EPON、GPON、10G-EPON技術(shù)及成本對比

1、POh技術(shù)、本錢分析武漢烽火網(wǎng)絡(luò)有限責(zé)任公司2022年3月目錄一、PON技術(shù)簡介3.二、EPON、GPON 技術(shù)比照4.三、EPON、GPON、10G EPON應(yīng)用場景63.1 GPON技術(shù)較EPON技術(shù)更適用于FTTH場景63.2目前10G EPON技術(shù)適用于FTTB場景 63.3電信運(yùn)營商對PON技術(shù)的選擇8四、FTTH建設(shè)中EPON和GPON本錢分析 94.1本錢分析模型 9.4.2本錢比照1.0PON技術(shù)簡介PON無源光網(wǎng)絡(luò)是指光配線網(wǎng)中不含有任何電子器件及電子電源，ODN全部由光分路器Splitter等無源器件組成，不需要貴重的有源電子設(shè)備。 一個(gè)無源光網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)安裝于中心控制站的

2、光線路終端OLT，以及一批配 套的安裝于用戶場所的光網(wǎng)絡(luò)單元ONUs。在OLT與ONU之間的光配線網(wǎng)ODN包含了光纖以及無源分光器或者耦合器。IFpon : PON專用接口PON系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由中心局的光線路終端 (OLT: Optical Line Terminal)、包含 無源光器件的光分配網(wǎng)(ODN: Optical Distribution Network)、用戶端的光網(wǎng)絡(luò)單 元 / 光網(wǎng)絡(luò)終端(ONU/ONT Optical Network Un it / Optical Network Termi nal)組成， 其區(qū)別為ONU直接位于用戶端，而 ONU與用戶之間還有其它網(wǎng)絡(luò)，如以太

3、網(wǎng) 以及網(wǎng)元管理系統(tǒng)(EMS)組成，通常采用點(diǎn)到多點(diǎn)的樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在下行方向， IP數(shù)據(jù)、語音、視頻等多種業(yè)務(wù)由位于中心局的 OLT，采用播送方式，通過ODN 中的1： N無源光分配器 分配到PON上的所有ONU單元。在上行方向，來自各 個(gè)ONU的多種業(yè)務(wù)信息互不干擾地通過 ODN中的1: N無源光合路器耦合到同 一根光纖，最終送到位于局端 OLT接收端，類似于點(diǎn)到點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。目前主流的應(yīng)用于 FTTH的PON技術(shù)為EPON技術(shù)和GPON技術(shù)，10G EPON技術(shù)主要應(yīng)用于FTTB場景并且目前尚在試商用階段。EPON技術(shù)和GPON 技術(shù)均屬于TDM-PON，TDM-PON的原理圖如以下圖所示。

4、CniUssr下行方向，發(fā)送給各個(gè)ONU的數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)分復(fù)用TDM，承載在下行波 長上一般采用1490nm，連續(xù)的光信號 播送到每個(gè)ONU 上, ONU根據(jù)一定 的標(biāo)識，選取自己所需的數(shù)據(jù)。上行方向，OLT通過多點(diǎn)控制協(xié)議MPCP控制每個(gè)ONU在指定的時(shí)間起始點(diǎn)發(fā)送指定時(shí)間長度的數(shù)據(jù)，這就是時(shí)分多址接 入TDMA協(xié)議。通過TMDA，使多個(gè)ONU能夠共享上行波長一般為1310nm 的帶寬。EPON、GPON技術(shù)比照EPON和GPON是目前業(yè)界主流的FTTH技術(shù)，這兩種技術(shù)的主要技術(shù)指標(biāo)參見下表:EPON IEEE 802.3GPONITU-T G.984實(shí)用上下行速率1250 Mbps/1250

5、Mbps1244 Mbps/ 2488 Mbps線路編碼8B/10BNRZ不歸零編碼帶寬利用率72%92%FTTH分光比1:641:64128光功率衰耗26dB(CLASSB+)28dB/(CLASSC+)30距離/差分距離20KM/20KM20KM/20KM業(yè)務(wù)封裝Anything over Ether netAn yth ing Over GEM加密算法二重?cái)噭?dòng)行標(biāo)、AES-128美標(biāo)AES-128：美標(biāo)EPON IEEE 802.3GPONITU-T G.984DBAfixed、assured best effortFixed assured Non_assured best effor

6、tQoSGEM_PORT/T-Co ntTDM承載方式CESS際標(biāo)準(zhǔn)：PWE3MEF8G.984.3 :Native或 CESTDM性能專線與基站承載專線與基站承載運(yùn)營、維護(hù)CCSA亍標(biāo)+以太網(wǎng)OAMOMCI光纖線路檢測支持支持二者相比，GPON主要有以下技術(shù)優(yōu)勢:1、更高帶寬，更大分光比，更高光功率衰耗：EPON使用8B/10B編碼，本 身就引入了 20%的帶寬損失，1.25Gb/s的線路速率在處理協(xié)議本身之前就只有 1Gb/s, GPON使用擾碼作為線路碼，至改變碼，不增加碼，所以沒有帶寬損失； 因此GPON的帶寬利用率高于EPON，同時(shí)GPON每PON 口下行帶寬可達(dá)2.5G， FTTH

