GPON nasuprot EPON-u: Koju biste tehnologiju pasivne optičke mreže trebali primijeniti?

GPON (ITU-T G.984) daje vam 2,5 Gbps nizvodno, ugrađen-QoS i omjere dijeljenja do 1:128 - dominira velikim uvođenjem FTTH u Sjevernoj Americi i Europi. EPON (IEEE 802.3ah) pokreće simetričnih 1 Gbps preko izvornih Ethernet okvira, košta manje po priključku i uključuje se izravno u postojeću LAN infrastrukturu - vodi u istočnoj Aziji i mrežama poslovnih kampusa. Pravi odabir ovisi o gustoći pretplatnika, potrebama uzvodne propusnosti i tome kako vaš backhaul već izgleda.

 

Razlika u protokolu u jednostavnim terminima

GPON i EPON koriste pasivne optičke razdjelnike za širenje jednog vlakna do više krajnjih točaka. Razdvajanje se događa na isti način. Ono što se mijenja je način na koji svaka tehnologija pakira podatke na vlakno.

 

GPON koristi GEM (GPON Encapsulation Method) okvir definiran prema ITU-T G.984. GEM dijeli pakete promjenjive-duljine u spremnike fiksne-veličine, tako da OLT može miješati glasovni, video i podatkovni promet u jednom toku i dodijeliti propusnost po klasi usluge. EPON koristi standardne Ethernet okvire kraj-do-kraja, regulirane IEEE 802.3ah i MPCP (Multi-Point Control Protocol) za uzvodno raspoređivanje. Ako vaša jezgrena mreža već govori Ethernet - većina poslovnih LAN-ova to radi - EPON u potpunosti izbjegava dodatni korak enkapsulacije.

 

Ta razlika u kadriranju pokreće svaki praktični jaz između to dvoje: učinkovitost protoka, sposobnost QoS-a, trošak opreme i put nadogradnje.

 

Širina pojasa: gdje svaki standard pobjeđuje

GPON isporučuje 2,488 Gbps prema dolje i 1,244 Gbps prema gore. EPON isporučuje 1,25 Gbps u svakom smjeru (otprilike 1 Gbps učinkovito nakon 8b/10b kodiranja). Na sirovoj brzini preuzimanja, GPON pobjeđuje faktorom dva.

 

Ali sirova brzina manje je važna od toga kako se propusnost koristi. GEM uokvirivanje pakira promet iznad 90% iskorištenosti jer ne ispunjava kratke pakete. EPON mora slati minimalno 64-bajtne Ethernet okvire čak i kada su nosivosti manji - mislim na VoIP pakete - što gubi kapacitet na rezidencijalnim vezama visoke gustoće koje opslužuju stotine pretplatnika po OLT portu. Na razdjelnici 1:64 s gustim govornim prometom taj je jaz u učinkovitosti mjerljiv.

 

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

Dakle, kada sjednete da specificirate novu pristupnu mrežu, sama propusnost brzo sužava polje. Rezidencijalni FTTH operater koji isporučuje video-na-zahtjev, IPTV uživo i internet u 300+ domove s jednog OLT priključka treba taj 2,5 Gbps nizvodni prostor - GPON je prirodna opcija. Čak i pri podjeli 1:64, svaki pretplatnik i dalje ima pristup značajnom udjelu nizvodnog kapaciteta tijekom vršnih večernjih sati kada svi streamaju istovremeno. EPON-ova gornja granica od 1 Gbps postaje tijesna pod tim uvjetima, posebno kada uzmete u obzir troškove kodiranja i rasipanje na kratkom-paketnom prometu.

