GPON vs EPON: Koju tehnologiju pasivne optičke mreže trebate primijeniti?

GPON (ITU-T G.984) vam daje 2,5 Gbps nizvodno, ugrađen-u QoS, i omjere podjele do 1:128 - i dominira velikim FTTH uvođenjem u Sjevernoj Americi i Evropi. EPON (IEEE 802.3ah) radi simetrično 1 Gbps preko matičnih Ethernet okvira, košta manje po portu i uključuje se direktno u postojeću LAN infrastrukturu - koju vodi u istočnoj Aziji i mrežama poslovnih kampusa. Pravi izbor zavisi od gustine pretplatnika, potreba za uzvodnim propusnim opsegom i kako vaš backhaul već izgleda.

 

Razlika protokola u jednostavnim terminima

I GPON i EPON koriste pasivne optičke razdjelnike za širenje jednog vlakna na više krajnjih tačaka. Podela se dešava na isti način. Ono što se mijenja je način na koji svaka tehnologija pakuje podatke na vlakno.

 

GPON koristi GEM (GPON Encapsulation Method) kadriranje definisano ITU-T G.984. GEM usitnjava pakete varijabilne{2}}dužine u kontejnere fiksne{3}}veličine, tako da OLT može miješati glasovni, video i podatkovni promet u jednom streamu i dodijeliti propusni opseg po klasi usluge. EPON koristi standardne Ethernet okvire od-do-kraja, upravljane IEEE 802.3ah i MPCP (Multi-Protokol kontrole više tačaka) za upstream raspored. Ako vaša osnovna mreža već govori Ethernet - većina poslovnih LAN-ova radi - EPON u potpunosti izbjegava dodatni korak enkapsulacije.

 

Ta razlika u kadriranju pokreće svaki praktični jaz između to dvoje: efikasnost propusnosti, QoS sposobnost, trošak opreme i put nadogradnje.

 

Širina pojasa: gdje svaki standard pobjeđuje

GPON isporučuje 2.488 Gbps dolje i 1.244 Gbps naviše. EPON isporučuje 1,25 Gbps u svakom smjeru (otprilike 1 Gbps efektivno nakon 8b/10b kodiranja). Na sirovoj brzini preuzimanja, GPON pobjeđuje sa faktorom dva.

 

Ali sirova brzina je manje bitna od načina na koji se koristi propusni opseg. GEM kadriranje pakuje promet iznad 90% iskorištenosti jer ne popunjava kratke pakete. EPON mora slati minimalne 64{4}}bajtne Ethernet okvire čak i kada je teret manji - mislim na VoIP pakete - što gubi kapacitet na stambenim vezama visoke gustine koji opslužuju stotine pretplatnika po OLT portu. Na 1:64 split-u sa velikim glasovnim saobraćajem, taj jaz u efikasnosti je mjerljiv.

 

Prednost EPON-a je simetrija. Sigurnosne kopije u oblaku, IP nadzorne kamere i hostovane aplikacije potiču veliki uzvodni promet. Asimetrični dizajn GPON-a može spriječiti ta radna opterećenja. Ako vaša implementacija šalje isto toliko podataka gore koliko i dolje, EPON uklanja to ograničenje bez zaobilaznih rješenja.

Dakle, kada sjednete da odredite novu pristupnu mrežu, sama propusnost brzo sužava polje. Rezidencijalni FTTH operater koji isporučuje video-na-zahtjev, IPTV uživo i internet do 300+ domova sa jednog OLT porta treba taj 2,5 Gbps downstream headroom-a - GPON je prirodan. Čak i na 1:64 split, svaki pretplatnik i dalje ima pristup značajnom udjelu downstream kapaciteta tokom vršnih večernjih sati kada svi strimuju istovremeno. EPON-ov plafon od 1 Gbps postaje tesan pod tim uslovima, posebno kada se uzme u obzir kodiranje preko glave i nepotrebno punjenje kratkih-paketa.

