通俗语言讲解PON

 

我是小PON，当我来到这个世上的时候，我是做为一个新事物出现的。有不少人喜欢我，也有人不中意我。现在我已经慢慢长大了。可是，我还有很多事情不明白。我不知道为什么大家都叫我小PON，我的爸爸妈妈是谁？他们都在哪里？我不知道，我有哪些兄弟姐妹？我甚至不知道，为什么会有我的出现，我不知道我该往哪里去？我也不知道，我长得什么模样？我独自在街上漫步目的地走着走着，这时候前面一位鹤发童颜的长者朝我走来，对我说：“你是小PON吗？”我说：“是的，我是小PON”长者接着说：“现在有很重要的事情要交给你，你到前面的一个叫“最后一公里”的地方就知道了。
    最后一公里村？重要的事情?…正想着，，我还有很多问题要问这位长者，抬头一看，怎么不见了。我四处寻找，也没有看到刚才那位长者。只有他说的话还留在我的耳边，最后一公里村？也没有别的事情可以做，我试着打听往最后一公里村的路怎么走。一路上遇到了很多人，他们都告诉我同一句话，说这件事很重要，我一定要去做。路上遇到两位叫WAN（骨干网）和MAN（城域网）的好心人，他们带我到了最后一公里村的入口（接入网）。整个村子里，一片热闹的景象。
慢慢地我和村子里的人混熟了。
我想告诉大家的是这个村子里有三个小朋友的名字都和我很相近，分别属于两个家庭，而且他们的父母在村子里都是很有权威的人士。APON和GPON是兄弟俩，APON今年10岁（1995年生），也有人说他今年7岁，GPON今年4岁，他们的父亲叫ITU－T，母亲叫 FSAN（Full Service Access Network）。就在GPON出生的那一年（2001年），他们的父母把APON的名字改为 BPON了。另外还有一个叫EPON，他是2000年出生的，今年5岁，EPON的父亲叫IEEE，母亲叫EFM（Ethernet in the First Mile），EPON跟一个名叫Ethernet的关系密切，而Ethernet在村子里和村子外面的势力范围很宽，所以，EPON也因此很受欢迎。GPON虽然年龄最小，可是他的出生寄托这村子里很多人的愿望。BPON,EPON,和GPON他们最大的特点是，他们都有一套独特的方法来在帮助村子里的人们与外界互通信息。正是因为他们这个特长，最后一公里村人们将来彼此之间互通信息就靠他们了。
虽说ITU-T,FSAN,IEEE,都是这里的权威人士，可是当年他们都有一段拜师学艺的经历。FSAN的师傅最多，大概有50多个，其中包括Verizon，Bellsouth，BT,France Telecom,Korea Telecom;Agere;OKI;Flexlight;Fujitsu;Hitachi; Infineon; Intel等等有名的高人。
    话题又回到我那三个同名的兄弟朋友。渐渐地，最后一公里村的人有什么信息要和村外的世界沟通时，都通过 B，E，GPON。这3PON神童各有个的神通。但他们都会把村里头各家需要传送的东西先集结到一个叫OLT（这是个本事大的东东）的地方，从那里再往外传。 PON兄弟还为每一家准备了一个很方便的盒子，取名叫ONU。每家只要有消息要和外面沟通，只有把信息放在ONU里，PON们会负责很频繁地依次定期来收集。慢慢地，小PON发现PON兄弟们会把从一定数量（16/32/64/128）的个ONU盒子里面收集起来的东西用专用的管道（称为Fiber）传送到一个集合点OLT那里，再由OLT统一按一定的规则送上往村外的一根管道。当然这种传送是双向的，外面的信息也可以通过这个网络由OLT传到每个ONU。 PON兄弟们在这中间放置一个Passive optical Splitter的装置负责分发和收集。他们的这一套方法的特点就是传送过程中间采用了这个Passive optical Splitter（无源光分支器），这样一个OLT就可以负责很多个ONU（点到多点），节省了OLT，也节省了管道 Fiber，而如果每一家的ONU都直接铺管道连到OLT的话，则需要很多个OLT（同样数量）（点到点）。更重要的是Passiveoptical Splitter不需要能量供给。
