- Τα GPON και EPON είναι παραλλαγές των παθητικών οπτικών δικτύων (PON) που μοιράζονται οπτικές ίνες μεταξύ πολλών χρηστών μέσω OLT, ONU/ONT και ενός παθητικού ODN.
- Το EPON εστιάζει στην απλότητα και το χαμηλό κόστος με αποτελεσματική συμμετρική ταχύτητα 1 Gbps, ενώ το GPON προσφέρει μεγαλύτερο εύρος ζώνης, υψηλότερους λόγους split και προηγμένο QoS.
- Το EPON είναι καταλληλότερο για οικιακές και μικρομεσαίες επιχειρήσεις που επηρεάζονται από την τιμή, ενώ το GPON είναι καταλληλότερο για περιβάλλοντα παρόχων ή μεγάλους πελάτες με αυστηρές απαιτήσεις πολλαπλών υπηρεσιών και διαχείρισης.
- Η εξέλιξη προς τα 10G EPON και 10G GPON, και τα μελλοντικά 25G/40G/100G PON, διασφαλίζει ότι αυτές οι τεχνολογίες θα παραμείνουν βασικές στο FTTH και το FTTB.
Αν ψάχνετε για επιλογές οπτικής ίνας έως το σπίτι ή οπτικής ίνας έως την επιχείρηση , πιθανότατα έχετε συναντήσει δύο ακρωνύμια που επαναλαμβάνονται ξανά και ξανά: GPON και EPON. Με την πρώτη ματιά, φαίνονται σχεδόν ίδια, αλλά υπάρχουν σημαντικές διαφορές στην ταχύτητα, τις υπηρεσίες, το κόστος και την πολυπλοκότητα του δικτύου που θα πρέπει να γνωρίζετε πριν πάρετε αποφάσεις ανάπτυξης ή αγοράς.
Στις επόμενες γραμμές, θα εξηγήσουμε με σαφήνεια τι είναι το PON, πώς έχουν εξελιχθεί οι διαφορετικές παραλλαγές (APON, BPON, EPON, GPON), τις πραγματικές διαφορές μεταξύ GPON και EPON όσον αφορά την ταχύτητα, τη χωρητικότητα, το QoS, το OAM και την τιμή , καθώς και πότε είναι πιο συμφέρουσα η επιλογή μιας τεχνολογίας έναντι της άλλης. Στόχος είναι να ολοκληρώσετε αυτό το άρθρο με μια σαφή κατανόηση του ποια τεχνολογία ταιριάζει καλύτερα στις ανάγκες σας: φορέας εκμετάλλευσης, μεγάλη επιχείρηση, ΜΜΕ ή οικιακό περιβάλλον.
Τι είναι ένα δίκτυο PON και γιατί είναι τόσο σημαντικό στο FTTH;
Όταν μιλάμε για PON, αναφερόμαστε σε ένα Παθητικό Οπτικό Δίκτυο . Πρόκειται για μια αρχιτεκτονική πρόσβασης που βασίζεται σε οπτικές ίνες στην οποία, μεταξύ του Οπτικού Τερματικού Γραμμής (OLT) που βρίσκεται στο κεντρικό γραφείο και των Μονάδων Οπτικού Δικτύου (ONU ή ONT) που βρίσκονται στο σπίτι ή την επιχείρηση, δεν υπάρχει ενδιάμεσος ενεργός εξοπλισμός: μόνο οπτικές ίνες και παθητικά εξαρτήματα.
Αυτό το δίκτυο οπτικής διανομής, γνωστό ως ODN (Optical Distribution Network) , αποτελείται από καλώδια οπτικών ινών, πλαίσια οπτικής διανομής (ODF), οπτικούς διαχωριστές, συνδετήρες και περιβλήματα ή καμπίνες. Αυτά τα παθητικά στοιχεία σχηματίζουν μια τοπολογία σημείου προς πολλαπλά σημεία (P2MP) που επιτρέπει σε ένα μόνο OLT να εξυπηρετεί δεκάδες ή και εκατοντάδες ONT/ONU που μοιράζονται το ίδιο καλώδιο οπτικών ινών.
Σε σύγκριση με λύσεις όπως το P2P (point-to-point) ή τους διακόπτες σε σενάρια FTTC, τα δίκτυα PON μειώνουν την κατανάλωση ενέργειας , τις απαιτήσεις εξωτερικού χώρου, τον αριθμό των οπτικών ινών που απαιτούνται και το ποσοστό βλαβών , καθώς τα παθητικά εξαρτήματα είναι σχεδόν αλάνθαστα και δεν απαιτούν εξωτερική τροφοδοσία. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο έχουν γίνει η βασική τεχνολογία για τη μαζική ανάπτυξη του FTTB/FTTH.
