【IT168 资讯】GPON能够使"第一公里"的接入带宽提高到2Gbps以上，但在中国它却陷入技术领先与无人问津相交织的尴尬。拥有领先GPON技术的中国本土厂商也只好先到北美去拓展市场。相比之下，GPON的兄弟EPON，在中国活得却不错。
什么能让网络设备制造领域里的两个竞争对手准备联手成立一个合资公司？华为和北电网络会告诉你: GPON。
2月1日，华为与北电网络签署了一份备忘录，根据双方签署的内容，北电和华为将成立一个总部设在加拿大渥太华的合资公司，面向全球市场开发并推广新一代的无源光产品和解决方案。
GPON（吉比特无源光网络）是Gigabit Passive Optical Network的缩写，属于无源光网络（PON）技术中的一种。PON主要用于解决宽带最终用户接入终端局的问题，由于这种接入技术使得接入网的局端（OLT）与用户（ONU）之间只需光纤、光分路器等光无源器件，不需租用机房和配备电源，因此被称为无源光网络。
这项技术引起了业界的广泛关注，原因之一是它代表了宽带接入技术的先进发展趋势，其二则是源于它在PON领域的一个孪生兄弟——EPON，针对两者谁更具有发展前途的争论，把它往风口浪尖推了一把。
中国的宽带用户数量正在以每年90%的惊人速度递增，这也使得市场对宽带服务的数量提出了更高的要求。而视频点播、IPTV等对带宽要求较高的网络应用的迅猛发展，则使得用户对宽带接入技术的质量不断增长。越来越多的人，不仅仅满足于现有的ADSL业务所提供的带宽。
这种情况下，一些电信部门积极开拓市场，在现有设备基础上开展超宽带业务。2月初，中国电信率先在江苏推出了下行速率达到12Mbps的超级ADSL上网服务。另外，中国电信已完成了部分ADSL设备的技术改造，可提供最高20Mbps下行速率的ADSL2+业务。
可见，中国对于宽带接入服务的需求是巨大的，但是ADSL能否满足人们的需求？相信有些人已经开始对FTTH（Fiber To The Home），也就是常说的光纤到户接入方式垂涎。的确，有线宽带接入的发展方向是光纤化，无源光网络恰好代表了这个发展方向。目前，中国本土的电信设备供应商（比如华为）已经开发出了GPON产品。但华为也指出，中国本地宽带接入市场还远没有成熟到需要规模发展光纤到户的程度。
尽管如此，无源光网络仍然是非常具有发展前景的一项技术，特别是最新的GPON，它所能够提供的带宽将会比现有的宽带接入技术有大幅的提高。
两种标准同时起跑
1987年英国电信公司的研究人员最早提出了PON的概念。1995年，全业务网络联盟FSAN（Full Service Access Network）成立，旨在共同定义一个通用的PON标准。1998年，国际电信联盟ITU-T工作组，以155Mbps的ATM技术为基础，发布了G.983系列APON（ATM PON）标准。这种标准目前在北美、日本和欧洲应用较多，在这些地区都有APON产品的实际应用。但在中国，ATM本身的推广并不顺利，所以APON在我国几乎没有什么应用。
2000年底，一些设备制造商成立了第一英里以太网联盟（EFMA），提出基于以太网的PON概念——EPON(Ethernet Passive Optical Network)。EFMA还促成电气电子工程师协会（IEEE）在2001年成立第一英里以太网（EFM）小组，开始正式研究包括1.25Gbit/s的EPON在内的EFM相关标准。EPON标准IEEE 802.3ah在2004年6月正式颁布。
2001年底，FSAN更新网页把APON更名为BPON（Broadband PON）。实际上，在2001年1月左右EFMA提出EPON概念的同时，FSAN也已经开始了带宽在1Gbps以上的PON，也就是Gigabit PON标准的研究。2003年3月ITU-T颁布了描述GPON总体特性的G.984.1和ODN物理媒质相关（PMD）子层的G.984.2GPON标准，2004年3月和6月发布了规范传输汇聚（TC）层的G.984.3和运行管理通信接口的G.984.4标准。
从概念提出以及标准正式推出的时间来看，EPON和GPON是处在同一起跑线上的，也许正因为如此，两者目前的竞争也才格外激烈。
宽带到底有多宽
既然是宽带接入技术，它所能提供的带宽肯定是最重要的因素。APON/BPON技术发展较早，所提供的带宽也相对较小，虽然为了满足电信公司不断增长的带宽需求，APON/BPON可以进行升级，但是一般只能升级到下行（从中心局到用户驻地）622Mbps和上行（相反方向）155Mbps，并且在除去ATM开销后，可用（可出售）的带宽只有448Mbps；而按照IEEE的最新成果，EPON支持高达1.25Gbps的带宽……更高的带宽还在后面，GPON支持的下行速率高达2.5Gbps，上行速率从155Mbps到2.5Gbps，这也是GPON相对于其它几种PON技术最大的优势之一。
但是，带宽仍然是一个总体的因素，在网络传输过程中，线路编码、封装以及PON调度工作都会占用一部分带宽，这些开销直接影响到用户可以真正使用到的带宽大小，也最终决定了电信运营商用以盈利的资源——创收带宽的有多少。
