GPON OLT 光模块和EPON OLT 光模块的区别

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GPON OLT 光模块和EPON OLT 光模块的区别

一、光模块对比

EPON OLT 光模块，是 1.25G 连续下行和 1.25G 突发上行，遵循IEEE802.3ah 标准；当然也有选用 2*Gigabit Ethernet 即 2.5G 下行以扩大 下行带宽， 这是很取巧的做法，成本一致，而带宽翻番，这是因为，EPON OLT 光模块的发射机电路和激光器，GPON OLT 光模块的，其实是一样的。

GPON OLT 光模块，是 2.488G 连续下行和 1.244G 突发上行，遵循 ITU-T984.2 标准。

所以两种光模块的区别，主要在于突发接收机性能差异。

先从管脚定义上看， EPON OLT 光模块的接收机是 RxLOS 指示输出（即无光时 RxLOS=1），无 RxReset 复位输入。GPON OLT 光模块的接收机是 RxSD 指示输出（即有光时 RxSD=1），有 RxReset 复位输入。注意 EPON OLT 光模 块的 RSSI_Trigger 管脚在金手指上的位置，和 GPON OLT 光模块的位置是不同的。而HW的OLT 线卡比较智能，比如GPON OLT 光模块插到HW EPON OLT 线卡上也能工作。

就是这个从线卡输入到 GPON OLT 光模块的 RxReset 同步复位信号（这里的同步，是指 RxReset 脉冲信号， 是恰恰落在两个光猫的光包中间（注册期间）， 或下一个光猫光包的开始部分（工作期间）），导致了接收机的性能差异。下图HW的 GPON OLT 在注册上之后的对光模块的时序要求。

上图可见，GPON OLT 光模块的 RxReset 信号，在其高电平时复位光模块接收机， 使接收机的判决电平可以快速恢复倒一个平均判决电压值（因为不同光 猫的输入光，强度是不一样的， 前后两个 GPON ONU 光猫的输入光强（动态范围）可以高达 15dB ，当面对不同的光猫的输入光时 GPON OLT 光模块的判决 电平是变化的。这里的判决电平， 是用于比较突发 TIA 输入到突发 LA 的电信号 的一个比较器的判决端口上的值。想象一下，强光导致 TIA 输出电信号的峰峰值 很大， 而弱光导致 TIA 输出电信号的峰峰值很小， 所以面对不同峰峰值大小的电 信号， 就需要在比较器的判决端口上搞一个合适电压值的判决电平， 这样比较器 才能输出正确的 1 或 0 信号，否则光信号到电信号的转换值就乱套了）。

上图可见，RxReset 脉冲发生在 ONU发给OLT的光信号是 Preamble signal 区间（即 0101 信号，这是方便突发接收机建立起正确的判决电平用的信号）。

判决电平建立快， 则 RxSD 指示信号也就来得快了，这个 Rx_SD会输出到 OLT 线卡的 MAC 芯片， 可以帮助 MAC 芯片快速识别 OLT 光模块输出的电信号， 这样一来， GPON OLT 系统对 Preamble signal 的长度，就比 EPON OLT 系统对 Preamble signal 的长度的要求，显著缩短了。这是因为， EPON OLT 光模块没 有这个复位信号，它的判决电平值， 假设上一个光猫输入光很强，则当前判决电压值较大，遇到下一个光猫的输入光很弱（EPON OLT 光模块的动态范围更是 高达 24dB 或更大）时， EPON OLT 光模块就需要很长时间的 Preamble signal 来帮助自己建立起一个较小判决电压值的判决电平。

结论就是，虽然 GPON和EPON 都是千兆上行的光包，但是 GPON OLT的 Preamble signal 较短，且两个 ONU 光包之间的间距 GuardTime 也可以更短， 所以GPON OLT 的有效带宽利用率就比 EPON OLT 高了很多。另一个佐证就是，GPON OLT 光模块输出的突发光包接收指示信号 RxSD 来得很快是十几ns，而 EPON OLT 光模块的突发光包接收指示信号RxLOS 来得较慢是几百ns级的（这 意味着 EPON ONU 发出来的无用光信号 Preamble signal 就更长一点）。

二、系统对比

转至一段网上的一段，对比两种系统的优劣（略有修改）：

1 .速率

EPON 提供固定上下行 1.25Gbps，采用 8b/10b 线路编码，实际速率为 1Gbps。

GPON 支持多种速率等级，可以支持上下行不对称速率，下行 2.488Gbps，上行 1.244Gbps。

本项结论：GPON优于EPON。

2 .分路比

EPON标准定义分路比 1:32。

GPON标准定义分路比下列几种 1:32；1:64；1:128

分路比即一个 OLT 端口(局端)带多少个 ONU(用户端)。其实，技术上EPON 系统也可以做到更高的分路比，如1：64 ，1:128 ，EPON 的控制协议可以支持 更多的ONU。分路比主要是受光模块性能指标的限制，大的分路比会造成光模 块成本大幅度上升；另外，PON插入损失15～18dB，大的分路比会降低传输距离；过多的用户分享带宽也是大分路比的代价。