Το βασικό πλεονέκτημα του PON είναι ότι, χάρη στον συνδυασμό οπτικών διαχωριστών και πολυπλεξίας, το εύρος ζώνης μπορεί να μοιραστεί μεταξύ πολλών χρηστών , διατηρώντας παράλληλα διαχειρίσιμη την επένδυση στο ODN. Η πραγματική διαφορά κόστους μεταξύ GPON και EPON, όπως θα δούμε, προέρχεται κυρίως από τα ηλεκτρονικά και οπτικά δομοστοιχεία OLT/ONU, όχι από την καλωδίωση ή τους διαχωριστές.
Εξέλιξη της τεχνολογίας PON: από APON και BPON σε EPON και GPON
Η οικογένεια PON δεν ξεκίνησε με το GPON ή το EPON. Πριν από αυτά, υπήρχαν άλλα πρότυπα που άνοιξαν τον δρόμο και εξηγούν γιατί το EPON και το GPON συνυπάρχουν στις σημερινές εγκαταστάσεις ευρυζωνικής πρόσβασης.
Τι είναι το APON;
Στα τέλη της δεκαετίας του 90, η ITU όρισε το APON ως ένα σύστημα PON που χρησιμοποιούσε ATM (Asynchronous Transfer Mode) για τη μετάδοση πακέτων. Εκείνη την εποχή, το ATM ήταν η βάση πολλών δικτύων κορμού και πρόσβασης, επομένως ήταν απολύτως λογικό να αξιοποιηθεί η στατιστική πολυπλεξία και η διαχείριση της ποιότητας των υπηρεσιών.
Το APON συνδύασε την πολυπλεξία ATM με παθητικούς οπτικούς διαχωριστές και OLT για να επιτύχει μια λύση πρόσβασης που κοστίζει μεταξύ 20% και 40% λιγότερο από τα παραδοσιακά συστήματα PDH/SDH με μεταγωγή κυκλώματος. Ήταν το πρώτο σημαντικό βήμα προς την ιδέα της «κοινής οπτικής ίνας» για τον χρήστη.
Τι είναι το BPON;
Με την ασταμάτητη πρόοδο του Ethernet, το APON έμεινε πίσω. Αυτό οδήγησε στην εμφάνιση του BPON (Broadband PON), το οποίο ουσιαστικά αποτελεί εξέλιξη του προτύπου APON που απευθύνεται στο ευρυζωνικό δίκτυο . Αρχικά γνωστό ως APON, η αλλαγή ονόματος σε BPON είχε ως στόχο να τονίσει την εστίασή του σε υπηρεσίες υψηλότερης χωρητικότητας.
Το BPON εξακολουθεί να βασίζεται στο ATM, αλλά προσφέρει ταχύτητες περίπου 155 Mbps προς τα πάνω και 622 Mbps προς τα κάτω , επιπλέον ενσωματώνει δυναμική κατανομή εύρους ζώνης και βελτιωμένους μηχανισμούς προστασίας. Αυτό επιτρέπει την παροχή υπηρεσιών όπως η πρόσβαση Ethernet, η μεταφορά βίντεο και οι μισθωμένες γραμμές υψηλής ταχύτητας μέσω της ίδιας υποδομής PON.
Τι είναι η ΕΠΟΝ;
Το επόμενο άλμα προς τα εμπρός προήλθε από το IEEE με το EPON (Ethernet Passive Optical Network). Στόχος ήταν η επίτευξη ενός παθητικού οπτικού δικτύου που θα αξιοποιούσε το Ethernet από άκρο σε άκρο , απλοποιώντας τη στοίβα πρωτοκόλλων και μειώνοντας το κόστος σε σύγκριση με το BPON.
Το EPON είναι τυποποιημένο σύμφωνα με το πρότυπο IEEE 802.3 και χρησιμοποιεί τεχνολογία PON στο φυσικό επίπεδο, ενώ στο επίπεδο σύνδεσης δεδομένων βασίζεται άμεσα σε πλαίσια Ethernet. Η ονομαστική ταχύτητα είναι 1,25 Gbps ανοδικά και καθοδικά, χρησιμοποιώντας κωδικοποίηση 8b/10b, με αποτέλεσμα μια χρησιμοποιήσιμη ταχύτητα περίπου 1 Gbps συμμετρικά.