 

Prebacite scenario na poslovni kampus koji ima centralizovanu pohranu u oblaku, sistem za IP nadzor od 200-kamera i VoIP PBX. Uzvodni promet je rival ili premašuje nizvodno. GPON-ova gornja granica od 1,244 Gbps postaje ograničavajući faktor, a ne njegova jaka downstream. EPON-ov simetrični 1 Gbps daje dosljedne performanse u oba smjera bez potrebe za zaobilaznim rješenjem za oblikovanje prometa na OLT-u kako bi se spriječilo zagušenje uzvodno. Ethernet-nativno uokvirivanje također znači manje koraka konverzije protokola između pristupnog sloja i prekidača jezgre kampusa - jedna stvar manje za rješavanje problema u 2 sata ujutro

 

 

QoS i upravljanje prometom

GPON ugrađuje QoS u protokol. Tri kanala upravljanja - sa ugrađenim OAM, PLOAM i OMCI - rukovode enkripcijom, praćenjem grešaka, dodjelom propusnog opsega i udaljenim ONT obezbjeđivanjem. Namjenski T-CONT-ovi (kontejneri za prijenos) mogu garantirati minimalnu propusnost za glas dok dinamički dijele preostali kapacitet među korisnicima podataka. Za ISP-ove koji povezuju širokopojasni pristup, IPTV i VoIP, ovo je - veoma važno.

EPON nema ugrađen-QoS. Prioritet saobraćaja provodite kroz 802.1Q VLAN oznake, DiffServ oznake ili ekstenzije{3}}specifične za dobavljače. Radi, ali dodaje konfiguracijske slojeve i ponekad zahtijeva skuplji hardver za prebacivanje OLT-a za održavanje dosljednih SLA-ova u bazi pretplatnika s mješovitim-prometom. Za čiste podatkovne usluge - internet-samo rezidencijalni ili poslovni Ethernet - taj dodatni troškovi rijetko su opravdani, a EPON-ova jednostavnost pobjeđuje. Mnoge implementacije EPON-a za preduzeća upravljaju QoS-om u potpunosti na rubnom ruteru sloja 3, zaobilazeći PON sloj u potpunosti.

 

Ako vaš poslovni model zavisi od pružanja tri ili više vrsta usluga preko jednog širokopojasnog - širokopojasnog kabla, linearna TV i glas je klasična kombinacija - GPON-ova T-CONT arhitektura zarađuje svoju složenost. Svakoj klasi usluge dodjeljujete vlastiti kontejner sa zagarantovanim pragom propusnosti, a DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) mehanizam redistribuira neiskorišteni kapacitet u realnom vremenu. To znači da pretplatnik preuzima veliki fajl ne degradira susjedov video stream u sredini-kadra, čak i kada je podijeljena učitana. Pokušaj postizanja iste izolacije na EPON-u zahtijeva slaganje vanjskih QoS politika na OLT-u i potencijalno na svakom međusklopku, što povećava i kapitalne izdatke i površinu konfiguracije koju morate održavati.

 

S druge strane, mnoge mreže imaju jednu uslugu - pristup internetu - i nemaju potrebu za garancijom propusnog opsega po-toku na PON sloju. Opštinski projekti širokog propusnog opsega, proširenja Etherneta u kampusu i industrijski IoT backhaul svi spadaju u ovu kantu. Za te implementacije, nedostatak ugrađenog-QoS-a kod EPON-a nije nedostatak; uklonjena je irelevantna složenost. Što je stog protokola jednostavniji, to je manje režima grešaka tokom rešavanja problema i manja je investicija u obuku vašeg operativnog tima.

 

 

Omjer podjele, doseg i ono što ih zapravo ograničava

GPON podržava do 1:128 podjele; 1:32 i 1:64 su standardne konfiguracije proizvodnje. EPON obično radi od 1:16 do 1:32. Obje tehnologije dosežu otprilike 20 km između OLT-a i najudaljenijeg ONT-a pri normalnim omjerima podjele. Nešto veći budžet optičke snage GPON-a daje mu bolju marginu pri velikim podjelama i dužim stanjima.

 

Standardi vam govore o plafonu. Polje vam govori šta zapravo dobijate. Stvarne performanse razdvajanja zavise od tipa vlakna (G.652D protiv G.657A), stepena poliranja konektora (APC vs UPC), gubitka pri umetanju razdelnika i da li je ekipa za montažu očistila svaku površinu konektora pre zatvaranja kućišta. 1:64 GPON podjela na papiru pretvara se u povremene greške na 18 km ako imate dva prljava SC/APC konektora i savijanje vlakana ispod minimalnog radijusa negdje u vožnji.