本项结论：GPON提供多选择性，但是成本上考虑优势并不明显最大传送 距离 GPON系统可支持的最大物理距离，当光分路比为1:16 时，应支持20km的最大物理距离；当光分路比为 1:32时，应支持10km 的最大物理距离。EPON与此相同。

本项结论：相等。

3 .QOS(Quality of Service)

EPON 在 MAC 层 Ethernet 包头增加了 64 字节的 MPCP 多点控制协议(multipointcontrolprotocol) ，MPCP 通过消息、状态机和定时器来控制访问 P2MP 点到多点的拓扑结构，实现 DBA 动态带宽分配。MPCP 涉及的内容包括 ONU 发送时隙的分配、ONU 的自动发现和加入、向高层报告拥塞情况以便动态 分配带宽。MPCP 提供了对 P2MP 拓扑架构的基本支持，但是协议中并没有对业务的优先级进行分类处理，所有的业务随机的竞争着带宽， GPON 则拥有更 加完善的 DBA，具有优秀 QoS 服务能力。

GPON 将业务带宽分配方式分成 4 种类型，优先级从高到低分别是固定带 宽(Fixed)、保证带宽(Assured)、非保证带宽(Non-Assured)和尽力而为带宽(BestEffort) 。DBA 又定义了业务容器(trafficcontainer ，T-CONT)作为上行流量 调度单位，每个T-CONT 由 Alloc-ID 标识。每个 T-CONT 可包含一个或多个

GEMPort-ID。T-CONT 分为 5 种业务类型， 不同类型的 T-CONT 具有不同的带宽分配方式，可以满足不同业务流对时延、抖动、丢包率等不同的 QoS 要求。

T-CONT的特点

类型1的特点是固定带宽固定时隙，对应固定带宽(Fixed)分配，适合对时延敏感的业务，如话音业务；

类型2的特点是固定带宽但时隙不确定， 对应 保证带宽(Assured)分配，适合对抖动要求不高的固定带宽业务，如视频点播业务；

类型3的特点是有最小带宽保证又能够动态共享富余带宽， 并有最大带宽的 约束，对应非保证带宽(Non-Assured)分配， 适合于有服务保证要求而又突发流 量较大的业务， 如下载业务；

类型4的特点是尽力而为(BestEffort)，无带宽保证， 适合于时延和抖动要求不高的业务， 如 WEB 浏览业务；

类型5是组合类型， 在 分配完保证和非保证带宽后，额外的带宽需求尽力而为进行分配。

本项结论： GPON 优于 EPON

4.链路层 装和多业务支持

EPON 沿用了简单的以太网数据格式，只是在以太网包头增加了 64 字节的 MPCP 点到多点控制协议来实现 EPON系统中的带宽分配，带宽轮讯，自动发现，测距等工作。对于数据业务以外的业务(如 TDM 同步业务)的支持没有作过多研究，很多 EPON 厂家开发了一些非标准的产品来解决这个问题，但是都不理想，很难满足电信级的 QoS 要求。

GPON 基于完全新的传输融合(TC)层，该子层能够完成对高层多样性业务的适配，定义了 ATM 装和 GFP 装(通用成帧协议)，可以选择二者之一进行业务装。鉴于目前 ATM 应用并不普及，于是一种只支持 GFP 装的 GPON。lite 设备应运而生，它把 ATM 从协议栈中去除以降低成本。

GFP 是一种通用的适用于多种业务的链路层规程， ITU 定义为G。7041 。GPON 中对GFP 作了少量的修改， 在 GFP 帧的头部引入了 PortID，用于支持 多端口复用；还引入了 Frag(Fragment)分段指示以提高系统的有效带宽。并且只支持面向变长数据的数据处理模式而不支持面向数据块的数据透明处理模式， GPON 具有强大的多业务承载能力。GPON 的 TC 层本质上是同步的，使用了标准的 8kHz(125μm)定长帧， 这使GPON 可以支持端到端的定时和其他准同步 业务， 特别是可以直接支持 TDM 业务， 就是所谓的 NativeTDM，GPON 对 TDM 业务具备“天然” 的支持。