Το EPON χρησιμοποιεί WDM (πολυπλεξία διαίρεσης μήκους κύματος) για να επιτύχει αμφίδρομη μετάδοση μέσω μίας μόνο οπτικής ίνας : ένα μήκος κύματος για το downstream και ένα άλλο για το upstream. Η κοινόχρηστη πρόσβαση στο upstream επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας TDMA (πολλαπλή πρόσβαση διαίρεσης χρόνου), όπου το OLT προγραμματίζει τον χρόνο μετάδοσης που έχει εκχωρηθεί σε κάθε ONU.
Η μεγάλη ελκυστικότητα του EPON έγκειται στο ότι συνδυάζει χαμηλό κόστος, απλότητα αρχιτεκτονικής και πλήρη συμβατότητα με το Ethernet , γεγονός που το έχει καταστήσει πολύ δημοφιλές σε οικιακά περιβάλλοντα, παρόχους καλωδιακής τηλεόρασης, WISP και ΜΜΕ, ειδικά στην Ασία και σε μεγάλο μέρος της Ευρώπης.
Τι είναι το GPON;
Παράλληλα, η ITU ανέπτυξε το GPON (Gigabit-capable Passive Optical Network), το οποίο ορίζεται στη σειρά συστάσεων ITU-T G.984.x. Στόχος ήταν να ξεπεραστούν τα BPON και EPON όσον αφορά τη χωρητικότητα, την ευελιξία και το επίπεδο υπηρεσιών φορέα.
Το GPON έχει σχεδιαστεί για να υποστηρίζει εγγενώς υπηρεσίες τριπλής αναπαραγωγής: δεδομένα, φωνή και βίντεο , προσφέροντας μεγαλύτερο εύρος ζώνης και καλύτερα εργαλεία διαχείρισης και ποιότητα υπηρεσίας από το EPON. Υποστηρίζει διάφορους συνδυασμούς ταχυτήτων upstream και downstream, φτάνοντας έως και 2,488 Gbps downstream και 1,25 Gbps upstream στην πιο κοινή λειτουργία του.
Παρόλο που το GPON προσφέρει πιο προηγμένη απόδοση, αυτή η ισχύς έχει ένα κόστος: η τεχνολογία είναι πιο πολύπλοκη στην εφαρμογή και το υλικό είναι συνήθως πιο ακριβό από ό,τι στο EPON. Ακόμα κι έτσι, για σενάρια παρόχων, δίκτυα κορμού πρόσβασης ή πελάτες με αυστηρές απαιτήσεις QoS και ασφάλειας, το GPON έχει γίνει η προτιμώμενη επιλογή.
Βασικές διαφορές μεταξύ GPON και EPON
Τόσο το GPON όσο και το EPON αποτελούν παραλλαγές της ευρύτερης οικογένειας PON, αλλά καλύπτουν κάπως διαφορετικές ανάγκες. Παρακάτω περιγράφονται λεπτομερώς τα σημεία όπου η διαφορά μεταξύ των δύο τεχνολογιών είναι πιο αισθητή : ταχύτητα δεδομένων, λόγος οπτικού διαχωρισμού, αρχιτεκτονική, QoS, OAM και κόστος.
Ταχύτητες και εύρος ζώνης: GPON vs EPON
Το EPON προσφέρει σταθερό ρυθμό δεδομένων 1,25 Gbps ανοδικά και καθοδικά . Λόγω της κωδικοποίησης 8b/10b, το χρησιμοποιήσιμο εύρος ζώνης είναι περίπου 1 Gbps συμμετρικά. Αυτό είναι υπεραρκετό για τις περισσότερες τρέχουσες οικιακές και μικρές επιχειρηματικές συνδέσεις.
Το GPON, από την άλλη πλευρά, υποστηρίζει διάφορα προφίλ ταχύτητας. Μπορεί να λειτουργεί στα 622 Mbps και στις δύο κατευθύνσεις, 1,25 Gbps συμμετρικά ή 2,488 Gbps κατάντη και 1,25 Gbps ανοδικά . Αυτή η ευελιξία επιτρέπει την προσαρμογή του τύπου της οπτικής μονάδας και του προφίλ υπηρεσίας στις συγκεκριμένες ανάγκες ανάπτυξης, βελτιστοποιώντας την αναλογία κόστους/απόδοσης.