 

Prije nego što se posvetite omjeru podjele, izmjerite stvarni budžet optičke snage pomoću kalibriranog mjerača snage na drugom kraju. Provjerite da li je vašGPON ONU terminalosjetljivost prijemnika ima barem 2-3 dB margine iznad onoga što veza isporučuje nakon svih gubitaka na razdjelniku, konektoru i kablu. Ta margina uzima u obzir starenje komponenti, buduća spajanja i sezonske promjene temperature koje pomjeraju slabljenje vlakana.

 

U gustoj gradskoj FTTH zgradi u kojoj se najudaljeniji pretplatnik nalazi unutar 5 km od centralne kancelarije, i GPON i EPON rade udobno u 1:32. Budžet optičke energije je velikodušan, gubici konektora opraštaju, a vi imate rezervu za buduće tačke spajanja. Izbor tehnologije u tom scenariju zavisi od drugih faktora - propusnog opsega, QoS-a, cijene -, a ne od fizičkog sloja.

 

Pitanje o omjeru podjele postaje zanimljivije u prigradskim i polu{0}}ruralnim zgradama gdje se udaljenosti kreću prema 15–20 km, a gustina pretplatnika opravdava 1:64. Budžet veće snage GPON-a apsorbira dodatni gubitak razdjelnika i još uvijek ostavlja marginu za nekoliko prljavih konektora ili manje{5}}od-savršenog spajanja. EPON na 1:64 na 18 km je tehnički u okviru specifikacije, ali radite gotovo bez margine - bilo kakva degradacija u fabrici vlakana (žvakanje glodara, urez na konstrukciji, oštećeni konektor) može gurnuti vezu ispod praga. Ako planirate da izvodite velike splitove na daljinu, GPON-ov optički prostor za glavu nije opcionalan - to je razlika između stabilne mreže i one koja generiše povremene alarme svaki put kada se temperatura promijeni.

 

 

Realne varijable troškova, ne samo OLT cijena

Staro pravilo - "EPON je jeftiniji" - važilo je kada su se GPON čipsetovi oslanjali na skupe FPGA. Danas su integrisani GPON SoC-ovi zatvorili jaz po-portovima. Samo poređenje jedinične cijene propušta stvarnu sliku ukupne ukupne vrijednosti. Četiri faktora su važnija:

 

1. OLT i ONU jedinični trošak:Sada blizu pariteta. EPON je još uvijek blago naprijed za male implementacije ispod 200 pretplatnika gdje prednosti GPON-a ne dolaze do izražaja.
2. Kompatibilnost modula:Neusklađen primopredajnik uzrokuje preklope veze koje stvaraju kotrljanje kamiona. Prije kupovine provjerite faktor oblika, talasnu dužinu (1310/1490/1550 nm za PON), kodiranje firmvera hosta i podršku za DDM. Jasnokontrolna lista za izbor primopredajnikasprečava najčešće greške u nabavci.
3. Izbor vlakana i konektora:G.652D single-način za standardne vožnje, G.657A za usko-usmjeravanje u zatvorenom prostoru. APC konektori za PON (donji dio leđa-odraz). LSZH jakna za unutrašnje plenumske prostore. Ove odluke čine - pogrešnim poliranjem konektora samo po sebi mogu koštati 0,5 dB po paru za parenje, dovoljno da marginalnu vezu gurne u kvar.
4. Tekuće operacije:GPON-ova OMCI i TR-069 podrška omogućava udaljenu nadogradnju firmvera, praćenje performansi i izolaciju grešaka bez slanja tehničara. EPON-ovo SNMP{4}}bazirano upravljanje je jednostavnije, ali manje granularno. Za velike baze pretplatnika, GPON-ovo daljinsko upravljanje smanjuje OPEX po pretplatniku tokom životnog ciklusa od 5-7 godina.

•  

Za mali ISP ili zadrugu širokopojasnog pristupa u zajednici koja povezuje 100–200 lokala sa jednim OLT-om, niži ulazni troškovi EPON-a i dalje imaju finansijski smisla. Kupujete manje OLT kartica, vaš broj pretplatnika ne opravdava podjele 1:64, a vaša ponuda usluga je samo internet-samo - tako da GPON QoS i funkcije upravljanja ne donose dovoljno operativnih ušteda da nadoknade nešto veću cijenu opreme. Držite stog jednostavnim, budite ograničeni.