    后来，小PON慢慢知道，原来，B、E、GPON的本事都是从他们父母FSAN、ITU－T、IEEE等那里言传身教得来。FSAN、ITU－T、IEEE会不断地给他们的孩子一些秘笈。这些秘笈都有代号，ITU－T给BPON的秘笈代号是G。983；给GPON的秘笈代号是：G。984；IEEE给EPON的则是：802.3ah。而且这些秘笈在适当的时候会有新的版本。
    上面的B、G、EPON三个念的秘笈是有区别的。BPON没有改名字以前是叫APON，APON继承当年很负盛名的ATM的衣钵，但所谓曲高和寡，ATM的“曲谱”高深复杂，除了在几个叫北美、日本和欧洲的地方有实际的应用外，没有更多的发展。ITU－T未来让其适应更多的情况，改名为BPON，BPON适合更多的人们的需求，同样的系统可以做更多的事情。在这一点上，EPON则利用了其在最后一公里村剖有势力范围的 Ethernet，所以他的出现是和现状最相符的。但，有智者说现在符合不等于将来符合，人们的需求多了，EPON在满足多种需求方面的新的法则还没面世。那未雨绸缪，GPON则看到了这方面的未来，在更快速和更高效率（满足多种需求，适应多种业务）方面重点考虑，成为G.984，这也是很多人应用参与者支持的。
    GPON,EPON,BPON三兄弟拿着秘籍专心练功，年纪虽小，但是却雄心勃勃，就是想成为最后一公里村子的老大，排挤出其他兄弟。争斗的最厉害的是GPON和EPON两弟兄，互相看不起，动不动就互相大骂，指责对方。BPON呢，最年长，但比较老实。兄弟GPON和 EPON没有把它放在眼里，因为BPON练的主要功力是ATM.ATM能同时接收语音，数据IP,以及视频业务，是个很不错的功夫。但是在传IP数据的时候，ATM太小心翼翼了一下，因此效率太低。要知道IP在村子里的人们的心中地位已经越来越重要，已经定下规则，谁不能更好的传送IP,谁就要被淘汰。而且ATM用起来也比较花钱，所以未来不被看好。但是呢，由于BPON比较踏实忠厚，虽然不出色但是比较全面，所以现在村子里的人们最多依赖的还是 BPON.BPON也大受鼓励，本来其最大的下行速度是622Mb/s,现在在其父亲ITU-T的鼓励下，最高速度也瞄准到125>Gb/s,想更好的为人们服务，不落后于其他兄弟。
    GPON和EPON却有些水火不容的意思了，毕竟不是同一个爸妈生的。GPON呢，自感出身优越，无所不能。先让我们看看GPON的功夫吧。它最大的秘诀在于它吸取了其亲兄弟BPON的教训。它在用ATM接活干的同时，还给自己暗中增加了另外的一门功夫，叫做 GEM(GPON psulationMethod).GPON基本上把自己的未来全部赌在GEM身上了。它打算以后把所有能揽到的业务全部用 GEM来做。GEM是什么东东呢?大家听说过SDH中比较流行的协议通用成帧协议GFP吧,GEM其是就是GFP的一个变种，被GPON稍稍改造了一下给拿过来用了。想一下SDH在承接语音以及TDM业务的本事，就知道GEM在接入语音业务有多大的优越性了，效率和性能非常好。