 

Prebacite scenarij na poslovni kampus s centraliziranom pohranom u oblaku, IP sustavom nadzora s 200-kamera i VoIP PBX-om. Uzvodni promet suparnik je ili ga premašuje nizvodno. GPON-ovo ograničenje od 1,244 Gbps uzvodno postaje ograničavajući čimbenik, a ne njegov jak nizvodno. EPON-ov simetrični 1 Gbps daje dosljednu izvedbu u oba smjera bez potrebe za zaobilaznim rješenjima 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 jezgrene sklopke kampusa - jedna stvar manje za rješavanje problema u 2 sata ujutro

 

 

QoS i upravljanje prometom

GPON ugrađuje QoS u protokol. Tri kanala upravljanja - ugrađeni OAM, PLOAM i OMCI - nativno upravljaju enkripcijom, nadzorom pogrešaka, dodjelom propusnosti i udaljenim ONT pružanjem usluga. Namjenski T-CONT-ovi (Transmission Containers) mogu jamčiti minimalnu propusnost za glas dok dinamički dijele preostali kapacitet među korisnicima podataka. Za ISP-ove koji spajaju širokopojasni pristup, IPTV i VoIP, ovo je - vrlo važno.

EPON nema ugrađen-QoS. Prioritet prometa provodite putem 802.1Q VLAN oznaka, DiffServ oznaka ili proširenja-specifičnih za dobavljača. Radi, ali dodaje konfiguracijske slojeve i ponekad zahtijeva skuplji OLT preklopni hardver za održavanje konzistentnih SLA-ova u bazi pretplatnika s mješovitim-prometom. Za čiste podatkovne usluge - internet-samo kućni ili poslovni Ethernet - taj dodatni režijski troškovi rijetko su opravdani, a EPON-ova jednostavnost pobjeđuje. Mnoge poslovne EPON implementacije upravljaju QoS-om u potpunosti na rubnom usmjerivaču razine 3, potpuno zaobilazeći PON sloj.

 

Ako vaš poslovni model ovisi o isporuci tri ili više vrsta usluga preko jednog vlakna - širokopojasni, linearni TV i glas su klasična kombinacija - GPON-ova T-CONT arhitektura zaslužuje svoju složenost. Svakoj klasi usluge dodjeljujete vlastiti spremnik sa zajamčenom donjom propusnošću, a mehanizam DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) redistribuira neiskorišteni kapacitet u stvarnom vremenu. To znači da pretplatnik koji preuzima veliku datoteku ne degradira susjedov videostream sredi-framea, čak ni kada je podijeljeni učitan. Pokušaj postizanja iste izolacije na EPON-u zahtijeva slaganje vanjskih QoS politika na OLT i potencijalno na svakom međusklopku, što povećava i kapitalne izdatke i površinu konfiguracije koju morate održavati.

 

S druge strane, puno mreža pruža jednu uslugu - pristup internetu - i nemaju potrebu za jamstvima propusnosti po-toku na PON sloju. Gradski širokopojasni projekti, proširenja Etherneta u kampusu i industrijski IoT backhaul spadaju u ovu kantu. Za te implementacije, EPON-ov nedostatak ugrađenog-QoS-a nije nedostatak; uklonjena je nebitna složenost. Što je skup protokola jednostavniji, to je manje načina kvarova tijekom rješavanja problema i manja su ulaganja u obuku za vaš operativni tim.

 

 

Omjer dijeljenja, doseg i što ih zapravo ograničava

GPON podržava do 1:128 podjele; 1:32 i 1:64 standardne su proizvodne konfiguracije. EPON obično radi od 1:16 do 1:32. Obje tehnologije dosežu približno 20 km između OLT-a i najudaljenijeg ONT-a pri normalnim omjerima dijeljenja. GPON-ov nešto veći proračun optičke snage daje mu bolju marginu pri velikim podjelama i dužim trčanjima.

 

Standardi vam govore gornju granicu. Polje vam govori što zapravo dobivate. Stvarne performanse razdjelnika ovise o vrsti vlakna (G.652D nasuprot G.657A), stupnju poliranja konektora (APC nasuprot UPC), gubitku umetnutog razdjelnika i je li montažer očistio svaku površinu konektora prije zatvaranja kućišta. 1:64 GPON split na papiru pretvara se u povremene pogreške na 18 km ako imate dva prljava SC/APC konektora i savijanje vlakna ispod minimalnog radijusa negdje u vožnji.