 

Matematika se mijenja kada prijeđete otprilike 500 pretplatnika ili počnete nuditi usluge u paketu. U toj skali, sposobnost GPON-a da izvodi split 1:64 znači manje OLT portova i manje fider vlakana za pokrivanje istog područja usluge. Njegovo daljinsko upravljanje OMCI i TR-069 smanjuje broj kamiona po pretplatniku godišnje - što je metrika koja dominira OPEX-om u bilo kojoj pristupnoj mreži. A ako prodajete IPTV zajedno sa širokopojasnim internetom, T-CONT propusni opseg garantuje izbjegavanje pritužbi kupaca i odljeva koji proizlaze iz degradacije kvaliteta videa tokom vršnih sati. Tokom životnog ciklusa imovine od 5-7 godina, ove uštede su znatno veće od početne razlike u cijeni opreme.

 

 

Realnost regionalnog tržišta

GPON dominira Sjevernom Amerikom i Evropom. AT&T, Deutsche Telekom i Orange su izgradili svoje FTTH mreže oko toga za trostruku-isporuku i kompatibilnost sa postojećim investicijama u TDM/ATM transport.

 

EPON je vodeći u istočnoj Aziji. NTT, KT i China Telecom pokrenuli su ogromnu izgradnju FTTH koristeći nisko-jeftini EPON silicijum domaćih proizvođača čipova. Dominacija Etherneta u azijskim poslovnim mrežama pojačala je taj izbor. Ako nabavljate opremu za implementaciju u jugoistočnoj Aziji, naći ćete dublji lanac opskrbe EPON-a sa kraćim vremenom isporuke na ONU zalihama. Ako gradite u Americi ili Evropi, ekosistemi dobavljača GPON-a su zreliji i dokumentaciju o interoperativnom testiranju je lakše dobiti.

 

Tržišta u razvoju u Africi i Južnoj Americi sve više usvajaju GPON za greenfield FTTH jer veći omjer podjele opslužuje više pretplatnika po OLT-u -, što je odlučujuća prednost kada je kopčanje vlakana najveća pojedinačna stavka u budžetu. Neki operateri u ovim regijama koriste dual- način rada XPON ONU hardvera kako bi zadržali svoje opcije otvorenim tokom početnog uvođenja, prelazeći između GPON i EPON načina rada u zavisnosti od toga koji dobavljač OLT-a pobijedi na tenderu za dati distrikt.

 

 

Nadogradnja na 10G bez ponovne izgradnje

Oba standarda imaju 10-gigabitne nasljednike koji koegzistiraju sa naslijeđenom opremom na istom vlaknu kroz preklapanje talasne dužine - nije potrebna nadogradnja viljuškara.

GPON se razvija u XG-PON (10G dolje / 2,5G gore) i XGS-PON (10G simetrično, ITU-T G.9807.1). EPON prelazi na 10G-EPON (IEEE 802.3av) iu asimetričnom iu simetričnom načinu rada. Bilo koji put vam omogućava da migrirate pretplatnike jednog po jednog, postepeno zamjenjujući ONT-ove dok postojeći korisnici ostaju povezani. Kritični korak planiranja je potvrda da vaši postojeći ODN - razdjelnici, patch paneli i trunk fiber - zadovoljavaju manji optički budžet koji zahtijeva 10G signalizacija. Ako vaša trenutna GPON veza radi sa samo 1 dB margine, 10G preklapanje na istom split-u neće se zatvoriti.

 

Komponenta koja se zapravo mijenja tokom nadogradnje 10G je optički modul i u OLT-u iu ONT-u. Dual{2}}uređaji kao što jeXPON ONU stick primopredajnikpodržavaju GPON i EPON u jednom SFP-u, što pojednostavljuje inventar za operatere koji koriste mješovite mreže ili srednju{0}}migraciju.

 

 

Zašto ovo poređenje dolazi iz iskustva implementacije

Ovo nije standardni{0}}sažetak dokumenta. FB-LINK proizvodi opremu za optičko umrežavanje od 2012. godine, sa preko 300 inženjera i proizvodnim pogonom od 1.600 m² čistih soba u Shenzhenu. Linija proizvoda pokriva cijeli pristupni lanac FTTx:GPON OLT šasijasa 8 i 16 PON portova, GPON i EPON ONU terminalima u 1GE preko WiFi-integrisanih modela, XPON dual-mode ONU stickova, i optičkim primopredajnicima i patch kablovima koji ih povezuju. Proizvodi poseduju CE, RoHS, ISO 9001 i ISO 14001 sertifikate, sa regionalnim servisima širom jugoistočne Azije i Afrike.

 

 

Često postavljana pitanja