GPON OLT 光模塊和EPON OLT 光模塊的區(qū)別

一、光模塊對(duì)比

EPON OLT 光模塊，是 1.25G 連續(xù)下行和 1.25G 突發(fā)上行，遵循IEEE802.3ah 標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)然也有選用 2*Gigabit Ethernet 即 2.5G 下行以擴(kuò)大 下行帶寬， 這是很取巧的做法，成本一致，而帶寬翻番，這是因?yàn)?，EPON OLT 光模塊的發(fā)射機(jī)電路和激光器，GPON OLT 光模塊的，其實(shí)是一樣的。

GPON OLT 光模塊，是 2.488G 連續(xù)下行和 1.244G 突發(fā)上行，遵循 ITU-T984.2 標(biāo)準(zhǔn)。

所以兩種光模塊的區(qū)別，主要在于突發(fā)接收機(jī)性能差異。

先從管腳定義上看， EPON OLT 光模塊的接收機(jī)是 RxLOS 指示輸出（即無(wú)光時(shí) RxLOS=1），無(wú) RxReset 復(fù)位輸入。GPON OLT 光模塊的接收機(jī)是 RxSD 指示輸出（即有光時(shí) RxSD=1），有 RxReset 復(fù)位輸入。注意 EPON OLT 光模 塊的 RSSI_Trigger 管腳在金手指上的位置，和 GPON OLT 光模塊的位置是不同的。而HW的OLT 線卡比較智能，比如GPON OLT 光模塊插到HWEPON OLT 線卡上也能工作。

就是這個(gè)從線卡輸入到 GPON OLT 光模塊的 RxReset 同步復(fù)位信號(hào)（這里的同步，是指 RxReset 脈沖信號(hào)， 是恰恰落在兩個(gè)光貓的光包中間（注冊(cè)期間）， 或下一個(gè)光貓光包的開(kāi)始部分（工作期間）），導(dǎo)致了接收機(jī)的性能差異。下圖HW的 GPON OLT 在注冊(cè)上之后的對(duì)光模塊的時(shí)序要求。

上圖可見(jiàn)，GPON OLT 光模塊的RxReset 信號(hào)，在其高電平時(shí)復(fù)位光模塊接收機(jī)，使接收機(jī)的判決電平可以快速恢復(fù)倒一個(gè)平均判決電壓值（因?yàn)椴煌庳埖妮斎牍猓瑥?qiáng)度是不一樣的， 前后兩個(gè)GPON ONU 光貓的輸入光強(qiáng)（動(dòng)態(tài)范圍）可以高達(dá) 15dB ，當(dāng)面對(duì)不同的光貓的輸入光時(shí) GPON OLT 光模塊的判決 電平是變化的。這里的判決電平， 是用于比較突發(fā) TIA 輸入到突發(fā) LA 的電信號(hào) 的一個(gè)比較器的判決端口上的值。想象一下，強(qiáng)光導(dǎo)致 TIA 輸出電信號(hào)的峰峰值 很大， 而弱光導(dǎo)致 TIA 輸出電信號(hào)的峰峰值很小， 所以面對(duì)不同峰峰值大小的電 信號(hào)， 就需要在比較器的判決端口上搞一個(gè)合適電壓值的判決電平， 這樣比較器 才能輸出正確的 1 或 0 信號(hào)，否則光信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換值就亂套了）。

上圖可見(jiàn)，RxReset 脈沖發(fā)生在 ONU發(fā)給OLT的光信號(hào)是 Preamble signal 區(qū)間（即 0101 信號(hào)，這是方便突發(fā)接收機(jī)建立起正確的判決電平用的信號(hào)）。

判決電平建立快， 則 RxSD 指示信號(hào)也就來(lái)得快了，這個(gè) Rx_SD會(huì)輸出到 OLT 線卡的 MAC 芯片， 可以幫助 MAC 芯片快速識(shí)別 OLT 光模塊輸出的電信號(hào)， 這樣一來(lái)， GPON OLT 系統(tǒng)對(duì) Preamble signal 的長(zhǎng)度，就比 EPON OLT 系統(tǒng)對(duì) Preamble signal 的長(zhǎng)度的要求，顯著縮短了。這是因?yàn)椋?EPON OLT 光模塊沒(méi) 有這個(gè)復(fù)位信號(hào)，它的判決電平值， 假設(shè)上一個(gè)光貓輸入光很強(qiáng)，則當(dāng)前判決電壓值較大，遇到下一個(gè)光貓的輸入光很弱（EPON OLT 光模塊的動(dòng)態(tài)范圍更是 高達(dá) 24dB 或更大）時(shí)， EPON OLT 光模塊就需要很長(zhǎng)時(shí)間的 Preamble signal 來(lái)幫助自己建立起一個(gè)較小判決電壓值的判決電平。

