GPON不只是更快的PON

尽管GPON最著名的特性是其2,488Mbits/s的下行速率，但实际上是GPON的架构和上行服务质量(QoS)功能提供了真正的传输能力，从而在支持传统业务的同时，提供高质量语音、高带宽IPTV和数据服务。

　　但是，就像任何新兴技术一样，运营商在评估该技术时自然而然地会产生一些疑问。例如，虽然GPON比其他TDM PON快很多，但它足够快吗？它具有确保上行高速服务不使高QoS应用受到影响的正确的QoS机制吗？对GPON的特性进行仔细考查，将回答这些问题。
　　
　　下行：需要高速度

　　GPON的首要推动力是对基于IP的标准清晰度电视（SDTV）和高清晰度电视（HDTV）业务的预期带宽消费需求。有报告显示，到2010年，美国近60%的家庭将拥有HDTV设备。1因此很显然，从那以后HDTV内容将很快开始主导电视节目。一个采用MPEG2编码的SDTV信道只需要约3Mbits/sec的容量，而HDTV则需要约18Mbits/sec，因此将很快耗尽PON下行带宽。问题是，PON必须有多快，才能支持IPTV节目并仍能提供基本IP服务，如语音和高速互联网等？
　　

　　HDTV流越多，可使用高速互联网访问的用户越少。GPON可提供比EPON更大的总带宽；因此，它可以支持更多的用户，提供组合式HDTV/互联网服务。　　

　　此问题不易回答，它取决于多种因素，如人口状况、使用率、业务传输是广播、组播还是单播，以及网络规划等。在未进行任何IPTV业务建模的情况下，可以创建一个简单的带宽利用模型，以确定当在PON上提供给定数量的IPTV信道传送SDTV和HDTV内容时，多少用户还可以使用基本高速上网和语音业务。该模型只设定了PON上IPTV信道的数量，然后计算出剩余带宽能够支持的相应用户的数量。为便于解释，将把2,488Mbits/sec速率的GPON与流行的1.25Gbits/sec速率的EPON进行比较。

　　此简单模型的假设为：
　　HDTV信道=18Mbits/sec
　　SDTV信道=3Mbits/sec
　　GPON下行速率=2,488Mbits/sec　　（带宽利用率）=2289Mbits/sec
　　EPON下行速率=1250Mbits/sec×72%（带宽利用率）=900Mbits/sec（带宽利用率是如何得出的，请参见《GPON与EPON的成本较量》，本刊2005年第5期30页。）
　　高速上网=100Mbits/sec/用户，20:1超额预订

　　网络电话（VoIP）将不予考虑，因为其每个信道所使用的最大带宽仅为100kbits/sec，对结果影响甚微。

　　如图1所示，模型结果显示了当HDTV内容增加时，所支持的用户数如何大幅下降，尤其是对于EPON系统。例如，当PON上设有45个SDTV和5个HDTV信道时，EPON可以向最多135个用户提供高速上网服务，而GPON可以支持多达413个。然而，当PON上的50个视频信道都变成HDTV时，EPON的下行容量被耗尽，而GPON则仍可保证向278个用户提供高速互联网服务。

　　在多住户大楼（MDU）应用中使用该示例，分路比采用1:32，GPON可以支持32个光网络单元（ONU）的基本高速上网服务和语音业务，其中每个单元支持8个用户（即278÷32）。在实际运营中，用户数还可更高，这将取决于服务提供商的技术和业务实践。

　　
EPON提供了一种机制，可基于服务类型确定服务质量。但这些机制会消耗宝贵的下行带宽。EPON上行业务的QoS/CoS
　　

　　然而，由于多画面观赏体育赛事、数字视频记录（DVR）以及一个家庭多台电视机同时观看的需求，预计将需要更多的电视频道到户。即使在分路比为1:32的单家庭用户（SFU）网络中，EPON也难以在HDTV频道很多的情况下提供基本高速上网服务。从根本上讲，GPON的2,488Mbit/sec高效下行传输才是传送IPTV的最佳选择，即使对于MDU　　PON而言，也能提供足够的HDTV传输容量。
　　
　　上行：保证QoS

　　很多人不只把IPTV看作是一种技术改变，而是看作一种全新的业务类型--一种能提供双向娱乐、游戏、商务和沟通的视频体验。这些双向、高速服务需要QoS机制，该机制将对PON的上行TDMA能力构成挑战。同时，传统业务如TDM等，要求具有可靠、低延迟、低抖动性能，并与运营商当前的系统具有同样的传输保护能力。ITU　　G.984　　GPON标准不仅支持冗余，而且提供了一种内在的PON层QoS机制，该机制超越了第2层以太网和第3层IP服务分级（CoS）的方法，以确保在基于TDMA的共享介质上传输高质量的语音、视频和TDM数据。

　　毫无疑问，以太网是IP业务的统一接入网络。然而，以太网已演变成支持具有不同CoS要求的视频、语音和数据等业务的传送技术。IEEE802.1p已能建立业务优选级，并且802.1q也能支持VLAN标签，以便在以太网中为这些业务建立专门的传输链路。

但是，第2层和第3层的CoS机制最好也只能达到传输层QoS的水平。如果传输层存在延迟和抖动，那么无论其优先级如何，业务都将受到影响。