7、網(wǎng)絡(luò)中每PON 口最大覆蓋128戶，平均每戶帶寬可高達(dá)20M，滿足寬帶 業(yè)務(wù)中短期要求。由于發(fā)射光功率和接收靈敏度的差異，采用CLASS B+光模塊， GPON鏈路光功率衰耗比 EPON高2 dB。采用CLASS C+光模塊，GPON鏈路光 功率衰耗可達(dá)30dB，比EPON高4dB。2、更高的QoS和時(shí)鐘同步能力：GPON是全同步系統(tǒng)，傳輸窄帶業(yè)務(wù)時(shí)延 小，時(shí)鐘精度非常高，GPON的QoS帶寬分配機(jī)制更靈活，保護(hù)倒換和維護(hù)管 理等標(biāo)準(zhǔn)定義清晰完善。3、更高效的承載IP業(yè)務(wù)能力：GEM幀的凈荷去范圍為04095字節(jié)，解決 了 APON中ATM信元帶來的承載IP業(yè)務(wù)效率低的弊??；而以太網(wǎng)MAC幀中

8、凈 負(fù)荷區(qū)的范圍僅為461500個(gè)字節(jié)，因此GPON對于IP業(yè)務(wù)的承載能力是相當(dāng) 強(qiáng)的。4、更全面的OAM標(biāo)準(zhǔn)：EPON在OAM標(biāo)準(zhǔn)方面定義了遠(yuǎn)端故障指示、 遠(yuǎn)端環(huán)回控制和鏈路監(jiān)測等根本功能，對于其他高級的OAM功能，那么定義了豐富的廠商擴(kuò)展機(jī)制，讓廠商在具體的設(shè)備中自主增加各種OAM功能。GPON的OAM包括帶寬授權(quán)分配、DBA、鏈路監(jiān)視、保護(hù)倒換、密鑰交換及各種警告功 能，從標(biāo)準(zhǔn)上看，GPON標(biāo)準(zhǔn)定義的OAM信息比EPON的豐富。5、更強(qiáng)大的支持實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)能力：GPON所采用的125微秒周期的幀結(jié)構(gòu)能 對TDM語音業(yè)務(wù)提供直接支持，無論是低速的 E1，還是高速的STM-1，都能 以它們原有格

9、式傳輸，這極大減少了執(zhí)行語音業(yè)務(wù)的時(shí)延及抖動(dòng)。6運(yùn)行、管理、維護(hù)和指配功能強(qiáng)大： GPON借鑒APON中PLOAM信元 的概念，實(shí)現(xiàn)全面的運(yùn)行維護(hù)管理功能，使 GPON作為帶寬綜合接入的解決方 案可運(yùn)營性更好。綜上所述，GPON技術(shù)承載IP業(yè)務(wù)的能力并不遜色于EPON技術(shù)，同時(shí)，GPON的OAM、QoS等能力要優(yōu)于 EPON技術(shù)。三、 EPON、GPON、10G EPON 應(yīng)用場景EPON和GPON技術(shù)主要應(yīng)用于 FTTH場景，10G EPON技術(shù)主要應(yīng)用于FTTB場景，通過升級原有EPON主控和替換EPON PON板，提升OLT覆蓋用 戶容量及用戶帶寬，進(jìn)一步做到“大容量、少局所，下文通過詳

10、細(xì)的案例分析 GPON技術(shù)在FTTH應(yīng)用中的優(yōu)勢以及10G EPON技術(shù)在FTTB應(yīng)用中的優(yōu)勢。GPON技術(shù)較EPOr技術(shù)更適用于FTTH場景假設(shè)FTTH以下場景：每PON 口用戶滿覆蓋，收斂比按照25%考慮。EPON每PON 口可覆蓋64戶，每PON 口帶寬=1250M*0.72=900M，戶均帶 寬=900M/25%/64=56.25M ；GPON 每 PON 口可覆蓋 128戶，每 PON 口帶寬=2500M*0.92=2300M，戶 均帶寬=2300M/25%/128=71.875M;通過以上比照可知，GPON每PON 口覆蓋用戶數(shù)大于 EPON每PON 口覆蓋 用戶數(shù)，且戶均帶寬高于

11、EPONo收斂比可按實(shí)際情況調(diào)整計(jì)算。3.2目前10G EPOf技術(shù)適用于FTTB場景假設(shè)FTTB以下場景：采用24 口 MDU型設(shè)備進(jìn)行FTTB建設(shè)，收斂比按 照25%考慮，基于分光比1:32起始計(jì)算。 用戶帶寬需求5M，那么每臺ONU上行帶寬=5M*24*25% =30M，每PON 口下行帶寬 =30M*32=960MEPONGPON10G EPON是否滿足PON 口下行帶寬要求滿足滿足滿足滿足帶寬的取大分光比1:321:641:256每PON 口可覆蓋用戶數(shù)768戶1536 戶6144 戶 用戶帶寬需求10M ,那么每臺ONU上行帶寬=10M*24*25%=60M ,每PON 口下行帶寬