Προσφέροντας διπλάσιο (ή και περισσότερο) εύρος ζώνης downstream σε σχέση με το EPON, το GPON παρέχει σημαντικό περιθώριο για υπηρεσίες βίντεο 4K/8K, IPTV, VoIP μεγάλου όγκου ή απαιτητικές εταιρικές συνδέσεις . Αυτή η ασυμμετρία είναι ιδιαίτερα πλεονεκτική σε περιπτώσεις όπου η κίνηση λήψης υπερβαίνει κατά πολύ την κίνηση μεταφόρτωσης.
Εάν η προτεραιότητά σας είναι να έχετε ένα δίκτυο προετοιμασμένο για υπηρεσίες πολύ υψηλής κατανάλωσης δεδομένων τα επόμενα χρόνια, η ισορροπία κλίνει προς το GPON ως την πιο βολική επιλογή , αν και το EPON παραμένει περισσότερο από έγκυρο για τις περισσότερες οικιακές περιπτώσεις.
Οπτική αναλογία διαίρεσης και αριθμός χρηστών
Ο λόγος διαχωρισμού υποδεικνύει πόσες ONT/ONU μπορεί να εξυπηρετήσει μια μεμονωμένη θύρα OLT. Για παράδειγμα, ένας λόγος 1:32 σημαίνει ότι ένα OLT μπορεί να τροφοδοτήσει έως και 32 ONT μέσω παθητικών οπτικών διαχωριστών στο ODN.
Στο EPON, το πρότυπο λειτουργεί συνήθως με αναλογία 1:16 έως 1:32 , αν και τεχνικά είναι δυνατό να επιτευχθεί το 1:64 ή ακόμα και το 1:128. Το πρωτόκολλο ελέγχου μπορεί να διαχειριστεί περισσότερες ONU, αλλά ο πραγματικός περιορισμός προέρχεται από την απόδοση των οπτικών μονάδων και τον προϋπολογισμό ισχύος της οπτικής ίνας.
Το GPON υποστηρίζει εγγενώς αναλογίες 1:32, 1:64, ακόμη και 1:128 σε ορισμένα συστήματα. Αυτό επιτρέπει σε μια μόνο κάρτα OLT να εξυπηρετεί μεγαλύτερο αριθμό τελικών χρηστών, με αποτέλεσμα την εξοικονόμηση θυρών και σασί στο κεντρικό γραφείο.
Ωστόσο, ένας υψηλός λόγος διαχωρισμού υποδηλώνει μεγαλύτερη εξασθένηση: όταν η απώλεια εισαγωγής στο ODN είναι περίπου 15–18 dB, η σημαντική αύξηση του λόγου διαχωρισμού θα μειώσει τη μέγιστη απόσταση μετάδοσης . Ως αναφορά, ένας διαχωρισμός 1:16 επιτυγχάνει συνήθως περίπου 20 km, ενώ ένας διαχωρισμός 1:32 μειώνει την απόσταση σε περίπου 10 km, τόσο στο GPON όσο και στο EPON.
Στην πράξη, πολλοί πάροχοι προτιμούν να μην επιδιώκουν πάντα τη μέγιστη δυνατή αναλογία και αντ' αυτού επιδιώκουν μια ισορροπία μεταξύ του αριθμού των χρηστών, της απόστασης και του κόστους του οπτικού καλωδίου . Από καθαρά θεωρητική άποψη, το GPON έχει περισσότερο χώρο για υψηλές αναλογίες, αλλά το οικονομικό πλεονέκτημα γίνεται εμφανές μόνο σε εφαρμογές μεγάλης κλίμακας.
Αρχιτεκτονική δικτύου και επίπεδα πρωτοκόλλου
Το EPON ξεχωρίζει για τη σχετικά απλή αρχιτεκτονική του . Τα δεδομένα (φωνή, βίντεο και γενική κίνηση IP) ενθυλακώνονται απευθείας σε πλαίσια Ethernet και αποστέλλονται μέσω του PON. Με άλλα λόγια, λειτουργεί ως φυσική επέκταση οποιουδήποτε δικτύου Ethernet, με λιγότερα επίπεδα ενθυλάκωσης.
Το GPON, από την άλλη πλευρά, εισάγει μια κάπως πιο σύνθετη δομή, με πολλά λογικά επίπεδα. Τα πλαίσια Ethernet και TDM ενθυλακώνονται πρώτα σε πλαίσια GEM (GPON Encapsulation Method) . Με τη σειρά τους, τα παλαιότερα κελιά ATM και τα πλαίσια GEM ενθυλακώνονται στο πλαίσιο GTC (GPON Transmission Convergence), το οποίο τελικά μεταφέρεται μέσω του PON.
