FTTH技术可以满足相当长时期内宽带业务发展的需要，是固定宽带接入网的发展方向。在技术竞争和产品竞争均进入白热化状态的FTTX接入市场，GEPON作为PON技术的一个代表，在亚洲取得了很好的市场表现，相比GPON而言，GEPON产业链和市场成熟的速度更快一些。

EPON互通的重要意义

对业界来说，互联互通是统一通信的基础，也是通信业发展的软肋：电信设备提供商争先恐后地杀入GEPON市场，该市场呈现出空前的多元状态，但却是以牺牲设备互通性为代价的。目前，PON产品的互通性以及性价比远落后于DSL，电信运营商要想大幅度削减设备采购成本，就必须实现互通性。近年来这方面成功的典范就是DSL设备的价格从4000元以上降至不足600元。对GEPON设备，人们也期待着相似的成本下降。

GEPON只对线路OAM进行了标准化，ONT的管理和提供的服务大多数情况下是通过SNMP来支持的，因而产生了管理和互通性问题。解决GEPON设备的互通性问题，可以大幅度降低芯片和设备的制造成本，同时降低芯片和设备的技术与市场风险。从产业布局来看，可以增加企业竞争性，有利于形成完善的产业链，便于规模应用，形成规模经济，便于优化业务模式。从运营维护来看，可以降低网络运维成本，降低备品备件的品种和数量，提高维护的标准化水平和运维效率。所以，能否实现EPON互通是衡量该技术是否成熟的关键，也是关系到整个产业链发展的重要问题。

EPON互通问题产生的根源

首先，IEEE 802.3ah协议存在可选项，如传输距离、FEC等。芯片商对这些可选项的理解和实施根据技术实力遵循各自的原则，到设备商时，这些不确定因素变为固化下来的差异，无法互相兼容。

其次，IEEE 802.3ah协议的范围有限，一些数据链路层、管理层和业务层功能未规范。如带宽分配策略、终端设备鉴权、QoS定义、OAM和网管等内容，以及加密措施、TDM和VoIP。这些都是GEPON技术中的关键技术，未定义部分较多，各个厂家都有自己的实施方案，如DBA功能，就有固件DBA和软件DBA两大体系；加密措施，有遵循国际通用加密标准的，也有自行定义加密规则的。这些发挥创造给设备间的互联互通设置了一道道障碍。

另外，各芯片厂商和设备厂商均根据各自的需求对IEEE802.3ah进行扩展，存在很多私有的实现，同时，也避免不了对标准理解上的偏差和实现上的失误。

最后，缺少一个权威的、开放的、高效的组织引导EPON互通性工作（EFMA没有类似机制），以及缺少一个权威的、系统的EPON芯片/设备标准一致性和互通性评估机构和合适的评估场合也是互通性工作难于开展的重要原因。

国内EPON互通性研究进程

考虑到EPON互通性对于FTTH技术和产业发展的重要性，2005年7月，中国电信启动了EPON互通性研究工作。成立了由主流芯片和设备厂商组成的工作组推进此项研究。2005年7月，进行了第一轮EPON芯片级互通性测试，确定了影响EPON芯片互通性的主要因素。并于2006年1月制定并发布了《中国电信EPON设备技术要求(含互通性）V1.0》；根据这一标准，在2006年第一季度，PMC Sierra、Teknovus等芯片商开发了新版本的芯片（FPGA或ASIC+FPGA)。2006年4月, 中国电信进行了第二轮芯片互通性测试，各厂商均基本实现了主要功能的互通。2006年7月31日，中国电信发布了《中国电信EPON设备技术要求（含互通性）V1.1》，为GEPON技术的实施及设备互联互通提供了标准基础。

GEPON系统互通的三个方面

1）传输层：包括PMD、PMA、PCS、RS、MAC、MPCP等子层的互通，还包括DBA、加密和FEC的互通。业内关注的焦点有以下几个方面：

首先，MPCP注册过程是设备互通的一项重要内容。通过基于询问的和基于定时器的改进的MPCP注册过程可以规范各设备间的操作。

在发现协议的制定上，有很多争论。有的厂商主张沿用IEEE的标准，有的则提出了新的改进方案。如“ONU应在1024TQ (16祍)内对任意OLT MPCP命令做出回应”，有人认为“这将极大的增加OLT软件的复杂度”。如果SW需要保存每个ONU的状态，性能将明显恶化。新的发现窗口无法在前一窗口之前30ms启动。在光纤断开又连接时，注册所有ONU的时间将变得非常长。我们推测：采用这种方式的系统在实际应用中需要更长的再注册时间。很明显，这不是一个适应未来发展的解决方案，甚至不是一个好的通用解决方案，因为任何光纤断开的故障时间都太长了。

