无源光网络标准之争

2019-11-03 18:11:38

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供稿：网友

四川赛特-灵通电子有限公司全弘林　　近年来国外对宽带无源网络两种技术标准——APON和EPON引起了争论，它们之间的争论本质上说是核心网中的ATM和ip之争在接入网中的继续。

　　APON标准的形成

　　早在1995年“互联网时代”之前，在人们还不知道IP最终会统治网络第三层协议的时候，几个全球最大的电信运营商——日本电报电话公司（NTT）、英国电信（BT）、法国电信（France Telecom）等，就开始讨论发展一种能支持话音、数据、视频的接入网全业务解决方案。

　　当时有两个符合逻辑的选择：协议层采用ATM，物理层采用PON。

　　经过以21个全球主要电信运营商为主的FSAN（全业务接入网）集团的不懈努力，1998年10月通过了全业务接入网采用的ATM-PON格式标准——ITU-T G.983.1；2000年4月批准其控制通道规范的标准ITU-T G.983.2；2001年又发布了关于波长分配的标准：ITU-T G.983.3，利用波长分配增加业务能力的宽带光接入系统。

　　当前的APON标准G.983的基本特点是：

* 基于ATM信元

* 对称（双向155.52Mb/s）和非对称工作方式（下行622.08Mb/s，上行155.52Mb/s）

* 最多能支持32个用户的光分支，最大传输距离20km

* 单纤或双纤操作

* 利用波长分配增加业务能力

　　该标准是一个良好的开端，它为考核光纤接入设备供应商提出了一种现实的性能要求。世界上有不少厂家已在按此标准生产或开发基于ATM的宽带PON产品，如：Terawave、Quantum Bridge、Alcatel、Lucent/OKI等公司。

　　新生EPON挑起争论

　　虽然已通过了APON标准，但随着技术和网络的发展，最近又开展了EPON的研究和开发，形成了两个竞争集团：基于以太网的PON（EPON）和基于ATM的PON（APON）。EPON一方声称，ATM在接入网中已经过时了、死亡了；而APON一方争辩说，只有ATM才能更好地保证服务质量（QoS）和支持服务等级协议（SLA）。

　　EPON一方的主要观点如下：

　　* 有了标准不一定就能为市场所接受，况且G.983标准并不完善，还需要改进。例如，它还未规定视频业务的标准，它还不能像以太网标准那样使不同厂家的网卡互通。

　　* 未来的网络必定是基于IP或以太网的，经由EPON传输IP是最好的方案（IP over EPON）。它们的理由是：PON仅仅是一种接入技术并非网络技术，而ATM作为一种接入技术显然已经过时了，死亡了。只有用以太网的网络技术加上PON的接入技术构成的EPON，才是光接入网的最佳方案。

　　* 世界上绝大多数数据都是以IP/以太网方式产生的，用APON传送数据还需在IP和ATM信元及SONET/SDH格式之间来回转换，效率低、技术复杂、成本高，不适合向所有用户推广应用。　　* 与APON相反，EPON的基础是以太网，而以太网是当今和未来世界上使用最广泛的网络技术，其相关器件、设备价格最低。用EPON作接入网，成本低、通用性好；免去了IP数据传输的协议和格式转换，效率高，管理简单。

他们的结论当然是“EPON必胜”，而且事实上它已经得到了不少新生电信运营商和厂家的支持。

　　对此，APON一方反驳说：

　　* ATM技术是经过考验和成熟的技术，只有它能更好地支持各种多媒体业务，特别是实时性业务。电信运营商要求其设备能提供有明确保证的业务质量和服务级别，ATM是唯一的选择。

　　* 只有ATM能用单一网络提供所希望的任何宽带和窄带业务，而且ATM技术有完善的操作维护管理系统，能用单一管理系统同时完成端到端的业务监视和带宽管理。

　　* APON已形成公认的国际标准，又有FSAN集团的全世界二十几个主要电信运营商的大力支持，只要大批量生产，成本定能大幅度下降。

　　* 相反，EPON较适合接入和传送IP业务，技术还很不成熟；IP还无法传送高质量保证的实时性业务，无法实现单一网络的全业务接入；同时，以太网还缺乏电信级的网络监视和业务管理。

