無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成主要應(yīng)包括光線路終端(OLT)、光網(wǎng)絡(luò)單元/光網(wǎng)絡(luò)終端(ONU/ONT)和光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)等三部分。其結(jié)構(gòu)性能特征還應(yīng)包括光分路器的分路比,確定一個OLT可接入ONU/ONT的數(shù)量以及允許OLT和ONU/ONT之間的距離等。PON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的OSI/RM應(yīng)包括物理層、傳輸匯聚層和其它高層。其物理層的功能涉及到電氣性能、電平配合、O/E變換、光接口、光放大、波分復(fù)用、波長變換和機械結(jié)構(gòu)(插頭座適配)、光纖連接等;其傳輸匯聚層的功能涉及到各種功能幀和信息幀結(jié)構(gòu)、測距、上行時隙分配、帶寬分配、安全保密和保護(hù)切換等;此外,傳輸匯聚層還應(yīng)包括OMCI、ATM和GEM適配子層等用于信息的適配和交換等。當(dāng)然,上述各層及其各功能與PON采用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān),常用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有ATM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(即APON)、以太網(wǎng)(Ethernet)技術(shù)(即EPON)和吉比特能力的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(即GPON)。下述從不同角度對這三種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的PON做一簡單的技術(shù)比較。
欲具體了解PON技術(shù)介紹的請進(jìn)入。
這里具體對于各種PON技術(shù)的比較包括網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模(ONU/ONT的數(shù)量和與OLT的距離)、工作帶寬、業(yè)務(wù)種類、線路編碼、封裝協(xié)議和幀結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)的管理及帶寬利用率和網(wǎng)絡(luò)的成本造價等性能進(jìn)行比較。
1、概念的引入和遵守的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議
APON是在鏈路層遵守ATM鏈路協(xié)議的無源光網(wǎng)絡(luò)(ATM-PON)。最早由FSAN聯(lián)盟提出,2002年被ITU-T批準(zhǔn)為其建議書,即G.983建議,在2002~2005年間完成了G.983.1~G983.10系列建議,目前有效的是G.983.1~G983.5。在G.983系列建議書中也將APON稱為寬帶PON,即BPON。
欲詳細(xì)了解G.983.x系列建議書情況的請進(jìn)入。
EPON是在鏈路層遵守Ethernet鏈路協(xié)議的無源光網(wǎng)絡(luò)(Ethernet-PON)。由EFMA聯(lián)盟提出,2004年由IEEE批準(zhǔn)為IEEE 802.3ah標(biāo)準(zhǔn),在2005年,合并于IEEE 802.3-2005標(biāo)準(zhǔn)之中。
欲詳細(xì)了解IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)情況的請進(jìn)入。
GPON是在鏈路層遵守特有的新型傳輸匯聚層協(xié)議(GTC)的吉比特高速無源光網(wǎng)絡(luò)(GPON)。由FSAN聯(lián)盟提出,2003年由ITU-T批準(zhǔn)為G.984.x系列建議,在2003~2004年間完成GPON系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范G.984.1~G.984.4系列建議書,后又陸續(xù)發(fā)布了GPON系統(tǒng)在技術(shù)功能或性能擴展的G.984.5~G.984.7系列建議書。
欲詳細(xì)了解G.984.x系列建議書情況的請進(jìn)入。
三者在該方面面的比較詳見下表1-1。GPON系統(tǒng)與EPON系統(tǒng)均可滿足千兆比特(1Gbit/s)的系統(tǒng)傳輸速率,但由于兩者遵循的標(biāo)準(zhǔn)不同,兩者的技術(shù)要求相差環(huán)視較大的,具體詳見下表1-2,其優(yōu)勢各有差異,簡單的來說,GPON帶寬更大,帶的用戶更多,效率更高,但實現(xiàn)起來也更復(fù)雜,所以成本也更高。