EPON的线路编码开销为20%，而GPON在物理层编码采用不归零（NRZ）扰码为线路码，这部分没有引入开销，因此为零。在封装开销方面，EPON的封装开销约为7.4%，GPON的封装开销约为5.8%。而PON调度开销比较复杂，分为上行突发开销、控制协议开销以及空白时隙开销三个部分。在上行周期时间为500us，32个ONU的情况下，EPON的上行突发开销为5.3%，控制协议开销为4.3%，GPON的上行周期固定为125us，这样算出在32个ONU的情况下的上行突发开销为2.0%，控制协议开销为2.1%。但EPON在DBA周期长度为500us的情况下的帧碎片开销约为1%。GPON在时隙长度不足的情况下可以切割帧，但会引入新的封装开销和填充开销，这种开销约为3.8%。
其实，列举令人眼花缭乱的这样一些数字，最后只是想通过计算对两种PON技术的传输效率进行比较。EPON的总传输效率为(1－0.2)×(1－0.058－0.053－0.043－0.01)＝65.6%，也就是说，EPON的可用带宽为1.25G×65.6%＝820M；GPON的总传输效率为1－0.058－0.020－0.021－0.038＝86.3%，1.244Gbps带宽GPON的可用带宽为1.244G×86.3%＝1073M，带宽为2.488Gbps的GPON则可以达到2146M。（见图1）
GPON标准对于带宽的扩展幅度的确惊人，但是需要注意的是，可用带宽的计算由于要涉及到网络业务分布模型、ONU数目以及上行周期等诸多因素，因此不同的假设和算法得出的结论也会有较大的出入。
GPON 东方不亮西方亮
还是那句话，一项技术能否得到推广，技术本身只是一个方面，市场接受程度非常重要。对此，两种同时出现，又针对同一市场的标准，自然会引来不少争论。应该会是仁者见，仁智者见智的局面。
有一种倾向于EPON的观点认为，从两种技术的应用情况来看，GPON由于技术实现复杂，成熟的商业产品还很少，目前还没有规模的商用系统应用；EPON在亚洲地区，尤其是日本使用较多。在芯片方面，EPON继承了以太网"简单即是美"的优良传统。EPON进入门槛很低，容易吸引大批厂商加入EPON产业联盟。GPON芯片功能比较复杂，需要全新设计封装格式，此外，GPON芯片厂商数量太少，芯片价格也难以下降。而且从长远来看，EPON的成本下降速度也会比GPON更快。值得注意的是，今年我国在武汉、杭州、北京、绵阳等许多城市已经开始大量使用EPON系统。
与EPON标准受到的礼遇相比，站出来为GPON说话的人似乎很少。国内主要的PON设备厂商格林威尔公司目前的主要业务集中在EPON标准，自然对GPON没有表现出太多的兴趣，而通信芯片厂商Broadcom也表示，目前没有针对GPON市场做出一个最终的发展战略决策。
看来，GPON在宽带接入业务普及如火如荼的局面下，似乎真的遇到了尴尬。一个真正够"宽"的宽带接入标准，却因为成本和复杂程度而在中国受到了冷落。国内某调研公司的市场分析报告指出， GPON设备少成本高很难实用是不争的事实，而在中国，EPON已经开始迅速走向实用。
该报告还预计，中国PON设备市场将从2006年确定标准后正式启动，在2007-2008年达到高潮，2005-2008年的复合增长将会超过400%，到2008年，国内PON市场有望达到8.8亿元，成为中国光接入市场发展的热点、宽带业务的主要接入方式之一。
但GPON在中国受到的冷遇，并不能代表全球市场的态度。由于北美在APON/BPON时代打下了很好的基础，因此在因电信业务扩展需要而升级设备的时候选择带宽更宽，并且同处在ITU-T框架下的标准也就不足为奇了。
美国三大地方贝尔公司之一的Verizon电信公司，就表示对GPON很感兴趣。该公司的发言人Mark Marchand曾经在接受采访时表示: "我们没有确定电信合作伙伴，也没有明确何时推出这项技术。但是，我们正在进行论证，并在考虑在未来使用GPON技术。"
对于他们来说，从BPON升级到GPON，将无需大规模的改造。采用GPON标准，只需在运营商的中央办公室交换电子和光纤产品。Verizon表示，不会对使用很长时间的 BPON产品进行替换，但GPON技术将在新的网络中使用。
市场研究机构Gartner的分析师Bettina Tratz-Ryan也对GPON的前景发展了自己的看法，他说："这种变化将是革命性的，但没有一种技术会在一夜之间消失，这需要数年时间向网络推行新的内容。"
现在，我们似乎更能明白华为能够与竞争对手北电合作的原因，华为的GPON系列产品不能在国内市场得到充分的发展和完善，而国外，尤其是北美的GPON市场已经开始规模性启动，特别是海外IPTV业务的开展加速了光纤到户的需求。因此华为可以借助北电在北美的影响力，推广其产品，开拓自己的市场，而对北电网络来说，将能助其快速进入宽带市场。GPON让两个竞争对手联手合作，只是不知道，它何时才能在中国开花结果。
来源：《信息系统工程》
