而言，由于技术复杂，除GPON设备厂商自主设计的GPON芯片外，目前还没有专业的芯片厂商推出商用GPON核心芯片。EPON光收发模块技术发展也已经较为成熟，核心TC控制模块已经规模生产(ASIC化)，而GPON系统的相应核心模块还不太成熟，其核心TG控制模块目前仅处于FPGA阶段，还难于实现规模商用。
     1.3业务能力和QoS
     目前业界对EPON技术的疑虑主要集中在其对传统TDM业务的实现以及如何在EPON系统上保证不同业务的QoS这两方面，而从实际情况来看这些担心似乎显得有些多余。为了确保EPON系统的多业务传送能力，EPON设备厂商采用了TDMoverEthernet技术来实现EPON系统上的TDM业务传输，从多次试验测试结果来看，其性能完全满足1.5ms时延等指标要求。EPON还定义了多个优先级队列，采用基于LLID的动态带宽分配算法，根据不同时刻的流量特性结合用户服务水平协议（SLA）来实现不同优先级队列带宽的有效分配。从而保证不同业务的QoS。
     GPON由于其设计的TC子层结构和ATM封装方式，并采用了l25us的帧长及定时机制，能够较好地支持TDM业务和提供更好的QoS，但随着电信网的IP化，下一代网络（NGN）的到来，其多业务支持能力的优势将很可能无用武之处。在如何保证业务的QoS方面，EPON和GPON的实现机理本质上也是一样的。
     1.4成本和国情
     虽然FTTH在20年前就被提出来，但FTTH的大部分设想到现在仍未实现，关键原因还是成本太高。宽带接入技术的应用对象是潜在的数以亿计的普通居民用户，这些用户在得到高带宽接入能力的同时，对费用的要求也非常苛刻。价格合理与否是决定FTTH能否大力发展的重要原因。
     PON系统里核心芯片和光收发模块的成本在很大程度上决定了整个PON系统的成本。由于EPON的技术门槛较低，核心芯片的设计难度较低，不少芯片厂商加入了EPON芯片设计的竞争。因此第三代EPON芯片并不比前两代价格高，甚至还有下降的趋势。而GPON芯片功能复杂，技术门槛较高，使得有能力提供GPON芯片的厂商少之又少，芯片价格也一直据高不下。而且GPON设备上使用的光收发模块技术要求很高，不仅要满足严格的突发同步指标，而且同时对ONU发射机功率和OLT接收机灵敏度有严格要求。其光模块成本远高于EPON。而且目前GPON还没有专业的模块厂商可以提供样品，无法大规模量产，因此GPON模块成本在较长时间内无法大幅度降低。
     在中国，运营商需要的FTTH技术应具有尽可能低的成本以及良好的带宽提供能力和多业务提供能力，且该技术成熟可用。光有技术理论没有产品支持，那更无疑是空中楼阁。
     GPON在标准制定颁布后，目前能够提供GPON产品的厂家凤毛麟角（只有Flexlight宣称有支持GPON的产品推出），而且现有的GPON产品多是针对北美市场的需求，对中国市场没有做过深入调查，目前还没有真正符合中国市场需求GPON产品面世。和GPON相比，EPON成本优势非常明显，其市场前景也更加明朗。
     2 . EPON产业链已基本成熟
     2.1产品逐步成熟化
     由于1EEE的EFON标准化工作比ITU—T的GPON标准化工作开展得早，其8023标准系列已经成为业界最重要的标准，而且在运营商所一贯关注的互通性和运维能力方面，EPON也有长足的进步。目前，适合中国运营商要求的互通和OAM方面的规范已在制订当中。市场上的EPON产品正逐步走向成熟。不少传统的主流电信设备厂家如富士康、烽火、UT斯达康等已进入了EPON领域，并且相继推出了EPON全套产品。以烽火为例，烽火通信目前已推出全套EPON局端和用户端设备AN5000系列，该系列产品在各项技术指标测试以及多个试点工程运用中性能良好、受到了各大运营商和用户的好评。
     2.2EPON国内外发展形势一片大好
     EPON自诞生之来，其巨大的综合优势使其得到了迅速的推广应用，国内外发展形势一片大好。在日本，相关统计数据表明EPON的部署线数已经超过了200万之巨，不论是传统的优势运营商NTT还是新兴运营商的代表YahooBB都大量采用EPON技术建设FTTH网络。而韩国也正在积极部署基于EPON的FTTH网络。
     同时EPON技术在国内也得到了相当的认可。我国从EPON国际标准制定一开始就把EPON列入国家的“863”重大项目，支持烽火和格林威尔等国内优秀厂家对EPON关键技术进行攻关。2004年初完成“863”项目验收后又投入滚动资金支持优秀厂商进行EPON系统的商业化推广。而且信息产业部也将于今年发布我国关于EPON的第一部行业标准“接入网技术要求——基于以太网方式的无源光网络(EPON)”，关于EPON测试的行业标准的制定也已经进入了第二阶段（即对征求意见稿的反馈意见的讨论及修改征求意见稿的阶段）。2004下半年，国内一些运营商的先行者就开始部署实施FTTH网络，并取得了巨大的成果。在2005一年之中，中国电信和中国网通相继进行了EPON的设备测试，测试结果充分认可了EPON技术的成熟和可行程度。随后，国内涌现出了大量的FTTH工程，基于EPON的FTTH建设已经在如火如荼的展开之中了。
     2.3EPON产业化已形成良好循环
