GPON和EPON主要技术对比_图文









GPON和EPON主要技术对比 和 主要技术对比
GPON和EPON由于产生标准组织不同,在物理层设计,帧结构设计,帧封装技术,QoS管 理和分配,终端管理等方面存在诸多差异;这些差异比较之下,GPON主要表现出下面一些 特点: 1. 2. 3. 4. 带宽效率高,分光比高,光功率预算高; QoS保障机制完善 TDM传送机制灵活,而且ONT和OLT之间可以同步时钟 OAM管理机制定义完善,OMCI目前已经定义几乎所有的业务包括VoIP,CES,MoCA等 业务 从技术角度来说,GPON相比EPON技术完备性好很多,考虑比较完善,是一个基于运营商 视角制定的标准;下面就GPON的主要特点详细描述其原因。

一、带宽效率高,分光比高,光功率预算高 带宽效率高,分光比高,
GPON由于采用的物理编码方式是NRZ和加扰方式,在物理层没有额外的开销。在帧结构设 计方面采用了下面的结构:

一次BWMap授权窗口 授权窗口 一次 Tg Tp Td Payload

PCBd
Tg时间段内ONU打开Laser,OLT进行Level Recovery。Tp时间段内,B-CDR锁定线路时钟。 Td时间段内,G-MAC完成帧定界。 如下G.984.2对不同上行速率下的物理层开销分配提出建议。在当前器件水平下,该建议还 是比较苛刻的,因此在2005/07 G.984.3的修订案中允许对物理层开销进行设定和调整。 Upstream data rate (Mbit/s) 155.52 622.08 1244.16 Tx enable (bits) 2 8 16 Tx disable (bits) 2 8 16 Total time (bits) 32 64 96 Guard time (bits) 6 16 32 Preamble Delimiter time (bits) 10 28 44 time (bits) 16 20 20
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2488.32 Notes

32

32

192

64

108

20

Maximum Maximum Mandatory Minimum Suggested Suggested

以GPON的1.244速率为例,TX ON/OFF的时间为16bit,计算出的时间约12.8ns;而对比同一 速率下的EPON的TX ON/OFF的要求是512ns; 因此GPON在处理突发的收发过程中光电开销 小很多; 在物理层开销上, 参看下面图, 所有的终端的PCBd开销为4+4+13+1+4+4+N*8=30+8N 字节; N为终端数,按照最大的64个终端计算,总开销为542; 一帧总的下行字节数为38880字节, 物理层的总开销为1.39%;在Payload中,还有GEM帧开销,每个ONT占用5字节开销,因此 最大64个ONT的开销为64*5=320; 开销为0.82%;总的带宽开销为2.21%;因此总的下行效率可 以达到97.8%; 也就是对于2.488G下行可以达到2.433G的速率, 相对EPON的74%左右的下行 效率高很多;

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从光功率预算角度来说, GPON支持CLASS A,CLASS B/B+,CLASS C等级别的光模块,特别是CLASS B+以及 CLASS C级别的光模块, 光功率预算超过28dB;EPON最多能够支持25dB的功率预算; GPON 典型的分光比为1:64,最大可以做到1:128;EPON典型分光比为1:32,最大到1:64; 而且EPON由于物理开销较大,因此当分支比提升到1:64时,开销占到约30%的带宽;而 GPON基本不受太大影响;

二、QoS保证机制完善 保证机制完善
GPON的QoS采用多级控制的方式,类似于ATM的机制,相对EPON完备很多。如下图所示:

上行方向 ONU侧:对UNI接口接收到的业务流进行流分类,流分类的结果定义为 Virtual UNI(就是VLAN或者802.1p TAG) Virtual UNI映射到指定的GEM port,多个Virtual UNI可以映射到同一个GEM port GEM port. OLT将GEM port分配到指定的T-CONT OLT侧:OLT从T-CONT中拆出GEM帧,然后对每个GEM port接收到的业务 流分别进行流分类,CVLAN切换为SVLAN,以及网络侧802.1p优先级,再 基于802.1p调度后发送到SNI接口 下行方向 OLT侧:对每条flow先基于VLAN/802.1p调度,包括基于流作CAR,SVLAN 切换为CVLAN后,进行GEM封装,然后发送到ONU侧