GEM还可以用非常高的效率通过封装以太来封装IP数据。这是它洋洋得意的地方，又能传语音，又能传数据，还都能保持高效率，这几个PON兄弟哪能比得过它。这还不算，GPON决定在体力上也超过其他兄弟，在各个指标上都是No.1,例如最大下行速率支持上可以支持2.5Gbps,上行速率可以弹性分配，它还希望自己能一口气跑40km,支持64个 ONU.当然啦，各位看官要注意，这是GPON的理想了，如果他为此要多收费的话，村民们可就难买账了。看起来，GPON还真不错，不过GPON有时候也有挂羊头卖狗肉的伎俩，就是挂着GEM(或者GFP)卖ATM的意思了。这是为什么呢，GPON有ATM和GEM两个协议同时支持，ATM原本是用来支持原有的ATM业务接口，但是GEM还没有发展成熟，所以GPON有时候就把数据业务推到ATM身上来做，这样做的话，GPON比起BPON就没有什么优越性了。不过村子里的人们没有那么容易看出GPON的伎俩了，GPON在其fans的纵容下，也就真真假假的这么揽活干，但是请相信GPON的本意是很好的了。
    再说EPON。EPON在某个角度上有点象BPON,就是一根筋，BPON想用ATM来做一切活,EPON就象用以太(Ethernet)来承揽一切业务.不过，Ethernet和IP的关系非常好，所以村民们认为EPON也是很有前途的，大大不同于ATM.EPON也为此大受感动，见了村民就Kiss,大力提倡KISS法则来吸引村民。KISS法则，就是Keep It Simple and Stupid.EPON坚信以后所有的业务，无论是语音，视频，还是数据，都会被IP来承载.所以做PON仔就要简简单单，没必要象GPON那么费劲心机。那么大家很好奇的想到，EPON传 IP自然是得天独厚，但是怎么传语音这种定时业务呢?这个在Ethernet网络中早有应对方法，把这归类为电路仿真业务(Circuit Emulation Service,CES)来传送.传视频呢，就要采用IPTV的方式来做。所有的解决方案，都是用Ethernet/IP来解决。至于性能如何，就要看村民对Ethernent/IP有多大的信心了。不是所有的村民都很有信心的，心里犯嘀咕:我打电话的时候，会不会邻居因为突然玩个网络游戏或者下个文件，就把我的电话给打断了呢。所以EPON的管理问题,QOS问题上都需要给村民以信心啊。EPON的很显著的优点是对器件要求低，而且是统一的 Ethernet平台，管理起来也简单，费用也低。因此，EPON的平易近人，费用也低廉。不过，EPON的fans可没有GPON的fans没有那么能说话。EPON面子上有个不好看的一点是其速率上。EPON的下行线速速率表面上是1.25Gbps,不过为了降低对基础器件的要求，它采取了 8B/10B编码，再加上其他开销，这个平易近人的代价，就使得它实际传送数据的速率在600-700Mbps左右。这样，GPON吹说自己的效率高的时候，扳着手指头算来算去，不知道怎么就算出自己的实际劳务价格要比EPON低，于是就开始嘲笑EPON了:原来你是Expensive PON啊。这一点，GPON的最早fans名为flexlight的，最为夸张，每隔几天就批判一把EPON，恨不得用口水把EPON淹死。不过，GPON的复杂的二层平台所引入的管理难度和费用，GPON对IP的处理方式，都是很难一下说清的，大家对这个叫嚣的GPON也是心存狐疑。村民们也就并不因此而就冷落EPON，而是时刻关注着EPON和GPON两兄弟的成长。所谓，路遥知马力，日久见胖(PON)心哪!