表 1-1:GPON、APON、EPON的遵守標(biāo)準(zhǔn)比較
表 1-2:GPON與EPON的技術(shù)性能比較
2、網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模
APON支持A、B、C三種類型ODN網(wǎng)絡(luò),連接的ONU/ONT數(shù)目是1﹕2.5﹕5,允許ONU/ONT與OLT的最大距離是20km,此時對于A、B、C三種類型ODN網(wǎng)絡(luò)分別最多可接入6、15和39個ONU/ONT。EPON僅支持A,B兩種類型ODN網(wǎng)絡(luò),因此可連接的ONU/ONT數(shù)目也不是很多,按允許的最大分流比64,最多可接64個ONU/ONT。ONU/ONT與OLT的最大距離是20km。GPON支持A、B、C三種類型ODN網(wǎng)絡(luò),連接的ONU/ONT數(shù)目,按允許的最大分流比128,最多可接128個ONU/ONT。ONU/ONT與OLT的最大距離是60km。其比較詳見下表2。
表2: GPON、APON、EPON的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模比較
欲詳細(xì)了解PON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求的請進(jìn)入:APON;EPON;GPON
3、網(wǎng)絡(luò)的帶寬
APON支持的雙向傳輸速率最高僅有622Mbit/s,有兩種對稱傳輸方式和一種非對稱傳輸方式;EPON僅有兩種對稱傳輸方式可選擇,其允許的最高速率達(dá)1.25Gbit/s;GPON支持對稱和非對稱七種雙向傳輸模式,其允許的最高速率達(dá)2.488Gbit/s。其比較詳見表3。
表3:GPON、APON、EPON的傳輸速率比較
4、采用的信息封裝協(xié)議
APON采用ATM協(xié)議將要求傳輸?shù)男畔⒎侄畏庋b在信元的僅有48個字節(jié)容量的純載荷區(qū)域中;EPON可采用Ethernet標(biāo)準(zhǔn)幀結(jié)構(gòu)將其要求傳輸?shù)男畔⒎庋b在純載荷區(qū)域,Ethernet標(biāo)準(zhǔn)的幀信息又可以封裝在GEP和GEM協(xié)議中;GPON定義了專有的GPON封裝模式(GEM)協(xié)議,可對要求傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行簡單、高效的適配封裝。
欲詳細(xì)了解各PON網(wǎng)絡(luò)成幀要求的請進(jìn)入:ATM幀;以太網(wǎng)幀;GEM幀
5、支持的業(yè)務(wù)
APON可支持話音、數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù),提供QoS的保證和服務(wù)等級;支持以太網(wǎng)接入、視頻傳輸和較高速率的租用線路等業(yè)務(wù);EPON可支持各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入,但是,不善于處理話音、視頻等各種時延敏感的實時業(yè)務(wù)。在處理這些時延敏感的實時業(yè)務(wù)時,必須有復(fù)雜的QoS機制;GPON支持話音、數(shù)據(jù)、視頻和未來可能出現(xiàn)的時延敏感的新業(yè)務(wù),特別是可對TDM話音等各種業(yè)務(wù)的直接支持,適合于實時全業(yè)務(wù)的接入。
6、帶寬利用率
帶寬利用率用來描述在一定的有限帶寬情況下,可傳輸?shù)挠行畔⒌亩嗌?。這與信息在傳輸前需要進(jìn)行處理需占用的帶寬多少密切相關(guān)。其涉及的處理要包括線路編碼、傳輸匯聚層數(shù)據(jù)封裝、傳輸協(xié)議變換和適配效率等因素。表6是信息在傳輸前需要進(jìn)行處理需占用的帶寬導(dǎo)致帶寬利用率降低的情況。
表6: APON、EPON和GPON各種因素導(dǎo)致其帶寬利用率降低的情況
7、網(wǎng)絡(luò)管理功能
APON按G.983建議,提供了比較完善的管理、操作和維護(hù)功能,明確給出了業(yè)務(wù)的服務(wù)等級和質(zhì)量保證;EPON按IEEE 802.3等標(biāo)準(zhǔn)提供網(wǎng)絡(luò)管理、操作和維護(hù)功能;GPON除了繼承了G.983建議的物理層管理規(guī)范(PLOAM),通過物理層帶外控制通道實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)物理層進(jìn)行全方位的OAM管理外,OMCI接口還提供了對于光網(wǎng)絡(luò)終端的專用OAM管理,使得GPON具有更完善的管理功能。
欲進(jìn)一步了解各種FTTx技術(shù)介紹的請進(jìn)入。