本项结论：对多业务的支持 GPON 的 TC 层要比 EPON 的 MPCP 强大。

GPON OLT 光模块和EPON OLT 光模块的区别

一、光模块对比

EPON OLT 光模块，是 1.25G 连续下行和 1.25G 突发上行，遵循IEEE802.3ah 标准；当然也有选用 2*Gigabit Ethernet 即 2.5G 下行以扩大 下行带宽， 这是很取巧的做法，成本一致，而带宽翻番，这是因为，EPON OLT 光模块的发射机电路和激光器，GPON OLT 光模块的，其实是一样的。

GPON OLT 光模块，是 2.488G 连续下行和 1.244G 突发上行，遵循 ITU-T984.2 标准。

所以两种光模块的区别，主要在于突发接收机性能差异。

先从管脚定义上看， EPON OLT 光模块的接收机是 RxLOS 指示输出（即无光时 RxLOS=1），无 RxReset 复位输入。GPON OLT 光模块的接收机是 RxSD 指示输出（即有光时 RxSD=1），有 RxReset 复位输入。注意 EPON OLT 光模 块的 RSSI_Trigger 管脚在金手指上的位置，和 GPON OLT 光模块的位置是不同的。而HW的OLT 线卡比较智能，比如GPON OLT 光模块插到HW EPON OLT 线卡上也能工作。

就是这个从线卡输入到 GPON OLT 光模块的 RxReset 同步复位信号（这里的同步，是指 RxReset 脉冲信号， 是恰恰落在两个光猫的光包中间（注册期间）， 或下一个光猫光包的开始部分（工作期间）），导致了接收机的性能差异。下图HW的 GPON OLT 在注册上之后的对光模块的时序要求。

上图可见，GPON OLT 光模块的 RxReset 信号，在其高电平时复位光模块接收机， 使接收机的判决电平可以快速恢复倒一个平均判决电压值（因为不同光 猫的输入光，强度是不一样的， 前后两个 GPON ONU 光猫的输入光强（动态范围）可以高达 15dB ，当面对不同的光猫的输入光时 GPON OLT 光模块的判决 电平是变化的。这里的判决电平， 是用于比较突发 TIA 输入到突发 LA 的电信号 的一个比较器的判决端口上的值。想象一下，强光导致 TIA 输出电信号的峰峰值 很大， 而弱光导致 TIA 输出电信号的峰峰值很小， 所以面对不同峰峰值大小的电 信号， 就需要在比较器的判决端口上搞一个合适电压值的判决电平， 这样比较器 才能输出正确的 1 或 0 信号，否则光信号到电信号的转换值就乱套了）。

上图可见，RxReset 脉冲发生在 ONU发给OLT的光信号是 Preamble signal 区间（即 0101 信号，这是方便突发接收机建立起正确的判决电平用的信号）。

判决电平建立快， 则 RxSD 指示信号也就来得快了，这个 Rx_SD会输出到 OLT 线卡的 MAC 芯片， 可以帮助 MAC 芯片快速识别 OLT 光模块输出的电信号， 这样一来， GPON OLT 系统对 Preamble signal 的长度，就比 EPON OLT 系统对 Preamble signal 的长度的要求，显著缩短了。这是因为， EPON OLT 光模块没 有这个复位信号，它的判决电平值， 假设上一个光猫输入光很强，则当前判决电压值较大，遇到下一个光猫的输入光很弱（EPON OLT 光模块的动态范围更是 高达 24dB 或更大）时， EPON OLT 光模块就需要很长时间的 Preamble signal 来帮助自己建立起一个较小判决电压值的判决电平。

结论就是，虽然 GPON和EPON 都是千兆上行的光包，但是 GPON OLT的 Preamble signal 较短，且两个 ONU 光包之间的间距 GuardTime 也可以更短， 所以GPON OLT 的有效带宽利用率就比 EPON OLT 高了很多。另一个佐证就是，GPON OLT 光模块输出的突发光包接收指示信号 RxSD 来得很快是十几ns，而 EPON OLT 光模块的突发光包接收指示信号RxLOS 来得较慢是几百ns级的（这 意味着 EPON ONU 发出来的无用光信号 Preamble signal 就更长一点）。

二、系统对比

转至一段网上的一段，对比两种系统的优劣（略有修改）：

1 .速率

EPON 提供固定上下行 1.25Gbps，采用 8b/10b 线路编码，实际速率为 1Gbps。

GPON 支持多种速率等级，可以支持上下行不对称速率，下行 2.488Gbps，上行 1.244Gbps。

本项结论：GPON优于EPON。

2 .分路比

EPON标准定义分路比 1:32。

GPON标准定义分路比下列几种 1:32；1:64；1:128

分路比即一个 OLT 端口(局端)带多少个 ONU(用户端)。其实，技术上EPON 系统也可以做到更高的分路比，如1：64 ，1:128 ，EPON 的控制协议可以支持 更多的ONU。分路比主要是受光模块性能指标的限制，大的分路比会造成光模 块成本大幅度上升；另外，PON插入损失15～18dB，大的分路比会降低传输距离；过多的用户分享带宽也是大分路比的代价。

