EPON vs GPON
Tehnologija izbora za isporuku usluga nove generacije Unutar Sjeverne Amerike, podatkovne usluge sa 100 megabita plus simetrične stope tradicionalno su dostupne samo velikim poslovnim kupcima zbog visokih troškova izrade vlakana i opreme podataka za poduzeća. Kupci malih i srednjih poduzeća preusmjereni su na kablovski modem nižih performansi ili DSL tehnologije za koje se pokazalo da ne mogu ekonomično isporučiti visoku simetričnu propusnost. Sada kada kupci malih i srednjih poduzeća prihvaćaju aplikacije koje zahtijevaju propusne opsege, poput usluga u oblaku, potražnja za namjenskim performansama Etherneta u mreži na DSL ili kabelskom modemu cijena se brzo povećava. To sa druge strane motivira operatore da istražuju tehnologije koje im mogu omogućiti da profitabilno udovolje zahtjevima usluga ovog vrlo unosnog tržišta. Postojeća posvećena poslovna Ethernet rješenja, iako su sposobna udovoljiti tehnološkim zahtjevima, preskupa su da bi mogla poduprijeti cjenovna očekivanja malog i srednjeg poslovnog kupca. Pasivno optičko umrežavanje (PON) nudi obećavajuće mogućnosti u pogledu kvalitete usluge i cijene. Operatori imaju dva valjana tehnološka izbora za služenje ovom tržištu: EPON i GPON. Iako je GPON trenutno u širokoj primjeni u Sjevernoj Americi, on bi trebao biti zamijenjen od strane EPON-a, što je vrhunsko ulaganje u tehnologiju za pružanje Ethernet usluga za kućna i mala i srednja poduzeća. Ovaj rad ispituje razloge zbog kojih je EPON tehnologija izbora za pružanje Ethernet usluga velikih poduzeća malim i srednjim poduzećima i rezidencijalnim kupcima po cijeni koju su spremni platiti. Prevladavanje ograničenja DOCSIS® infrastrukture
Kablovski operateri već dugo služe kupcima malih i srednjih poduzeća koji koriste uređaje DOCSIS. Međutim, smatraju da je operativno i financijski nepraktično provoditi radikalne promjene postojeće DOCSIS infrastrukture potrebne da bi se održao korak sa potražnjom kupaca za većom brzinom simetrične ponude usluga. Pružanje simetrične širine pojasa pomoću DOCSIS oduvijek je predstavljalo izazov zbog ograničenog broja dostupnih uzvodnih kanala kako je definirano u izvornom DOCSIS standardu. Ograničenje je rezultiralo time da su usluge kablovskih modema evoluirale da bi pogodovale širokoj propusnosti nizvodno, često većoj od 100 Mbs, dok su uzvodne mogućnosti proizvoda većine operatora ograničene na 10 Mbs ili manje. Istina je da standard DOCSIS 3.0 definira dodatne RF kanale koji omogućuju proširenje uzvodnog kapaciteta, ali uklanjanje filtera iz postojeće kablovske infrastrukture za podršku novim rasponima frekvencija kapitalno je intenzivna vježba koju većina kablovskih operatora nije oduševljena poduzeti. Da bi poboljšali mrežne performanse, a istovremeno smanjili troškove isporuke većih brzina i simetrične propusnosti, kablovski operateri traže rješenja koja kombiniraju performanse namjenskog Etherneta s niskim kapitalom i operativnim troškovima DOCSIS uređaja. PON se pojavljuje kao privlačna alternativa zbog korištenja jeftine opreme za isporuku simetričnih gigabitnih brzina, podrške za višestruke ponude usluga i otpornosti na oštećenja radiofrekvencija koje mogu narušiti kvalitetu iskustva kupca i povećati operativne troškove.