 

Prije nego što se posvetite omjeru dijeljenja, izmjerite stvarni proračun optičke snage kalibriranim mjeračem snage na udaljenom kraju. Provjerite je li vašGPON ONU terminalosjetljivost prijemnika ima najmanje 2-3 dB margine iznad onoga što veza isporučuje nakon svih gubitaka u razdjelniku, konektoru i kabelu. Ta margina uzima u obzir starenje komponenti, buduće spajanje i sezonske promjene temperature koje pomiču slabljenje vlakana.

 

U gustoj gradskoj FTTH zgradi gdje najudaljeniji pretplatnik sjedi unutar 5 km od središnjeg ureda, i GPON i EPON rade ugodno na 1:32. Proračun optičke snage je velikodušan, gubici konektora su prihvatljivi, a imate rezervu za buduće spojne točke. Odabir tehnologije u tom scenariju ovisi o drugim čimbenicima - propusnost, QoS, trošak - ne o fizičkom sloju.

 

Pitanje omjera dijeljenja postaje zanimljivije u prigradskim i polu-ruralnim zgradama gdje se udaljenosti kreću prema 15-20 km, a gustoća pretplatnika opravdava 1:64. GPON-ov veći proračun za napajanje apsorbira dodatni gubitak razdjelnika i još uvijek ostavlja marginu za nekoliko prljavih konektora ili manje--od-savršenog spoja. EPON na 1:64 preko 18 km tehnički je unutar specifikacija, ali radite gotovo bez ikakve margine - bilo kakva degradacija u pogonu vlakana (žvakanje glodavaca, zarez na konstrukciji, istrošeni konektor) može gurnuti vezu ispod praga. Ako planirate pokrenuti velike podjele na udaljenosti, GPON-ov optički prostor nije neobavezan - to je razlika između stabilne mreže i one koja generira povremene alarme svaki put kad se temperatura promijeni.

 

 

Varijable stvarnog troška, ​​ne samo OLT cijena

Staro pravilo - "EPON je jeftiniji" - bilo je istinito kada su se GPON skupovi čipova oslanjali na skupe FPGA. Danas su integrirani GPON SoC-ovi zatvorili jaz po-portu. Sama usporedba jedinične cijene propušta stvarnu sliku TCO-a. Četiri faktora su važnija:

 

1. Jedinični trošak OLT i ONU:Sada blizu pariteta. EPON još uvijek malo prednjači za male implementacije ispod 200 pretplatnika gdje GPON-ove prednosti u veličini ne djeluju.
2. Kompatibilnost modula:Neusklađeni primopredajnik uzrokuje preklapanja veze koja generiraju kotrljanje kamiona. Provjerite faktor oblika, valnu duljinu (1310/1490/1550 nm za PON), kodiranje firmvera glavnog računala i podršku za DDM prije kupnje. Čistopopis za odabir primopredajnikasprječava najčešće pogreške u nabavi.
3. Izbor vlakana i konektora:G.652D pojedinačni-način za standardne vožnje, G.657A za uske{3}}zavoje unutarnjeg usmjeravanja. APC konektori za PON (odraz donjeg dijela leđa-). LSZH jakna za unutarnje plenumske prostore. Ove odluke utječu na - krivo poliranje konektora samo po sebi može koštati 0,5 dB po spojenom paru, dovoljno da gurne rubnu vezu u kvar.
4. Tekuće operacije:GPON-ova podrška za OMCI i TR-069 omogućuje nadogradnju firmvera na daljinu, praćenje performansi i izolaciju grešaka bez slanja tehničara. EPON-ovo SNMP-upravljanje je jednostavnije, ali manje granularno. Za velike baze pretplatnika, GPON-ovo daljinsko upravljanje smanjuje OPEX po pretplatniku tijekom životnog ciklusa od 5 do 7 godina.

•  

Za malog ISP-a ili širokopojasnu zadrugu zajednice koja povezuje 100-200 prostorija s jednim OLT-om, EPON-ov niži ulazni trošak još uvijek ima financijski smisao. Kupujete manje OLT kartica, vaš broj pretplatnika ne opravdava podjelu 1:64, a vaša ponuda usluga je-samo internet - tako da GPON-ov QoS i značajke upravljanja ne daju dovoljno operativnih ušteda da nadoknade malo višu cijenu opreme. Neka skup bude jednostavan, proračun neka bude ograničen.