本项结论：GPON提供多选择性，但是成本上考虑优势并不明显最大传送 距离 GPON系统可支持的最大物理距离，当光分路比为1:16 时，应支持20km的最大物理距离；当光分路比为 1:32时，应支持10km 的最大物理距离。EPON与此相同。

本项结论：相等。

3 .QOS(Quality of Service)

EPON 在 MAC 层 Ethernet 包头增加了 64 字节的 MPCP 多点控制协议(multipointcontrolprotocol) ，MPCP 通过消息、状态机和定时器来控制访问 P2MP 点到多点的拓扑结构，实现 DBA 动态带宽分配。MPCP 涉及的内容包括 ONU 发送时隙的分配、ONU 的自动发现和加入、向高层报告拥塞情况以便动态 分配带宽。MPCP 提供了对 P2MP 拓扑架构的基本支持，但是协议中并没有对业务的优先级进行分类处理，所有的业务随机的竞争着带宽， GPON 则拥有更 加完善的 DBA，具有优秀 QoS 服务能力。

GPON 将业务带宽分配方式分成 4 种类型，优先级从高到低分别是固定带 宽(Fixed)、保证带宽(Assured)、非保证带宽(Non-Assured)和尽力而为带宽(BestEffort) 。DBA 又定义了业务容器(trafficcontainer ，T-CONT)作为上行流量 调度单位，每个T-CONT 由 Alloc-ID 标识。每个 T-CONT 可包含一个或多个

GEMPort-ID。T-CONT 分为 5 种业务类型， 不同类型的 T-CONT 具有不同的带宽分配方式，可以满足不同业务流对时延、抖动、丢包率等不同的 QoS 要求。

T-CONT的特点

类型1的特点是固定带宽固定时隙，对应固定带宽(Fixed)分配，适合对时延敏感的业务，如话音业务；

类型2的特点是固定带宽但时隙不确定， 对应 保证带宽(Assured)分配，适合对抖动要求不高的固定带宽业务，如视频点播业务；

类型3的特点是有最小带宽保证又能够动态共享富余带宽， 并有最大带宽的 约束，对应非保证带宽(Non-Assured)分配， 适合于有服务保证要求而又突发流 量较大的业务， 如下载业务；

类型4的特点是尽力而为(BestEffort)，无带宽保证， 适合于时延和抖动要求不高的业务， 如 WEB 浏览业务；

类型5是组合类型， 在 分配完保证和非保证带宽后，额外的带宽需求尽力而为进行分配。

本项结论： GPON 优于 EPON

4.链路层 装和多业务支持

EPON 沿用了简单的以太网数据格式，只是在以太网包头增加了 64 字节的 MPCP 点到多点控制协议来实现 EPON系统中的带宽分配，带宽轮讯，自动发现，测距等工作。对于数据业务以外的业务(如 TDM 同步业务)的支持没有作过多研究，很多 EPON 厂家开发了一些非标准的产品来解决这个问题，但是都不理想，很难满足电信级的 QoS 要求。

GPON 基于完全新的传输融合(TC)层，该子层能够完成对高层多样性业务的适配，定义了 ATM 装和 GFP 装(通用成帧协议)，可以选择二者之一进行业务装。鉴于目前 ATM 应用并不普及，于是一种只支持 GFP 装的 GPON。lite 设备应运而生，它把 ATM 从协议栈中去除以降低成本。

GFP 是一种通用的适用于多种业务的链路层规程， ITU 定义为G。7041 。GPON 中对GFP 作了少量的修改， 在 GFP 帧的头部引入了 PortID，用于支持 多端口复用；还引入了 Frag(Fragment)分段指示以提高系统的有效带宽。并且只支持面向变长数据的数据处理模式而不支持面向数据块的数据透明处理模式， GPON 具有强大的多业务承载能力。GPON 的 TC 层本质上是同步的，使用了标准的 8kHz(125μm)定长帧， 这使GPON 可以支持端到端的定时和其他准同步 业务， 特别是可以直接支持 TDM 业务， 就是所谓的 NativeTDM，GPON 对 TDM 业务具备“天然” 的支持。

本项结论：对多业务的支持 GPON 的 TC 层要比 EPON 的 MPCP 强大。

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