12、=60M*32=1920MEPONGPON10G EPON是否滿足PON 口下行帶寬要求不滿足滿足滿足滿足帶寬的取大分光比1:321:128每PON 口可覆蓋用戶數(shù)768戶3072 戶 用戶帶寬需求20M，那么每臺ONU上行帶寬=20M*24*25%=120M，每PON口下行帶寬=120M*32=3840MEPONGPON10G EPON是否滿足PON 口下行帶寬要求不滿足不滿足滿足滿足帶寬的取大分光比1:64每PON 口可覆蓋用戶數(shù)1536 戶 用戶帶寬需求50M，那么每臺ONU上行帶寬=50M*24*25%=300M，每PON口下行帶寬=300M*32=9600MEPONGPON10G E

13、PON是否滿足PON 口下行帶寬要求不滿足不滿足滿足滿足帶寬的取大分光比1:32每PON 口可覆蓋用戶數(shù)768戶通過以上分析比擬得知，相同用戶帶寬需求的前提下，10G EPON每PON 口可覆蓋更多的用戶數(shù)。覆蓋相同用戶數(shù)，10G EPON技術(shù)能提供更高的帶寬。因此，10G EPON主要用戶FTTB升級場景。由于芯片本錢的限制，10G EPON技術(shù)暫時(shí)不適用于FTTH技術(shù)，終端ONU本錢為EPON終端ONU本錢的5倍3.3電信運(yùn)營商對PON技術(shù)的選擇?中國電信集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)開展指導(dǎo)意見2022年-2022年?中，明確FTTH/O 采用GPON技術(shù)，GPON互通是推進(jìn)FTTH/O建設(shè)和用戶開展的根底工

14、作之一； ?中國聯(lián)通2022年寬帶接入網(wǎng)建設(shè)指導(dǎo)意見?中，明確各省的 FTTH建設(shè)應(yīng)采 用EPON和GPON技術(shù)，考慮到速率分光比等因素，在新建工程中應(yīng)優(yōu)先選擇 GPON技術(shù)；由于10G PON產(chǎn)業(yè)鏈尚未完全成熟，并考慮目前用戶帶寬需求， 在2022年建設(shè)中暫不采用10G PON技術(shù)進(jìn)行建設(shè)。2022年中國電信集采規(guī)模如下表所示：標(biāo)包OLT端口MDU端口單 FE/GE 口 SFUGPON43萬89萬線1456070臺EPON37萬290萬線254600臺10G EPON4萬70萬線2022年中國電信終端集采規(guī)模如下表所示:標(biāo)包標(biāo)包名稱采購規(guī)模終端合計(jì)標(biāo)包3EPONh行 e8-C1660000

15、臺2830000臺標(biāo)包4、5AP外置型EPON上行e8-C11170000 臺標(biāo)包6GPOIh行 e8-C530000臺3080000臺標(biāo)包7、8AP外置型GPON上行e8-CJ1370000 臺標(biāo)包9GPON上行單FE/GE口 SFU1180000臺2022年、2022年及2022年各大電信運(yùn)營商PON技術(shù)選擇:聯(lián)通移動(dòng)電信2022 年聯(lián)通集團(tuán)第二次 PON集立足 GPON/EPON并開始FTTH規(guī)模部署探聯(lián)通移動(dòng)電信米，EPON/GPON各占一半重，推動(dòng) 10GEPON/10G GPON 成熟并逐步引入索、研究和準(zhǔn)備，制定 北向接口標(biāo)準(zhǔn)，東部地 區(qū)FTTH部署2022 年聯(lián)通集團(tuán)啟動(dòng)全球最

16、大規(guī)模PON集米2500萬線，G/EPO N并重2022年第二次集米，G/EPON并重，傾向GPONFTTH開始規(guī)模部署，10G EPON現(xiàn)場試驗(yàn)，提出寬帶戰(zhàn)略方案，實(shí) 施光網(wǎng)城市工程，全面 提升寬帶接入能力2022 年聯(lián)通集團(tuán)啟動(dòng)第四次集米，GPON超過 EPON2022年第三次集米，新建全部采用GPON10G EPON集采，明確 FTTH采用 GPON技術(shù)， 集米GPON終端146 萬端綜上，電信運(yùn)營商FTTH建設(shè)中，已明確采用GPON技術(shù)。四、FTTH 建設(shè)中EPON和GPON本錢分析4.1本錢分析模型本模型考慮2000戶用戶FTTH覆蓋，分別采用EPON和GPON進(jìn)行本錢比昭八、2000 戶單價(jià)元EPON FTTH1:64分光GPON FTTH1:128 分光數(shù)量總價(jià)元數(shù)量總價(jià)元機(jī)房設(shè)備EPON POr口32GPON PO口16樓道設(shè)備光分路器端口20002000光纜分纖盒個(gè)/50 線4040入戶皮線光纜每戶30米20