随着园区光网络建设的增多,关于EPONGPON的对比也被越来越多园区网络管理者问及,本文将从协议标准角度和技术发展浅谈一下二者的异同。

首先来看看协议标准。

EPONEthernet Passive Optical Network的缩写,即以太网无源光网络。它是由IEEE发起并定义的。IEEE是一个国际性协会,全名电气电子工程师协会,拥有几十万会员,绝大部分是电气、计算机科学、工程学和其他相关学科的工程师、科学家和专业技术人员,在电气及电子工程、计算机及其他技术领域中具有极大的影响力。我们每天所使用的Wi-Fi、以太网等基础协议都是由IEEE制定并发布的。回到EPON协议,从名字就可以看出来,它和以太系出同门,是基于以太的PON技术,或者说是以太和PON的结晶。

与之对应的,GPONGigabit-Capable PON)则是由ITUFSAN主导并定义的。这两个组织的共同点就是都以运营商技术为主要的工作内容。其中,ITU(国际电信联盟)是主管信息通信技术事务的联合国机构,负责分配和管理全球无线电频谱与卫星轨道资源,制定全球电信标准等。我们所熟悉的4G5G这些标准包含哪些协议都要由ITU来拍板裁决。

从主导方的区别可以推论,运营商天然地更亲近GPON,因此全球大部分运营商都会选择GPON作为光网络技术;而EPON则与以太网(也就是现在最主流的园区网络技术)更亲密,这一点也可以从下面的协议封装对比看出来。

下图展示了GPONEPON和以太三种协议的帧封装格式对比,为了便于大家理解,对格式描述进行了简化。

EPON为了适应一个OLT接口对应多个ONU的点到多点通信,对以太帧的前导码进行了重新封装,以标识不同的ONU。除此之外,EPON尽可能保留了原汁原味的以太帧,这使得以太网的报文可以丝滑地通过EPON网络转发,并且继承以太网的功能。

GPON则采用了打包的方式,把整个以太帧作为内层数据封装在GEM载荷中,并不对其进行解析和处理。换句话说,就像打包成快递盒,GPON只管运输以太帧,并不知道里面装的是什么,也没办法基于其内容物进行分类处理。这就使得GPON无法天然地支持以太网特性,只能做一个单纯的快递员。

从封装过程看,EPON也比GPON更加简洁,适应性更好——遮上物理层,这就是一个以太网。

前文提到过,当前的园区网络大部分采用以太网技术——准确地说,在九成以上。这就使得GPON虽然在运营商网络里发展多年,但在进入园区的道路上,必然会比EPON遇到更多曲折,实施更复杂,需要进行更多工作才能使新的GPON园区网络拥有与现有以太网络相同的功能——而这一点恰是EPON所擅长的,所以,在未来的很长一段时间内,EPON依然在园区网络中具有足够的话语权。

俗话说,凡事有一利就有一弊,虽然GPON封装更复杂、封装层次更深,但它通过这种复杂的封装,使得GPON光链路这一段本身具有了更完善的QoS能力(比如:带宽控制更精确),同时在帧结构里预留了OAM域,光链路管理更强。在一般的园区网络中,这一差异可以通过以太网策略弥补,影响可忽略不计;而在大型的复杂网络中,GPON的这一优势则会更加明显。在这个场景下,光网络在转发中具有更重要的作用,EPON需要通过更多网络配置来间接地实现QoS需求,反而使网络开销变大、复杂度提升。EPON网络的规划者应考虑扬长避短,合理地将EPON网络融入到以太网络中,从而避免上述情况。

看完协议标准,再来看看EPONGPON的发展。

目前市面上,PON技术主流速率是10G,关于下一代PON技术的带宽选择,一直是各方关注重点。而EPONGPON阵营则不约而同地选择了50G作为下一代主流速率。IEEE2016年成立了802.3ca 50G-EPON task force工作组,致力于研究更高速率的EPON技术,并在2018年将目标明确为25G/50GITU则稍晚于IEEE,于2018年启动了基于单波长50G PON标准的制定工作,并同样选择了50G作为下一代GPON主流速率。上述两个标准分别在2020年及2021年相继发布。分析机构认为,50G PON技术将在2027年后得到爆发式应用,届时,EPONGPON阵营都已在产品和技术上做好充分的准备,可以满足市场需要。

虽然从下一代技术标准看,EPONGPON还能共存一段日子,但天下大事、分久必合合久必分。两个技术阵营早晚会分出高下,这是有大量历史案例可供借鉴的。但我不认为这种结束会以一方全面溃败的形式,它更可能是一方吸收另一方,甚至是握手言和、合二为一。毕竟EPONGPON各有对方无法取代的优势,仅为了阵营之争而放弃这些价值,是不符合技术发展规律的,这一点同样有大量历史案例可供借鉴。

最后,从未来回到今天,如果把传统以太网络和PON网络比喻成狗和猫,那么EPON技术和GPON技术就是狸花猫和狮子猫,传统以太网切换为PON网络带来的差异与改变远远大于不同PON技术本身的差异,与其忙着争辩到底是狮子猫漂亮还是狸花猫聪明,倒不如先想想怎么让养狗的人也可以更开心更顺利地养猫。当前阶段,PON技术进入园区网络还有诸多挑战:如何能更好地与原有网络融合、适配现有园区业务,如何能让网管人员更容易掌握PON网络的运维方法、更快定位问题,如何能够让最终用户真正享受到PON网络带来的体验提升、而不只是体现在纸面规格数据上,这些都是网络设备商与园区网络建设者需要思考并为之付出巨大努力的。

让我们心怀期望并拭目以待。

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