Standardi rivala: EPON u odnosu na GPON
Glavna upotreba PON-a za pretplatničke usluge relativno je nova u Sjedinjenim Državama, a Verizon je prvi put ponudio svoju FiOS uslugu početkom 2005. godine, a ponudu Kansas Cityja Google Fiber 2012. godine. Suprotno tome, Azija je u doba pisanja imala više od trideset milijuna EPON portovi su raspoređeni. Početno standardizirani kao PONU utemeljeni na ATM-u, ili APON, krajem 1990-ih, PON se razvio u sadašnje dvije konkurentne implementacije međunarodnih standarda iz ITU-a (GPON) i IEEE (EPON). GPON standard ima prednost tržišnog vremena u Sjevernoj Americi; standardi serije ITU-T G.984.x ratificirani su 2003. godine, dok IEEE nije ratificirao 802.3ah standard do 2004. godine, godinu dana kasnije. Vrijeme ratifikacije GPON standarda, kao i njegova sposobnost da nosi domaće TDM usluge, vjerojatno su pridonijeli njegovom odabiru kao platforme za Verizon FiOS implementacije, što objašnjava zašto GPON trenutno čini većinu FTTH implementacija u Sjeverna Amerika.
U početku je GPON imao tehničku tržišnu prednost po tome što je njegov konverzijski sloj izvorno sadržavao ne samo inkapsulaciju nativnih Ethernet okvira, već i ATM stanice i TDM usluge. Ova sposobnost učinila ga je idealnim izborom za prijevoznike koji žele istovremeno pružati glasovne i podatkovne usluge svojim klijentima. Kako su telefonske usluge prešle s tradicionalnog TDM-a na IP, ova tehnička prednost GPON-a nad EPON-om sada je izgubila većinu važnosti.
Relativne ekonomske i tehničke prednosti EPON-a i GPON-a
Troškovi optičke distribucijske opreme (vrsta vlakana, razdjelnici, konektori i slično) slični su i za GPON i za EPON. Primarna tehnička i, dakle, varijacija troškova između dva standarda mogu se pronaći u OLT-u i ONU-u. Primarne razlike u OLT i ONU za GPON i EPON su ASIC / FPGA i optički moduli. Većina GPON proizvoda koji su dostupni na tržištu temelje se na FPGA, dok EPON proizvodi pretežno koriste ASIC-ove s nižim cijenama. Iako je znatno skuplje izraditi alat za izgradnju ASIC-a, nakon što je ovo ulaganje prethodno izvedeno, troškovi proizvodnje su mnogo manji nego za FPGA čipsete, a troškovi se dalje smanjuju proporcionalno s količinom proizvedenih čipova. Velika potražnja za EPON-om u Aziji, gdje su do danas raspoređeni deseci milijuna jedinica, omogućila je proizvođačima amortizaciju početnih ulaganja ASIC-a uz nastavljeno snižavanje troškova komponenata kako potražnja, a samim tim i količina. Bolja ekonomija razmjera pri većoj količini za proizvođače ASIC sugerira da je malo vjerojatno da će proizvodi GPON-a tako brzo padati kao što su to do sada radili EPON-ovi čipseti (i nastavit će se raditi s povećanjem potražnje). Nadalje, optički moduli za GPON također su skuplji od EPON-a zbog brže laserske modulacije i višestrukog laserskog niveliranja snage koju zahtijeva ITU-T standard. Uz to, brzina 2,4 Gbps koju koriste mnogi proizvođači GPON-a nestandardna je za optičku industriju i ograničava količinu potražnje koja je potrebna da bi se smanjili troškovi proizvodnje za te uređaje. Vrlo je dvojbeno da dugoročno trošak GPON opreme može biti toliko nizak kao i za EPON.
