我們知道，GPON類與EPON類的PON技術系列是由不同標準化組織所推出的，它們在第二層數據鏈路層所采用的技術體制是不相同的。EPON類PON系列在二層采用的是基于以太網（Ethernet）技術的技術體制；而GPON類在二層采用的是全新定義的一種封裝結構GEM（GPON Encapsulation Mode，GPON封裝模式），對Ethernet、TDM、ATM等多種業務進行封裝映射。

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一、GPON類

所謂GPON類是指由全業務接入網（FSAN）聯盟推出，并與ITU-T一起標準化的系列PON技術，其首先推出的是APON、BPON，而后是GPON、10G-PON及NG-PON等。

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1、APON與BPON

最早期的窄帶無源光網絡是基于TDM的，性能價格比不好，已經自然消亡。1997年，經過FSAN聯盟的努力，一個 ATM 化的無源光網絡（APON，ATM-PON）可以利用ATM的集中和統計復用，再結合無源分路器對光纖和光線路終端的共享作用，使性能價格比有重要改進。關于APON在2001年后又被ITU-T命名為寬帶PON（BPON：Broadband-PON），即G.983.x系列建議，使得PON并非僅僅能提供ATM業務。

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然而，實際上，APON/BPON的業務適配提供很復雜，業務提供能力有限，數據傳送速率和效率不高，成本較高，其市場前景隨著ATM技術的衰落而黯淡。最后，從長遠的業務發展趨勢看，APON的可用帶寬仍然不夠。以FTTC為例，盡管典型主干下行速率可達622Mb/s，但由于分路后，實際可分到每個用戶的帶寬將大大減小。按32路計算，每一個分支的可用帶寬僅剩19.5Mb/s, 再按10個用戶共享，則每個用戶僅能分得約2Mb/s的帶寬而已。顯然，這樣的性能價格比是無法滿足網絡和業務的長遠發展需要的。因此，APON/BPON目前幾乎不再使用。我國曾在2000年發布了YD/T 1090《接入網技術要求--基于ATM的無源光網絡（A-PON）》，但在2011也被宣布廢止了。

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2、GPON

吉比特PON（GPON，Gigabit-Capable Passive Optical Networks）或稱千兆PON技術是在各種PON技術的基礎上開發出來的。2001年FSAN聯盟開始研究吉比特高速PON網絡并對其全業務接入、網絡管理等各方面也進行了研究，在此基礎上提交第一個GPON技術標準方案供ITU-T討論。并于2003年1月ITU-T通過兩個有關GPON的新的標準G.984.1和G.984.2。

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按照這一最新標準的規定，GPON可以提供1.244和2.488Gb/s的下行速率，具有高速高效傳輸的特點。而且，GPON采用了兩種封裝方式，除了傳統的ATM外，還在傳輸匯聚層采用了一個全新的基于SDH的標準通用成幀規程GFP（Generic Framing Procedure），這是一種可以透明地高效地將各種數據信號封裝進現有SDH網絡的通用標準信號適配映射技術，可以適應任何用戶信號格式和任何傳輸網絡制式，即可以按固有格式傳送語音、數據和視頻信號，無需附加ATM或IP封裝層，全面體現了業務提供商對業務提供的靈活要求，這種封裝結構也稱之為GPON封裝模式GEM（GPON Encapsulation Mode）。而APON/BPON和EPON/10G-EPON對每種特定業務都需要提供特定的適配方法。由于采用GFP映射，GPON的傳輸匯聚層本質上是同步的，使GPON可以支持端到端的定時和其它準同步業務，特別是可以直接高質量地靈活地支持TDM業務。

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從技術角度，GPON是BPON的繼承和發展。GPON繼承了BPON的很多基本特點，例如兩者都使用同樣的OLT核心技術，使用同樣的物理光纖設施和光功率預算等。另一方面，GPON采用了一些最新的技術成果，除了最重要的GFP封裝外，還包括前向糾錯等新技術。從提供的業務看，GPON不僅可以提供10/100Mb/s、1Gb/s的業務，而且可以提供VLAN業務和語音業務，事實上可以適應任何現有業務和未來新業務的適配要求。總的看，GPON具有下表1-2所示的特點。