     国内外之所以大规模采用EPON部署FTTH，一个很重要的原因就是：EPON技术和工程实施已经基本发展成熟，与此同时工程技术的成熟又反过来大大推进了EPON产业的发展。整个EPON产业化发展已形成良好循环，其产业规模正不断迅速扩大。另外国内外大量设备厂家涉足EPON领域不仅将进一步拉低EPON成本，而且还将进一步优化EPON产品性能，从而让EPON产品得到更加广泛应用。长此以往，EPON的雪球将会越滚越大。
    3.EPON和GPON定位于不同市场
     EPON、GPON孰优孰劣一直是业界的争论热点。就技术本身而言，单纯讨论孰优孰劣解决不了任何实际问题。从理论上分析．GPON相对于EPON具有较大的优势．但是，GP0N在功能上的优势很大程度是以技术和设备的复杂性为代价换来的，因此GPON设备成本较高。从目前业务类型看，如果是面向普通客户的接人业务，简单的上网业务仍是主流，EPON与GPON技术在标准成熟度、带宽利用率、业务支持能力、安全性等方面的差别对于大多数家庭用户使用来说并不十分明显。对于普通用户而言，GPON的优势无法充分体现。以最低的成本支持主要业务需求比完美但昂贵的方案更容易受到绝大多数家庭用户的认可，也就是因为这个原因，EPON在全球FTTH战役里获得了巨大成功。越来越多的运营商和最终用户接受了EPON作为FTTH的最优解决方案。但是从长远发展来看，传输效率更高、OAM能力和业务支持能力更强的GPON技术具有较好的发展前景，虽然目前价格高昂，技术不成熟难以进入广大用户家中，但仍不失为一种理想的高端宽带接入技术。日后随着GPON技术的逐渐成熟,对于价格不太敏感的但对技术有高要求的商业用户将真正成为GPON的用户群。
     总的说来，我们不难看到当前EPON技术不仅与GPON技术定位不同，而且相比较起来成本更低、技术和产业链更成熟，是当前FTTH的最佳解决方案。
    4.烽火通信在FTTH领域的推进思路
     4.1十年积累，无可争议的FTTH先行者
     早在1995年，烽火通信（原武汉邮科院），就开始了对PON技术的研究和产品开发，推出了一系列的窄带PON产品，揭开了国内FTTH的序幕。
     2000年启动APON产品的开发，2002年推出APON产品（现已经停产）。
     2003年启动EPON产品研发，2004年推出EPON产品。
     2005年启动GPON产品研发。
     4.2成熟的EPON产品针对FTTH应用
     2003年，烽火参与了863EPON技术与产品的研发，从事EPON核心芯片及系统的研发，并与2003年底，顺利通过国家验收。在全面掌握了EPON核心技术后，烽火一鼓作气于2004年初，开始商用EPON产品的研发和推广。目前已推出全套EPON局端和用户端设备AN5000系列，该系列产品在中国电信、中国网通以及各地电信运营商组织的多次选型测试和技术指标测试中表现良好，在各试点工程运用中性能稳定，深受客户信赖。烽火通信在国内还承建了武汉长飞公寓、四川绵阳电信、湖北网通南湖都市桃源小区、武汉电信紫菘小区、北京通信宽HOUSE、浦东信息大楼等众多基于EPON技术的FTTH工程，不仅积累了丰富的工程应用工程而且工程验收结果多次优良，受到了各大运营商和用户的好评。
     4.3即将推出GPON产品满足商业企业用户需要
     烽火通信同时致力于FTTH相关产品的研发生产、市场推广。GPON虽然技术复杂不成熟，但我们在看到它当前不足的同时也看到了它高性能的优点以及未来的发展。在继续研发生长EPON产品的同时，我们也开始了对GPON产品的研发。今年中旬即将推出样品进行试用。客观看待EPON和GPON这两种技术的优缺点和当前可行性是正确进行FTTH领域开拓的关键。我们认为，EPON和GPON是2种互补的技术路线，分别对应2种不同的应用场合。EPON在推崇AnyThingOverIP的今天，更适合于“光纤到户、三网合一”的应用场合。更能方便、透明的与用户家中的计算机、家庭网关、IPTV机顶盒等用户设备连接。由于IP技术的大规模应用，也方便大幅度降低电信运营商的网络建设成本。GPON由于对TDM业务的支持，更加适合于组为传输设备来使用。适合专线、中继传输等应用场合。为此，我们将同时提供EPON和GPON这2种系列产品供电信运营商选择，满足电信运营商各个方面的不同应用需要。 我们还将根据运营商的要求进一步改进产品，使得我们的产品成为电信运营商完成“铜退光进”的宏伟计划的得力手段。
     5.总结
     总之，抛开各种现实情况单纯讨论和比较EPON和GPON技术的理想实现情况并没有多大的现实意义。充分认清EPON和GPON的技术定位，让它们在以后的共同运用中各尽其能、互为补充、协调发展，发挥更大更好的市场效应才是关键。在当前EPON技术不断发展，便捷地提供视频、语音、数据乃至专线业务综合接入的同时有力保障不同业务的QoS已不再是难事。EPON技术的成熟度和可行性，我们已经勿庸置疑。当然我们并不否认EPON技术还有待进一步完善和提高。在EPON技术的完善期内，业界个别公司的EPON产品有缺陷，存在一定质量问题，这是不可避免的。但我们并不能因此而否定EPON技术以及EPON的整个产业链。而恰恰是EPON在国内外市场百花齐放的事实向我们证实，EPON不仅受到了国内外业界的全面认可，更是当前解决FTTH的最优方案。