EPON ima izrazite tehničke prednosti u mreži gdje su usluge definirane kao Ethernet ili IP preko Etherneta, jer se Ethernet okviri prenose nativno u pasivnoj optičkoj mreži. GPON zahtijeva dva sloja enkapsulacije za obavljanje istog prometa. U GPON-u, Ethernet podaci i okviri TDM-a moraju se prvo inkapsulirati u GEM okvire koji se zatim dodatno kapsuliraju zajedno s ATM okvirima u GTC okvire za transport na PON-u. Iako je ovaj pristup dobro funkcionirao tamo gdje je bila potrebna vožnja izvornog TDM-a i ATM prometa, u cijelu Ethernet mrežu uključivanje GEM i GTC enkapsulacije dodaje nepotrebnu složenost i ne koristi stvarnu korist u transportu čistih Ethernet okvira.
GPON je dizajniran posebno za podršku veze između točke; prema tome, tamo gdje je potrebna Ethernet premošćavanje ili LAN / VLAN podrška, to se mora učiniti uzvodno od OLT-a s prekrivačkom opremom. Suprotno tome, isporuka usluga definiranih MEF-om standardne su mogućnosti sustava EPON.
Budući da je EPON izgrađen na IEEE 802.3 Ethernet standardima, on nasljeđuje standardne Ethernet MIB-ove koje dobro podržavaju OSS sustavi koji su već raspoređeni za upravljanje mrežama operatora. Uz to, podrška za specifikacije CableLabs® DPoE ™ koja je sada ugrađena u opremu EPON omogućava upotrebu postojećih standardiziranih API-ja za jednostavno pružanje, upravljanje i održavanje EPON instalacija. DPoE je dizajniran tako da posreduje između operatora postojećih DOCSIS osiguravajućih i upravljačkih sustava kako bi se OLT i ONU uređaji unutar PON mreže pojavili kao da su DOCSIS CMTS i kablovski modem. Važno je napomenuti da DPoE potiče proizvođače opreme na izgradnju mogućnosti u svoje sustave kako bi podržali industrijski standardizirani skup API-ja za pružanje usluga. To ne samo da kablovskim operaterima omogućava automatizaciju pružanja Ethernet usluga na ponovljiv i učinkovit način koristeći postojeći back office, već pruža ugrađeni standardizirani mehanizam za pružanje i održavanje svih telekomunikacijskih kompanija koje mogu koristiti. Ova pogodnost nije dostupna u GPON proizvodima.
Iako ovaj standardizirani okvir za isporuku tek počinju usvajati davatelji kablova, mogućnost korištenja dobro razumljivog postupka nabave i instalacije bez obzira tko je proizveo opremu i dalje će povećati prihvaćanje EPON-ovih implementacija u Sjevernoj Americi. To je zato što mrežne operacije „gdje guma zadovoljava cestu“ u smislu da je jedan od najvažnijih faktora koji kontrolira troškove i poboljšava učinkovitost i produktivnost. Većina postojećih OSS sustava napisana je za adresiranje određenih vrsta hardvera, a ne za hardver koji je dizajniran da odgovara nizu industrijskih standardnih API-ja. Usvajanje zajedničkih softverskih standarda, a ne trenutna prevladavanje vlasničkih OSS sučelja, olakšat će interoperabilnost i umanjiti procese pružanja i pružanja usluga. Konačno, standardizirani OSS API-ji poboljšat će izbor operatora na tržištu, omogućujući im da odaberu opremu na temelju ekonomskih i tehničkih prednosti, a ne da budu zaključani u jednog dobavljača, što je uobičajeno u mrežama većine operatora. Moguće su prednosti ovog razvoja.
GPON ima neke marginalne prednosti u odnosu na EPON koje treba naglasiti u interesu pravednosti. Jedna je prednost upotreba GPON-a kodiranja NRZ linija nasuprot EPON-ove upotrebe linijskog kodiranja 8B10B, što osigurava određenu marginalnu učinkovitost propusnosti. Zbog toga EPON ima linijsku brzinu od 1,2 Gbps, ali maksimalni kapacitet od 1 Gbps, dok je maksimalni kapacitet GPON-a 1,2 ili 2,4 Gbps. Budući da oba sustava sada podržavaju alternativu od 10 Gbps, ova prednost postala je uglavnom irelevantna. Uz to, GPON standard definira zaštitu zaštite, dinamičko raspoređivanje propusne širine i ONU mehanizam za izravnavanje snage. Sve su to neobavezne ili nedefinirane u EPON standardu i svaka njihova implementacija bit će specifična za dobavljača i neće biti interoperabilna u višestrukim OLT / ONU instancama.