結(jié)論就是，雖然 GPON和EPON 都是千兆上行的光包，但是 GPON OLT的 Preamble signal 較短，且兩個(gè) ONU 光包之間的間距 GuardTime 也可以更短， 所以GPON OLT 的有效帶寬利用率就比 EPON OLT 高了很多。另一個(gè)佐證就是，GPON OLT 光模塊輸出的突發(fā)光包接收指示信號(hào) RxSD 來(lái)得很快是十幾ns，而 EPON OLT 光模塊的突發(fā)光包接收指示信號(hào)RxLOS 來(lái)得較慢是幾百ns級(jí)的（這 意味著 EPON ONU 發(fā)出來(lái)的無(wú)用光信號(hào) Preamble signal 就更長(zhǎng)一點(diǎn)）。

二、系統(tǒng)對(duì)比

轉(zhuǎn)至一段網(wǎng)上的一段，對(duì)比兩種系統(tǒng)的優(yōu)劣（略有修改）：

1 .速率

EPON 提供固定上下行 1.25Gbps，采用 8b/10b 線路編碼，實(shí)際速率為 1Gbps。

GPON 支持多種速率等級(jí)，可以支持上下行不對(duì)稱速率，下行 2.488Gbps，上行 1.244Gbps。

本項(xiàng)結(jié)論：GPON優(yōu)于EPON。

2 .分路比

EPON標(biāo)準(zhǔn)定義分路比 1:32。

GPON標(biāo)準(zhǔn)定義分路比下列幾種 1:32；1:64；1:128

分路比即一個(gè) OLT 端口(局端)帶多少個(gè) ONU(用戶端)。其實(shí)，技術(shù)上EPON 系統(tǒng)也可以做到更高的分路比，如1：64 ，1:128 ，EPON 的控制協(xié)議可以支持 更多的ONU。分路比主要是受光模塊性能指標(biāo)的限制，大的分路比會(huì)造成光模 塊成本大幅度上升；另外，PON插入損失15～18dB，大的分路比會(huì)降低傳輸距離；過(guò)多的用戶分享帶寬也是大分路比的代價(jià)。

本項(xiàng)結(jié)論：GPON提供多選擇性，但是成本上考慮優(yōu)勢(shì)并不明顯最大傳送 距離 GPON系統(tǒng)可支持的最大物理距離，當(dāng)光分路比為1:16 時(shí)，應(yīng)支持20km的最大物理距離；當(dāng)光分路比為 1:32時(shí)，應(yīng)支持10km 的最大物理距離。EPON與此相同。

本項(xiàng)結(jié)論：相等。

3 .QOS(Quality of Service)

EPON 在 MAC 層 Ethernet 包頭增加了 64 字節(jié)的 MPCP 多點(diǎn)控制協(xié)議(multipointcontrolprotocol) ，MPCP 通過(guò)消息、狀態(tài)機(jī)和定時(shí)器來(lái)控制訪問(wèn) P2MP 點(diǎn)到多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn) DBA 動(dòng)態(tài)帶寬分配。MPCP 涉及的內(nèi)容包括 ONU 發(fā)送時(shí)隙的分配、ONU 的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和加入、向高層報(bào)告擁塞情況以便動(dòng)態(tài) 分配帶寬。MPCP 提供了對(duì) P2MP 拓?fù)浼軜?gòu)的基本支持，但是協(xié)議中并沒(méi)有對(duì)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行分類處理，所有的業(yè)務(wù)隨機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)著帶寬， GPON 則擁有更 加完善的 DBA，具有優(yōu)秀 QoS 服務(wù)能力。