其实这三兄弟打闹归打闹，他们还是有共性的。例如，他们的核心器件技术比起其他光纤家族的兄弟而言，都有些特殊。例如，在无源器件上，他们需要单纤双向器件，BIDI,这样下行信号一般采用1490nm波长，上行信号采用1310波长，达到单纤传送两个方向信号的目的。在有源器件上，则有个突发接受和发射的要求。
    因为从不同ONU到OLT的信号走的路程不同，所以OLT接受到的信号的幅度和定时变化非常大，所以ONU发射和 OLT接收都需要反应比较迅速。所以相应的芯片开发起来也有难度。不过，EPON和GPON两个兄弟各自动了些脑筋。EPON采用8B/10B编码，来降低恢复定时的难度。而GPON呢，要求ONU能进行功率控制，尽量使得到OLT信号的幅度变化不要那么大，也降低了对底层器件的要求。
    PON三兄弟还有一个共同的法宝，那就是'视频覆盖'(video overlay)技术。这是支持视频传送的一个方便的技术。就是在下行的线路上，再加一个1555nm波长的光，把数字或者模拟视频信息直接通过射频调制加到光波上。这样，能传送很大容量的视频信号，对网络的改动也很小，非常便捷。他们一旦用这个法宝，村子里的人们就统一叫他们VPON (videoPON)了。由于要区分三个波长，这种情况下，PON兄弟们就需要单向三向的器件技术来支持了(optical triplexer).Infineon作为PON的fans之一，在这方面做的不错。当然了，村子里的人们最终是想把TV放到IP上传的，只要把TV通过mpeg2给IP化，PON兄弟就利用ATM，以太协议来支持，传送所谓的IPTV，这个时候，三兄弟就需要各显神通了。
    他们共同面临的一个敌人就是DSL家族。DSL家族成员众多，有ADSL,ADSL2,VDSL等一帮兄弟。他们不同于PON家族靠光纤吃饭，他们谋生的家伙是电话线。PON刚开始瞧不起DSL家族的，因为他们慢慢腾腾的。象ADSL下行速率只有1M-2Mb/s，上行速率就更低了。但是，出乎他们意外的是DSL受到了村子里的人们的普遍欢迎，PON却受到了冷落。DSL家族虽然先天不足，但是普遍好学，象VDSL可以到 6M-8Mbps多，来弥补不足。而且这对语音和数据业务的支持已经足够了.这是压制PON的主要原因。
    PON于是幻想着视频业务兴旺的一天，靠自己的宽带来击败DSL.因为即使利用mpeg2压缩，一个TV信道至少要占2Mbps的带宽，DSL就底气不那么足了。不过，DSL收费低廉，还有ADSL2,VDSL等的加盟，IPTV的业务开展开始还是靠DSL家族。PON只好做大后方，有时候还支持拟视频信息直接通过射频调制加到光波上。这样，能传送很大容量的视频信号，对网络的改动也很小，非常便捷。他们一旦用这个法宝，村子里的人们就统一叫他们VPON (videoPON)了。由于要区分三个波长，这种情况下，PON兄弟们就需要单向三向的器件技术来支持了 (optical triplexer).Infineon作为PON的fans之一，在这方面做的不错。当然了，村子里的人们最终是想把TV放到IP上传的，只要把TV通过mpeg2给IP化，PON兄弟就利用ATM，以太协议来支持，传送所谓的IPTV，这个时候，三兄弟就需要各显神通了。
    他们共同面临的一个敌人就是DSL家族。DSL家族成员众多，有ADSL,ADSL2,VDSL等一帮兄弟。他们不同于PON家族靠光纤吃饭，他们谋生的家伙是电话线。PON刚开始瞧不起DSL家族的，因为他们慢慢腾腾的。象ADSL下行速率只有1M-2Mb/s，上行速率就更低了。但是，出乎他们意外的是DSL受到了村子里的人们的普遍欢迎，PON却受到了冷落。DSL家族虽然先天不足，但是普遍好学，象VDSL可以到 6M-8Mbps多，来弥补不足。而且这对语音和数据业务的支持已经足够了.这是压制PON的主要原因。
    PON于是幻想着视频业务兴旺的一天，靠自己的宽带来击败DSL.因为即使利用mpeg2压缩，一个TV信道至少要占2Mbps的带宽，DSL就底气不那么足了。不过，DSL收费低廉，还有ADSL2,VDSL等的加盟，IPTV的业务开展开始还是靠DSL家族。PON只好做大后方，有时候还支持一下DSL，这是PON所没有想到的。