其次，DBA算法的实施和DBA参数的配置基于明确的PAMPDU进行。

DBA算法被定义为“EPON系统中的DBA算法应支持公平机制，即根据和不同用户（ONU）签订的SLA中确定的带宽来公平的分配剩余带宽”。

然而，有厂商认为一个有效的DBA，应能提供合理的性能，并明确提出此方案的局限性：如ONU等级没有参考，则建议对ONU等级在ONU间定义几个业务等级来划分，如商业应用和住宅应用；没有考虑潜在的升级，如基于流量预报的带宽分配预报。并建议开发使用更多SLA参数的DBA算法，并允许对准确的流类型和分布进行更好的调节。

我们相信为了使网络未来的性能得到保障，DBA算法必须要有调节能力。当DBA算法的局部甚至大部分调整成为可能，那么在GEPON部署上的巨大投资将得到更好的保护。

但在互通性问题上产生最大分歧的恐怕还是PON接口的数据安全性问题，数据安全的基本条件是要符合国内《商用密码管理条例》，可以通过增加搅动前后的数据相关性提高加密强度，定义明确的密钥更新机制和密钥同步机制。

PMC公司提出的三重扰码方案给其他厂商带来了巨大的改型压力，但最终这一方案还是被采纳了。

此外，ONU的鉴权、LLID等技术规格的统一都是传输层内涉及的互通性问题。

2）业务层：包括组播，QoS架构、实现、参数，语音业务（64Kbps TDM，SIP/H.248/MGCP）；TDM业务（PWE3，MEF）是业务层内涉及的互通性问题。业务层的互通要求多业务的协议一致性和功能上的互操作以及实现QoS保证。

QoS方面关注的焦点是数据流的整形。上行方向，带宽由DBA控制。整形的唯一影响是延迟一个明确的信息包的传输。如延迟语音或TDM包只会使业务受损，延迟数据包并不会有什么帮助。在下行方向，可以通过在ONU放置较大缓存以及让ONU吸收任意突发数据来达到最佳性能。

此外，流量整形在网络瓶颈处进行而非OLT芯片内进行是正确的流量工程方法。最大的瓶颈出现在线路卡，那里流量最具有代表性：10Gbps入，1Gbps出。在那里应进行整形或者在中央交换结构中进行。当瓶颈从10G降到1G后，入局流量特性由最小带宽决定。鉴于OLT侧的整形器作用有限，故需要进行源端整形而非出局侧整形。

与上行情况类似，下行流整形的唯一影响是延迟流量。ONU可以对流量延迟做最佳决策，这也是智能ONU的部分要求。

作为选择，我们赞成采用一种基于入局流量分类的网络模型来无损传输TDM、语音和VoIP到特定队列。这些队列的选择基于严格的优先级，每个用户的数据流进行速率限制，限速的流进入每个用户的一个队列或者每个业务等级的捆绑队列，数据队列可以基于严格的优先级（基于等级）、WRR（基于等级）进行调度或整形。

部分厂商认为无需进行整形，OLT应对上行线路DBA负责，减少信息流不必要的延迟。ONU应对速率适配负责，因为它比OLT更适合此类任务。

3）管理层，OAM 扩展是必需的。802.3中定义的OAM仅限于对MAC层的2个较低子层（MAC Control和MAC），但实际的系统实现需要使OAM能够渗透到MAC Client层甚至更高层。TR-069 是比较有效的终端远程管理协议，DSL论坛正在针对EPON系统进行扩展。管理和控制方面的互操作要求扩展OAM的互通。

GEPON系统应采用Organization Specific Extension 机制以实现IEEE所未规定的扩展OAM所必须的管理维护功能，扩展的OAM应支持如下管理功能：

l   扩展的OAM发现（Extended OAM Discovery）和能力通告（Capability Notification）；

l   ONU的基本信息和能力通告；

l   与搅动功能相关的密钥交换、更新和同步功能；

l   与DBA功能相关的DBA参数读取和设置功能；

l   用户端口配置功能和管理；

l   VLAN配置和管理；

l   组播相关功能的配置；

l   QoS相关配置，包括业务流分类和标记等；

l   reset ONU等Action功能；

上述三个方面的全面互通，才能实现真正意义上的GEPON系统互通。目前各主要厂商在互通性测试方面主要围绕MPCP注册、OAM扩展及其发现、DBA、Triple-Churning、FEC和吞吐量性能展开。

结束语

目前，通过前一阶段各厂商互通性方面的改进，基本实现了几个主流GEPON芯片厂商之间在MPCP、DBA、OAM扩展、Triple-churning、FEC等主要方面的互通，且互通性能（吞吐量）良好。这些积极的进展验证了《中国电信EPON设备技术要求》中提出的GEPON互通性解决方法的可行性。还有一些影响芯片互通的细节问题正在讨论中，但都不是主要问题且与互通关系不大，如ONU和OLT的缓存管理、DBA算法、ONU的MPCP时钟同步方式、密钥丢失情况下的重传机制等。

预计2007 年底能够实现GEPON设备间的全面互通。中国电信已经起草中国通信标准化协会（CCSA）的行业标准《EPON互通性技术要求》（已形成征求意见稿）和《EPON互通性测试方法》，我们看到，EPON互通性的发展和完善需要持续的努力。