Αυτή η πιο περίπλοκη αρχιτεκτονική επιτρέπει στο GPON να διαχειρίζεται καλύτερα περιβάλλοντα πολλαπλών υπηρεσιών σε επίπεδο φορέα , όπου συνυπάρχουν παλαιές υπηρεσίες ATM, κίνηση TDM, δεδομένα IP, IPTV και άλλες. Ωστόσο, συνεπάγεται επίσης μεγαλύτερη πολυπλοκότητα στην υλοποίηση, τη διαμόρφωση και τη διάγνωση του δικτύου.
Ποιότητα υπηρεσίας (QoS) και δυνατότητες πολλαπλών υπηρεσιών
Ένας από τους κύριους τομείς στους οποίους το GPON διαφέρει από το EPON είναι ο τρόπος με τον οποίο διαχειρίζεται την ποιότητα της υπηρεσίας. Το GPON ενσωματώνει προηγμένους μηχανισμούς QoS από προεπιλογή για να εγγυηθεί χαμηλή καθυστέρηση, προτεραιότητα και ελάχιστη απόδοση για διαφορετικούς τύπους κίνησης (φωνή, βίντεο σε πραγματικό χρόνο, δεδομένα κ.λπ.).
Στο EPON, το υποκείμενο πρότυπο Ethernet δεν ορίζει τις δυνατότητες QoS ειδικά για την πρόσβαση PON, επομένως η ποιότητα υπηρεσίας επιτυγχάνεται συνήθως μέσω εκτεταμένης χρήσης VLAN, προτεραιοτήτων 802.1p και πολιτικών για τον εξοπλισμό edge . Αυτή είναι μια έγκυρη λύση, αλλά περιλαμβάνει περισσότερη μηχανική εργασία και, σε πολλές περιπτώσεις, υψηλότερο κόστος διαμόρφωσης και διαχείρισης.
Εάν το σενάριό σας απαιτεί να εγγυηθείτε απόλυτα την ποιότητα ευαίσθητων υπηρεσιών, όπως VoIP μεγάλου όγκου, επαγγελματική ροή βίντεο ή αποκλειστικές γραμμές , το GPON προσφέρει πολύ πιο ισχυρή υποστήριξη από την πρώτη στιγμή. Σε εφαρμογές όπου η ποιότητα υπηρεσίας (QoS) είναι λιγότερο κρίσιμη, το EPON καλύπτει με το παραπάνω τις απαιτήσεις χωρίς να χρειάζεται τέτοια πολυπλοκότητα.
Διαχείριση, λειτουργία και συντήρηση (OAM) και ασφάλεια
Στο στοιχείο OAM είναι πιο εμφανής η προσέγγιση carrier-grade του GPON. Το πρότυπο ορίζει πολλά ξεχωριστά κανάλια διαχείρισης, όπως το OAM επιπέδου σύνδεσης, το PLOAM (OAM φυσικού επιπέδου) και το OMCI (Διεπαφή Διαχείρισης και Ελέγχου ONT) . Κάθε ένα χειρίζεται συγκεκριμένες εργασίες, από τη σηματοδότηση κατάστασης και την ανίχνευση σφαλμάτων έως την παροχή ONT και τον τηλεχειρισμό.
Χάρη σε αυτόν τον διαχωρισμό των επιπέδων ελέγχου και διαχείρισης, οι χειριστές μπορούν να εφαρμόσουν λεπτομερή κρυπτογράφηση, παρακολούθηση σφαλμάτων, παρακολούθηση απόδοσης, ανίχνευση σφαλμάτων και αυτόματη παροχή υπηρεσιών σε ONT/ONU, με πολύ καλό επίπεδο λεπτομέρειας.
Το EPON, από την άλλη πλευρά, βασίζεται σε απλούστερους μηχανισμούς OAM: ένδειξη σφάλματος far-end (FEF), λειτουργίες loopback, βασική παρακολούθηση συνδέσμων και ελάχιστα άλλα. Αυτό επαρκεί για πολλές αναπτύξεις, αλλά δεν προσφέρει το επίπεδο λεπτομερούς ελέγχου και ασφάλειας που παρέχει το GPON σε περιβάλλοντα μεγάλων φορέων.