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ONU侧: 从GEM帧中还原出业务流, 下行如果存在拥塞, 则基于802.1p调度, 再转发到相应的UNI接口 从以上分析可见GPON的QoS按照T-CONT——〉GEM-PORT——〉flow三级设计,T-CONT 用于分配带宽,同时可以针对不同的业务类型确定分配带宽的优先级别;这点相比EPON的 LLID纯粹标示分配带宽更具有优势,特别是针对实时性要求较高的如TDM专线,VOICE等 业务,可以设置为固定分配带宽方式,保证125us能够固定上传一个TDM帧;其他T-CONT 类型也可以用来区分业务调度;GEM-PORT类似于PVC管道,可以用来表示用户端口,也 可以是一条业务流;系统可以根据需求限制GEM-PORT带宽,也可以针对GEM-PORT做一 些安全和隔离操作;flow是最细化的一层,用来表示具体的业务流,可以是任意的二三层甚 至以上的标识映射的结果;相对而言EPON就比较简单,就是LLID+FLOW的方式,LLID表 示带宽分配的最小单元,没有优先级,是一个单纯的管道,FLOW和GPON可以理解一致, QoS主要靠802.1p,不能保证TDM业务的实时性;

传送机制灵活, 三、TDM传送机制灵活,而且 传送机制灵活 而且ONT和OLT之间可以同步时钟 和 之间可以同步时钟
TDM业务对于运营商也是比较重要的业务,GPON在解决TDM业务传送方面存在天然的优 势,GPON上下行数据帧都是基于125us时钟传送的,时钟统一来自OLT设备; GPON的TDM解决方案非常灵活,包括NATIVE TDM,CESoP方式,其中NATIVE TDM可 以采用同步方式和异步方式, CESoP的时钟恢复可以采用ACM方式, 也可以采用SRTS方式; 首先说NATVE TDM方式,所谓同步方式就是每个125us,将TDM数据如2M,就是32字节数 据直接封装到GEM帧中;异步方式就是可以增加SONET封装,将每个E1/T1用VC12或者 TC12封装起来,然后每个125us固定传送,这种方式比较适合专网的TDM业务,每个E1/T1 的业务时钟各自独立,不需要统一的TDM时钟,OLT系统时钟作为统一的参考时钟; CESoP方式下的时钟恢复可以采用ACM自适应方式,主要是从码流速率恢复时钟,这种方 式比较适合跨城域网传送,不需要收发端时钟一致,缺点是时钟质量不高,而且受网络时延 和抖动的影响非常大,时钟的漂移比较大;采用SRTS方式主要关键是收发端需要同步的时 钟,两端采用时戳的方式同步时钟,这种方式下的时钟恢复精度较高,适合传送时钟要求高 的业务; 华为公司的设备同时支持NATIVE TDM和CESoP方式, NATIVE TDM支持异步方式, CESoP
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可以同时支持ACM和SRTS的时钟恢复方式; 相比之下,EPON的TDM解决方案比较单一,只能采用CESoP方式,而且只能采用ACM的时 钟恢复方式;

管理机制定义完善 四、OAM管理机制定义完善 管理机制定义
OAM管理对于运营商而言是不可缺少的,这也是减少OPEX的重要手段,GPON在制定标准 时充分考虑到这一点;G.984.4标准主要就是描述维护管理的实现模型以及管理实体内容; 后续还有一些补充标准逐步完善了包括对VoIP,CESoP,MoCA等业务的管理内容; OMCI是GPON中的OAM管理和控制接口,具有以下特点: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. OMCI管理的最终目的是OLT和ONT/ONU只需要一个EMS网管 OMCI模型将各种应用场景包括ONT和ONU终端的业务构架进行抽象 分解出的管理实体可以有多个实例,是最小的管理单元,可以动态创建和删除 OMCI管理清晰定义了管理实体之间的关联关系 ONT/ONU的管理单元的操作可以由OLT统一分配和控制 OMCI可以允许对带扩展槽的ONU终端管理 通过OMCI,OLT可以获取ONT/ONU的MIB支持能力

OMCI通过抽象建模的方式描述了包括ONT和ONU的模块关联关系以及业务控制和管理管 理,针对ONU的管理OMCI抽象出了CARDHOLDER,LINECARD等实体,可以允许ONU采 用扩展子槽或者子插板的方式;厂家只需要按照模型建立OMCI实体,并按照规定要求实现 各实体之间的关联关系,就可以实现各厂家互通; EPON的OAM只有Ethernet OAM的方式,而且EPON的标准802.3AH标准也只定义了最简单 的几个维护功能如环回检测等,这对于各厂家实现来说根本无法在管理层面实现互通;

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