表 1-2：GPON技術具有的特點

溫馨提示：GPON與GEPON雖然都可以提供Gb/s或以上的傳輸速率，但兩者是不同的標準制式。因此，也有把GPON稱為GFP-PON，以防與GE-PON的混淆。

3、下一代GPON：NG-PON

為了進一步提高PON系統的數據傳輸速率，在2008年，FSAN與ITU-T啟動了下一代GPON標準NG-PON（Next Generation PON）的研究。NG-PON分為多個階段，第一階段為速率達10Gb/s的PON，稱為NG-PON1；第二階段為速率達40Gb/s的PON，稱為NG-PON2；后一階段為速率更高（如100G/s）的XGS-PON+和NG-PON2+的研究。

2010年，非對稱的10G-PON標準誕生，也就是ITU-T發布的 G.987.x系列建議書，被命名為XG-PON。其下行速率為10 Gb/s，上行速率為2.5 Gb/s；2017年，對稱的10G-PON標準誕生，也就是ITU-T發布的 G.9807.x系列建議書，被命名為XGS-PON（S即Symmetric，代表“對稱）。其上下行速率均為10 Gb/s。2015年，40G-PON標準誕生，也就是ITU-T發布的 G.989.x系列建議書，被直接稱為NG-PON2。實現了40G下行和40G/10G上行，并實現了20km傳輸距離和1:64分光。

欲詳細了解NG-PON相關建議書內容的請進入：G.987.x系列（XG-PON）；G.9807.x系列（XGS-PON）；G.989.x系列（NG-PON2）

10G-PON是在GPON的基礎上演進過來的，因此，10G-PON的應用相對容易。對于OLT只需通過升級主控板卡、寬帶接口板等可以實現對10G PON板卡的支持。對于ONU可繼續使用原ONU或更換為支持10G的ONU即可。對于NG-PON2，其采用的是TWDM PON（Time and Wavelength Division Multiplexed PON）技術方案，TWDM PON采用4/8波長疊加方式，單波長10G TDM，也即該方案采用4個XG-PON以WDM方式混合實現40Gbit/s速率需求，其上行數據流傳輸結構如下圖1-3所示。因此，對于NG-PON2的部署相對于10G-PON要來的不易，需要重新生產和安裝OLT和ONU，以適應路由波長的需要，對ODN也有所影響。

圖 1-3：NG-PON2上行數據流傳輸結構

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二、EPON類

2000年IEEE成立的以太網最后一公里研究組（EFM）推出與Ethernet傳輸協議相配合的PON網絡，即EPON（Ethernet-PON）系統，在2003年被IEEE批準為IEEE 802.3ah協議，其對稱速率可達到1.25Gb/s（GEPON）。EPON在與APON和BPON類似的結構和ITU-T G.983的基礎上，設法保留其精華部分-物理層PON，而以以太網代替ATM作為鏈路層協議，構成一個可以提供更大帶寬、更低成本和更寬業務能力的新的結合體。在IEEE 802.3ah的旗幟下已經形成了千兆以太網PON（EPON）標準。后來，在2006年又有了10Gbit/s速率的EPON（10G-EPON），也就是IEEE 802.3av標準；在2020年又推出了100G-EPON的標準，也就是IEEE 802.3ca標準。

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EPON/10G-EPON與傳統點到點以太網主要不同之處在于工作于點到多點通信方式。其下行方向工作于TDM方式，數據流以變長以太幀方式廣播到ONU，每個ONU根據以太幀的MAC地址，決定取舍。上行方向工作于TDMA方式，來自不同時隙的ONU數據流匯聚到公共光纖設施和OLT。從EPON/10G-EPON的結構上看，其關鍵優點是極大地簡化了傳統的多層重迭網結構，主要特點詳見下表2。

表 2：EPON/10GEPON的主要優點

三、小結

由于GPON、GEPON的主要成本（約70%）都是光接口，因而其硬件成本理應相差不多，傳輸效率是關鍵。GPON無論在擾碼效率、傳輸匯聚層效率、承載協議效率和業務適配效率方面都是最高的，因此其總效率最高，等效系統成本最低。例如假設TDM業務占10%，而數據業務占90%，則GPON的總效率為94%，而APON和EPON分別為72%和49%。總的看，GPON應該具有更廣闊的長遠應用前景。

GPON和EPON/GEPON面臨的共同挑戰詳見下表3。總的看，光纖接入網代表了寬帶接入網的長遠發展方向，各種寬帶光纖接入網都有其最佳使用場合和時機，寬帶點到點有源以太網光纖系統適合在低密度用戶分散地區應用，寬帶點到多點無源光纖系統最適合新建或改建的密集用戶區應用。

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