Όσον αφορά την ασφάλεια, και τα δύο συστήματα υποστηρίζουν κρυπτογράφηση, αν και με κάποιες διαφορές: το EPON επιτρέπει την κρυπτογράφηση τόσο της ανοδικής όσο και της καθοδικής κίνησης, ενώ το GPON συνήθως κρυπτογραφεί μόνο την καθοδική κίνηση και την συμπληρώνει με άλλους μηχανισμούς ελέγχου για την προστασία της. Στην πράξη, όταν διαμορφωθούν σωστά, και τα δύο μπορούν να θεωρηθούν ασφαλή για σενάρια ευρυζωνικής πρόσβασης.
Κόστος υλοποίησης: GPON vs EPON
Για να κατανοήσουμε το κόστος μιας ανάπτυξης GPON ή EPON, είναι απαραίτητο να διαχωρίσουμε με σαφήνεια τρία στοιχεία: ODN, OLT και ONU/ONT . Το στοιχείο ODN (οπτικές ίνες, διαχωριστές, κουτιά, σύνδεσμοι, ODF) είναι πολύ παρόμοιο και στις δύο τεχνολογίες για τον ίδιο αριθμό χρηστών και αποστάσεις, επομένως το κόστος δεν παρουσιάζει σημαντικές διαφορές.
Η μεγαλύτερη διαφορά έγκειται στα ενεργά στοιχεία. Στην περίπτωση του EPON, τα chipset των OLT και ONT βασίζονται συνήθως σε ASIC ειδικά σχεδιασμένα για το επίπεδο Ethernet MAC , τα οποία είναι απλούστερα και πιο οικονομικά. Οι οπτικές μονάδες EPON είναι επίσης συνήθως φθηνότερες.
Στο GPON, πολλοί κατασκευαστές χρησιμοποιούν παραδοσιακά FPGA και πιο σύνθετο υλικό, γεγονός που αυξάνει το κόστος των ηλεκτρονικών. Στην αγορά, ένα GPON OLT μπορεί να κοστίσει περίπου 1,5-2 φορές περισσότερο από ένα ισοδύναμο EPON OLT, και ένα GPON ONT μπορεί να είναι 1,2-1,5 φορές πιο ακριβό από ένα EPON ONT.
Ωστόσο, πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη το κόστος ανά συνδρομητή. Δεδομένου ότι το GPON επιτρέπει υψηλότερους λόγους split και μεγαλύτερο εύρος ζώνης ανά χρήστη, είναι δυνατό να μειωθεί ο συνολικός αριθμός των απαιτούμενων θυρών OLT και να βελτιστοποιηθεί η κατανάλωση ενέργειας και ο χώρος στο headend. Σε πολύ πυκνές αναπτύξεις, αυτό μπορεί να κάνει το GPON πιο οικονομικό ανά χρήστη από το EPON μακροπρόθεσμα , παρόλο που ο μεμονωμένος εξοπλισμός είναι πιο ακριβός.
Κατά γενικό κανόνα, το EPON θεωρείται ως μια πιο οικονομική και απλούστερη επιλογή για οικιακούς πελάτες και ΜΜΕ που είναι ευαίσθητοι στις τιμές, ενώ το GPON είναι πιο κατάλληλο όταν υπάρχουν πολλοί χρήστες, προηγμένες ανάγκες και επαρκής προϋπολογισμός για μια πιο ισχυρή λύση.
Περιπτώσεις χρήσης και περιοχές όπου κυριαρχούν το GPON και το EPON
Πέρα από τις θεωρητικές αξίες, στον πραγματικό κόσμο κάθε τεχνολογία έχει βρει τη θέση της. Η EPON έχει επεκταθεί δυναμικά σε αγορές όπως η Ασία και η Ευρώπη , ειδικά μεταξύ των φορέων καλωδιακής τηλεόρασης, των μεσαίων παρόχων υπηρεσιών Διαδικτύου (ISP) και των οικιακών εγκαταστάσεων όπου το κόστος και η συμβατότητα με τα υπάρχοντα δίκτυα Ethernet είναι πρωταρχικής σημασίας.
Το GPON, από την άλλη πλευρά, έχει γίνει πολύ καλά δεκτό στις Ηνωμένες Πολιτείες και από μεγάλους τηλεπικοινωνιακούς φορείς που χρειάζονται λύσεις πρόσβασης επιπέδου φορέα, έτοιμες να ενσωματώσουν όχι μόνο FTTH, αλλά και FTTB, προηγμένες εταιρικές υπηρεσίες και δίκτυα κορμού τελευταίου μιλίου.