Trenutačni rad na razvoju EPON-a samo će dodatno proširiti njegovu privlačnost, posebno za kablovske operatere. Prvi od njih je razvoj standarda EPoC, koji trenutno provodi IEEE. To omogućava upotrebu postojeće koaksijalne kabelske infrastrukture kao fizičkog medija za EPON, čime se eliminira zahtjev za izgradnjom vlakana posljednjeg kilometra za svakog kupca. Zbog uključenih jasnih troškova i koristi, ovaj će razvoj sigurno imati široki tržišni utjecaj, jer kablovski operateri iskorištavaju ga za širenje poslovnih usluga i stambenih primjena EPON-a. Drugi razvoj je dodavanje WDM-a u PON. WDM PON pružit će operaterima mogućnost da posvete valne duljine određenim kupcima, eliminirajući zabrinutost zbog EPON-a kao zajedničkog medija. WDM PON učinit će EPON održivim rješenje i za mobilni remont i za velika poduzeća u kojima pretplata pretplatničkog medija nije poželjna.
EPON-ov ukupni trošak vlasništva
U kasnim 1990-ima, kada su ATM i SONET dominirali prijevozničkim mrežama, malo tko bi zamislio dominaciju koju danas ima prijevoznik Ethernet. U 40 godina od svog uvođenja, Ethernet je stekao svoj trenutni položaj vodeće prometne tehnologije zahvaljujući fleksibilnosti, jednostavnosti i ekonomiji razmjera koji su, naravno, smanjili njegove troškove u usporedbi s alternativama na tržištu. Iste tehničke mogućnosti i tržišna dinamika nastavit će EPON-u ukupnu cijenu prednosti vlasništva nad GPON-om. Jasno je da EPON brzo stječe tehničke i ekonomske prednosti koje će dodatno potaknuti operatere da ga odaberu preko GPON-a. Kao što je Ethernet promet osvojio SONET i ATM, kako EPON dobiva na značaju na tržištu Sjeverne Amerike, troškovi njegove proizvodnje nastavit će se eksponencijalno smanjivati s vremenom, slično kao što je to učinio transport u mrežama metroa. Konačno, proizvodi koji pružaju bolje značajke i niže troškove dominiraju na tržištu, a EPON je očito dobro postavljen da postane dominantni mehanizam isporuke vlakana od posljednjeg kilometra.
kratice
API-sučelje programskog programiranja
APON -ATM PON
Integrirani krug ASIC-specifičan za primjenu
ATM -Asinhroni način prijenosa
CMTS sustav za prekid modema
DOCSIS - Podaci o servisnom sučelju kabela
DPoE -DOCSIS Pružanje EPON-a
EPoC -EPON preko Coaxa
EPON -Ethernet pasivna optička mreža
FPGA -Field-programirljiva vrata vrata
FTTH - Vlakna u dom
GEM -GPON metoda inkapsulacije
Konvergencija prijenosa GTC -GPON
IEEE-Institut inženjera elektrotehnike i elektronike
IP-internetski protokol
ITU - Međunarodna unija za telekomunikacije
LAN - Lokalna mreža
LTE - dugotrajna evolucija
MIB-baza podataka o upravljanju
NRZ -Ne-Povratak na Nulu
OLT -Optical Line Terminator
ONU -Optička mrežna jedinica
OSS -Operacijski sustav za podršku
PON -Pasivna optička mreža
SONET - Sinhrona optička mreža
TDM -Time-Division Multiplexing
VLAN-Virtualna lokalna mreža
WDM -Množenje multipleksiranja WDM