GPON 將業(yè)務(wù)帶寬分配方式分成 4 種類型，優(yōu)先級(jí)從高到低分別是固定帶 寬(Fixed)、保證帶寬(Assured)、非保證帶寬(Non-Assured)和盡力而為帶寬(BestEffort) 。DBA 又定義了業(yè)務(wù)容器(trafficcontainer ，T-CONT)作為上行流量 調(diào)度單位，每個(gè)T-CONT 由 Alloc-ID 標(biāo)識(shí)。每個(gè) T-CONT 可包含一個(gè)或多個(gè)

GEMPort-ID。T-CONT 分為 5 種業(yè)務(wù)類型， 不同類型的 T-CONT 具有不同的帶寬分配方式，可以滿足不同業(yè)務(wù)流對(duì)時(shí)延、抖動(dòng)、丟包率等不同的 QoS 要求。

T-CONT的特點(diǎn)

類型1的特點(diǎn)是固定帶寬固定時(shí)隙，對(duì)應(yīng)固定帶寬(Fixed)分配，適合對(duì)時(shí)延敏感的業(yè)務(wù)，如話音業(yè)務(wù)；

類型2的特點(diǎn)是固定帶寬但時(shí)隙不確定， 對(duì)應(yīng) 保證帶寬(Assured)分配，適合對(duì)抖動(dòng)要求不高的固定帶寬業(yè)務(wù)，如視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)；

類型3的特點(diǎn)是有最小帶寬保證又能夠動(dòng)態(tài)共享富余帶寬， 并有最大帶寬的 約束，對(duì)應(yīng)非保證帶寬(Non-Assured)分配， 適合于有服務(wù)保證要求而又突發(fā)流 量較大的業(yè)務(wù)， 如下載業(yè)務(wù)；

類型4的特點(diǎn)是盡力而為(BestEffort)，無(wú)帶寬保證， 適合于時(shí)延和抖動(dòng)要求不高的業(yè)務(wù)， 如 WEB 瀏覽業(yè)務(wù)；

類型5是組合類型， 在 分配完保證和非保證帶寬后，額外的帶寬需求盡力而為進(jìn)行分配。

本項(xiàng)結(jié)論： GPON 優(yōu)于 EPON

4.鏈路層 裝和多業(yè)務(wù)支持

EPON 沿用了簡(jiǎn)單的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，只是在以太網(wǎng)包頭增加了 64 字節(jié)的 MPCP 點(diǎn)到多點(diǎn)控制協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn) EPON系統(tǒng)中的帶寬分配，帶寬輪訊，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)，測(cè)距等工作。對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以外的業(yè)務(wù)(如 TDM 同步業(yè)務(wù))的支持沒(méi)有作過(guò)多研究，很多 EPON 廠家開(kāi)發(fā)了一些非標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，但是都不理想，很難滿足電信級(jí)的 QoS 要求。

GPON 基于完全新的傳輸融合(TC)層，該子層能夠完成對(duì)高層多樣性業(yè)務(wù)的適配，定義了 ATM 裝和 GFP 裝(通用成幀協(xié)議)，可以選擇二者之一進(jìn)行業(yè)務(wù)裝。鑒于目前 ATM 應(yīng)用并不普及，于是一種只支持 GFP 裝的 GPON。lite 設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，它把 ATM 從協(xié)議棧中去除以降低成本。

GFP 是一種通用的適用于多種業(yè)務(wù)的鏈路層規(guī)程， ITU 定義為G。7041 。GPON 中對(duì)GFP 作了少量的修改， 在 GFP 幀的頭部引入了 PortID，用于支持 多端口復(fù)用；還引入了 Frag(Fragment)分段指示以提高系統(tǒng)的有效帶寬。并且只支持面向變長(zhǎng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理模式而不支持面向數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)透明處理模式， GPON 具有強(qiáng)大的多業(yè)務(wù)承載能力。GPON 的 TC 層本質(zhì)上是同步的，使用了標(biāo)準(zhǔn)的 8kHz(125μm)定長(zhǎng)幀， 這使GPON 可以支持端到端的定時(shí)和其他準(zhǔn)同步 業(yè)務(wù)， 特別是可以直接支持 TDM 業(yè)務(wù)， 就是所謂的 NativeTDM，GPON 對(duì) TDM 業(yè)務(wù)具備“天然” 的支持。

本項(xiàng)結(jié)論：對(duì)多業(yè)務(wù)的支持 GPON 的 TC 層要比 EPON 的 MPCP 強(qiáng)大。

審核編輯 黃宇