Σε εφαρμογές FTTx, το EPON εμφανίζεται συχνά σε οικιακά και μικρά επιχειρηματικά δίκτυα FTTP/FTTH, ενώ το GPON χρησιμοποιείται τόσο σε μαζική FTTH όσο και σε εταιρική πρόσβαση και backhaul σταθμών βάσης κινητής τηλεφωνίας, χάρη στη μεγαλύτερη χωρητικότητα και τα εργαλεία διαχείρισής του.
Προς το παρόν, και οι δύο τεχνολογίες συνυπάρχουν και ανταγωνίζονται, ενώ παράλληλα αλληλοσυμπληρώνονται. Το EPON συνεχίζει να κερδίζει λόγω τιμής και απλότητας, ενώ το GPON επικρατεί όταν απαιτούνται υψηλές πυκνότητες, απαιτητικό triple play και αυστηρές απαιτήσεις QoS και OAM.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των EPON και GPON
Συνοψίζοντας, τα δυνατά και τα μειονεκτήματα κάθε τεχνολογίας μπορούν να απαριθμηθούν με σαφήνεια, κάτι που είναι εξαιρετικά χρήσιμο κατά τη λήψη μιας απόφασης σχεδιασμού ή αγοράς.
Τα δυνατά σημεία της ΕΠΟΝ
Το EPON προσφέρει μια πολύ απλή αρχιτεκτονική δικτύου , βασισμένη απευθείας στο Ethernet, η οποία διευκολύνει την ενσωμάτωση με την υπόλοιπη υποδομή του φορέα εκμετάλλευσης ή της εταιρείας. Δεν απαιτεί πρόσθετα επίπεδα ενθυλάκωσης για τις περισσότερες τυπικές υπηρεσίες IP.
Τα στοιχεία EPON (OLT, ONU, οπτικές μονάδες) είναι συνήθως λιγότερο ακριβά από τα αντίστοιχα GPON, επειδή χρησιμοποιούν απλούστερα ASIC και λιγότερο απαιτητικά οπτικά συστήματα. Αυτό τα καθιστά μια προτιμώμενη επιλογή για πολλές εφαρμογές με περιορισμένο προϋπολογισμό.
Το EPON υποστηρίζει κρυπτογράφηση τόσο ανοδικής όσο και καθοδικής ροής , επιτρέποντας την προστασία της κυκλοφορίας από άκρο σε άκρο σχετικά εύκολα σε σενάρια όπου η ασφάλεια αποτελεί σημαντική απαίτηση, αλλά χωρίς να φτάνει στην πολυπλοκότητα της διαχείρισης OMCI του GPON.
Πλεονεκτήματα του GPON
Το κύριο πλεονέκτημα του GPON είναι το υψηλότερο εύρος ζώνης του, ειδικά κατάντη , με προφίλ που φτάνουν έως και 2,488 Gbps. Αυτό παρέχει τεράστιο περιθώριο για μελλοντικές ανάγκες κατανάλωσης δεδομένων και υπηρεσίες βίντεο υψηλής ποιότητας.
Το GPON σχεδιάστηκε εξαρχής για περιβάλλοντα πολλαπλών υπηρεσιών, επομένως υποστηρίζει αποτελεσματικά την τριπλή λειτουργία (φωνή, δεδομένα, βίντεο) . Ο συνδυασμός μηχανισμών GEM, GTC και QoS το καθιστά ιδανική πλατφόρμα για παρόχους που θέλουν να ενοποιήσουν πολλές υπηρεσίες σε ένα ενιαίο δίκτυο πρόσβασης.
Η δυνατότητα εργασίας με υψηλές αναλογίες split, όπως 1:64 ή 1:128, επιτρέπει σε μεγάλες αναπτύξεις GPON να επιτύχουν μεγαλύτερη κάλυψη για τους τελικούς χρήστες με λιγότερες θύρες OLT , μειώνοντας σημαντικά τον αριθμό των πλαισίων, των καρτών και την κατανάλωση ενέργειας στο κεντρικό γραφείο.
Η αποδοτικότητα μετάδοσης, σε συνδυασμό με τις προηγμένες δυνατότητες QoS, OAM και ασφάλειας, καθιστά το GPON μια πολύ οικονομικά αποδοτική λύση μεσοπρόθεσμα και μακροπρόθεσμα για χρήστες υψηλού επιπέδου ή μεγάλους φορείς εκμετάλλευσης , παρά την υψηλότερη αρχική επένδυση.