 

Matematika se mijenja kada prijeđete otprilike 500 pretplatnika ili počnete nuditi usluge u paketu. U tom opsegu, sposobnost GPON-a za pokretanje 1:64 dijeljenja znači manje OLT portova i manje feeder vlakana za pokrivanje istog područja usluge. Njegovo OMCI i TR-069 daljinsko upravljanje smanjuje broj kamionskih rola po pretplatniku godišnje - metriku koja dominira OPEX-om u bilo kojoj pristupnoj mreži. A ako prodajete IPTV uz širokopojasni pristup, T-CONT propusnost jamči izbjegavanje pritužbi korisnika i odljeva koji dolaze zbog degradacije kvalitete videa tijekom vršnih sati. Tijekom životnog ciklusa imovine od 5 do 7 godina, te se uštede povećavaju znatno iznad početne razlike u cijeni opreme.

 

 

Realnost regionalnog tržišta

GPON dominira Sjevernom Amerikom i Europom. AT&T, Deutsche Telekom i Orange izgradili su svoje FTTH mreže oko njega za triple{1}}isporuku i kompatibilnost s postojećim ulaganjima u transport TDM/ATM.

 

EPON je vodeći u istočnoj Aziji. NTT, KT i China Telecom pokrenuli su masovnu izgradnju FTTH koristeći jeftin-silicijum EPON od domaćih proizvođača čipova. Ethernetova dominacija u azijskim poslovnim mrežama pojačala je taj izbor. Ako nabavljate opremu za implementaciju u jugoistočnoj Aziji, pronaći ćete dublji EPON opskrbni lanac s kraćim rokovima isporuke na ONU zalihama. Ako gradite u Americi ili Europi, ekosustavi dobavljača GPON-a su zreliji i lakše je doći do dokumentacije o testiranju interop-a.

 

Tržišta u nastajanju u Africi i Južnoj Americi sve više prihvaćaju GPON za greenfield FTTH jer viši omjer dijeljenja opslužuje više pretplatnika po OLT-u - što je odlučujuća prednost kada je iskopavanje vlakana najveća pojedinačna stavka u proračunu. Neki operateri u ovim regijama postavljaju XPON ONU hardver s dvostrukim-načinom rada kako bi zadržali svoje opcije otvorenima tijekom početnog uvođenja, prebacujući se između GPON i EPON načina rada ovisno o tome koji OLT dobavljač pobijedi na natječaju za određeni okrug.

 

 

Nadogradnja na 10G bez ponovne izgradnje

Oba standarda imaju 10-gigabitne nasljednike koji koegzistiraju s naslijeđenom opremom na istom vlaknu kroz preklapanje valne duljine - nije potrebna nadogradnja viličara.

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

 

Komponenta koja se zapravo mijenja tijekom 10G nadogradnje je optički modul u OLT-u i ONT-u. Uređaji s dvo-načinom rada poputXPON ONU stick primopredajnikpodržavaju GPON i EPON u jednom SFP-u, što pojednostavljuje inventar za operatere koji koriste mješovite mreže ili sred-migraciju.

 

 

Zašto ova usporedba dolazi iz iskustva implementacije

Ovo nije sažetak-dokumenta o standardima. FB-LINK proizvodi opremu za optičko umrežavanje od 2012., s više od 300 inženjera i proizvodnim pogonom za čiste sobe od 1600 m² u Shenzhenu. Linija proizvoda pokriva cijeli FTTx pristupni lanac:GPON OLT kućištes 8 i 16 PON priključaka, GPON i EPON ONU terminala u 1GE kroz WiFi-integrirane modele, XPON dual-mode ONU stickove i optičke primopredajnike i patch kabele koji ih povezuju. Proizvodi imaju certifikate CE, RoHS, ISO 9001 i ISO 14001, s regionalnim servisnim točkama diljem jugoistočne Azije i Afrike.

 

 

Često postavljana pitanja