　　EPON和APON的技术差别

　　EPON和APON最主要的区别表现在帧结构上（EPON和APON的帧结构格式、帧周期长度及打包方式全都不一样），而它们的主要技术差别是：EPON的数据传输是以可变长度的分组进行，最长1,518字节；而APON数据主要是以53字节固定长度的ATM信元方式传输（48字节的净负荷和5字节的开销）。

　　APON支持者声称，他们的系统具有固定长度的帧结构，因而能更快、更有效地同步；而基于IP的EPON方案，则从不知道数据包有多长，必须硬性切断，并按较小的长度重新分组。这是因为，按互联网规定的IP包最大长度为65,535字节，而EPON协议规定的分组包最长为1,518字节。

　　与此对应，EPON支持者争辩说，用APON运载IP业务很难且效率低。APON的分组包必需按每48字节一小段切割，而且每段得加上5字节的字头，所以这种处理方式既费时、复杂、浪费带宽，又增加了额外的成本。

　　谁输谁赢

　　国外为多数人所接受的观点是，现在说谁胜为时过早，谁输谁赢取决于应用的要求和时间的考验。站在公平的立场看，两种解决方案都是需要的。对于传统的电信公司、综合的电信运营商来说，采用的很可能是APON；而在CATV领域，以及对于以数据为中心的新生的电信公司和运营商来说，可能会倾向于采用EPON。这是因为，一般认为APON更能保证质量，并能传送实时业务；而EPON成本较低，更适合IP数据业务的传送。

　　看来大多数人也赞成这样的观点，随着IP的发展普及和技术水平的提高，最终光以太网会在“最后一公里”占据统治地位。因而从长远的观点看，EPON最终会更有优势。

　　EPON新标准与宽带PON的未来发展

　　APON和EPON都属于宽带无源光网络（BPON），它们事实上具有很多无源光网络的共同优点。可以说，APON和EPON之争本质上是核心网中的ATM和IP之争在接入网中的继续。正如ATM和IP技术在核心网中能以MPLS完美结合一样，相信EPON和APON也将会找到它们的结合点。事实上，这场“标准之战”已使我们看到了某些合作的迹象。

　　2001年7月，在IEEE LAN/MAN标准委员会（LMSC）会议上，802.3工作组已批准了“头一英里以太网（Ethernet in the First Mile- EFM）研究组”的工作草案，计划支持三种用户网络拓扑和物理层：点到点的铜线，速度最低10Mb/s，距离至少750m；点到点的光纤，单纤，速度1,000Mb/s，距离至少10km；点到多点的光纤，速度最低1,000Mb/s，距离至少10km。有迹象表明，IEEE的EFM研究组在着手制定点到多点光网络的EPON标准时，将会协调FSAN在这方面的努力。因为G.983的FSAN标准文件并未排除非ATM协议，并留有较大余地。这样，大部分G.983的现有内容都可有效引用，而IEEE 802.3 EFM小组则可着重研究和开发EPON的MAC协议，这是产生EPON标准的最快办法。几个著名大公司都支持EPON over APON，包括Cisco和Nortel。发展EPON的主要厂商，如Alloptic公司也认为，EPON是建立在为APON制定的G.983标准之上的。同样，主要的APON厂家，如Terawave公司也声称能兼容EPON传输，并会很快推出 Gigabit Ethernet和Gigabit PON接口。

　　综上所述，竞争的结果，将很快会出现APON和EPON两种宽带PON标准。我们相信，对应不同标准开发研制的APON和EPON两种产品，会相互借鉴、共同发展，发挥各自的优势，实现全业务接入的梦想。

摘自《通讯世界》

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