Περιορισμοί κάθε τεχνολογίας
Παρά τα πλεονεκτήματά του, το EPON έχει περιορισμούς στην ποιότητα των υπηρεσιών, την προηγμένη διαχείριση OAM και τα χαρακτηριστικά ασφαλείας επιπέδου παρόχου . Ορισμένες από αυτές τις αδυναμίες μπορούν να αντιμετωπιστούν μέσω πολύπλοκου σχεδιασμού και διαμορφώσεων δικτύου, αλλά αυτό αυξάνει το λειτουργικό κόστος.
Από την άλλη πλευρά, το GPON έχει ως κύρια αδυναμία του τη μεγαλύτερη τεχνολογική πολυπλοκότητα και το κόστος των εξαρτημάτων του . Οι οπτικές μονάδες και τα chipset GPON, ειδικά σε παλαιότερες γενιές, ήταν σημαντικά πιο ακριβά από αυτά του EPON, γεγονός που μπορεί να εμποδίσει την υιοθέτησή του σε έργα που είναι ευαίσθητα στην τιμή.
Η εξέλιξη προς το 10G EPON, το 10G GPON και πέρα από αυτό
Οι απαιτήσεις χωρητικότητας των χρηστών και των παρόχων υπηρεσιών συνεχίζουν να αυξάνονται, επομένως ήταν μόνο θέμα χρόνου να εμφανιστούν ταχύτερες εκδόσεις αυτών των τεχνολογιών. Σήμερα, οι αναπτύξεις 10G EPON και 10G GPON (συχνά αναφερόμενες ως XG-PON ή XGS-PON) είναι ήδη σε ισχύ , ανεβάζοντας το διαθέσιμο εύρος ζώνης σε νέο επίπεδο.
Αυτές οι παραλλαγές των 10 Gbps χρησιμοποιούνται ολοένα και περισσότερο σε FTTB (οπτική ίνα προς το κτίριο) και στην πρόσβαση σε επιχειρήσεις , όπου απαιτούνται πολύ υψηλές ταχύτητες που μοιράζονται μεταξύ ενός σημαντικού αριθμού χρηστών ή υπηρεσιών, διατηρώντας τη φιλοσοφία του παθητικού δικτύου.
Κοιτώντας πιο μακριά, τα φόρουμ τυποποίησης και η βιομηχανία εργάζονται ήδη σε λύσεις PON 25G, 40G, ακόμη και 100G μέσω οπτικών ινών, με μεγαλύτερη εμβέλεια και χωρητικότητα για περισσότερους χρήστες ανά θύρα OLT. Αν και βρίσκονται ακόμη σε λιγότερο διαδεδομένα στάδια, ανοίγουν το δρόμο για την επόμενη γενιά οπτικής πρόσβασης.
Αυτό που είναι ενδιαφέρον είναι ότι, παρά τις νέες αυτές ταχύτητες, η βασική ιδέα παραμένει η ίδια: παθητικό οπτικό δίκτυο, τοπολογία από σημείο σε πολλαπλά σημεία και αποτελεσματική κοινή χρήση εύρους ζώνης . Τα EPON και GPON, στις διάφορες εκδοχές τους, θα συνεχίσουν να αποτελούν τη ραχοκοκαλιά της πρόσβασης οπτικών ινών για πολλά χρόνια ακόμη.
Λαμβάνοντας υπόψη όλα αυτά τα στοιχεία, γίνεται σαφέστερο γιατί το EPON και το GPON δεν είναι αμοιβαία αποκλειόμενες τεχνολογίες, αλλά μάλλον συμπληρωματικά κομμάτια μέσα στο οικοσύστημα PON. Ενώ το EPON ξεχωρίζει για την απλότητα, την οικονομική αποδοτικότητα και την απρόσκοπτη ενσωμάτωσή του με το Ethernet σε οικιακά και μικρομεσαία περιβάλλοντα , το GPON τοποθετείται ως η ιδανική επιλογή για παρόχους και μεγάλους πελάτες που απαιτούν μεγαλύτερο εύρος ζώνης, προηγμένα εργαλεία QoS, ισχυρό OAM και δυνατότητες πολλαπλών υπηρεσιών υψηλού επιπέδου. Η επιλογή μεταξύ του ενός ή του άλλου εξαρτάται όχι μόνο από την ίδια την τεχνολογία, αλλά και από το επιχειρηματικό μοντέλο, τον προϋπολογισμό οπτικών ινών, τον αριθμό των τελικών χρηστών και το επιθυμητό επίπεδο διαχείρισης και ασφάλειας.
