EPON vs GPON
A következő generációs szolgáltatás nyújtásának választható technológiája Észak-Amerikában a 100 megabites és szimmetrikus sebességű adatszolgáltatások hagyományosan csak a nagyvállalati ügyfelek rendelkezésére álltak, mivel a rostgyártás és a vállalati adatberendezés magas költségekkel jár. A kis- és középvállalkozások számára alacsonyabb teljesítményű kábelmodemet vagy DSL-technológiát alkalmaztak, amelyek bizonyítottan nem képesek gazdaságilag magas szimmetrikus sávszélességet biztosítani. Most, hogy a kis- és középvállalkozások ügyfelei sávszélességet igénylő alkalmazásokat, például felhőszolgáltatásokat fogadnak el, gyorsan növekszik az igény az erre szánt szálas Ethernet teljesítményére DSL vagy kábelmodem áron. Ez pedig arra ösztönzi a szolgáltatókat, hogy vizsgálják meg azokat a technológiákat, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy nyereségesen teljesítsék e rendkívül jövedelmező piac szolgáltatási igényeit. A meglévő dedikált vállalati Ethernet megoldások, amelyek képesek eleget tenni a technológiai követelményeknek, túl drágák ahhoz, hogy hatékonyan támogassák a kis- és középvállalkozások árvárakozásait. A passzív optikai hálózat (PON) ígéretes lehetőségeket kínál mind a szolgáltatás minősége, mind az ár szempontjából. Az operátoroknak két érvényes technológiai választásuk van a piac kiszolgálására: EPON és GPON. Noha a GPON jelenleg széles körben működik Észak-Amerikában, azt várhatóan felváltja az EPON, amely kiváló technológiai befektetés a lakossági és a kis- és középvállalkozások Ethernet szolgáltatásainak szállításához. Ez a cikk megvizsgálja azokat az okokat, amelyek miatt az EPON a választott technológia a nagyvállalati minőségű Ethernet szolgáltatások kis- és középvállalkozásoknak és lakossági ügyfeleknek történő szállításához olyan áron, amelyet hajlandó fizetni. A DOCSIS® infrastruktúra korlátainak leküzdése
A kábelszolgáltatók már régóta kiszolgálják a kis- és középvállalkozásokat a DOCSIS eszközökkel. Ugyanakkor operatív és pénzügyi szempontból lehetetlennek tartják a meglévő DOCSIS infrastruktúra radikális változtatásait, amelyek szükségesek ahhoz, hogy lépést tartsanak a nagyobb sebességű, szimmetrikus szolgáltatási kínálat iránti igényekkel. A szimmetrikus sávszélesség biztosítása a DOCSIS használatával mindig kihívást jelentett a rendelkezésre álló upstream csatornák korlátozott száma miatt, az eredeti DOCSIS szabványban meghatározottak szerint. Ez a korlátozás eredményeként a kábelmodemes szolgáltatások a nagy downstream sávszélességet részesítették előnyben, gyakran meghaladva a 100 Mbs-t, miközben a legtöbb szolgáltató termékének upstream képességei legfeljebb 10 Mbs-re korlátozódtak. Igaz, hogy a DOCSIS 3.0 szabvány további RF csatornákat határoz meg, amelyek lehetővé teszik az upstream kapacitás kibővítését, de a szűrők eltávolítása a meglévő kábel-infrastruktúráról az új frekvenciatartományok támogatása érdekében tőkeigényes gyakorlat, amelyet a legtöbb kábelszolgáltató lelkesen nem vállal. A hálózati teljesítmény javítása érdekében, miközben csökkenti a nagyobb sebesség és a szimmetrikus sávszélesség szállításának költségeit, a kábelszolgáltatók olyan megoldásokat keresnek, amelyek a dedikált Ethernet teljesítményét kombinálják a DOCSIS eszközök alacsony tőke- és működési költségeivel. A PON vonzó alternatívává válik, mivel olcsó berendezéseket használ szimmetrikus gigabites sebességek elérésére, támogatja a többszörös szolgáltatási kínálatot, és ellenáll a rádiófrekvencia-zavaroknak, amelyek ronthatják az ügyfelek tapasztalatait és növelik az üzemeltetési költségeket.
Rivális szabványok: EPON és GPON
A PON általános felhasználása az előfizetői szolgáltatásokhoz viszonylag új az Egyesült Államokban: a Verizon 2005-ben kezdte először FiOS szolgáltatását, 2012-ben pedig a Kansas City Google Fiber kínálatát. Ezzel szemben az írás időpontjától kezdve Ázsiában több mint harminc millió volt. Az EPON portok telepítve vannak. Az ITU az 1990-es évek végén eredetileg ATM-alapú PON-ként vagy APON-ként szabványosította. A PON az ITU (GPON) és az IEEE (EPON) két, egymással versengő nemzetközi szabvány megvalósításává vált. A GPON szabvány előnye, hogy Észak-Amerikában a piac időzítése; az ITU-T G.984.x sorozat szabványait 2003-ban ratifikálták, míg az IEEE csak a 2004-es évben, azaz egy évvel később ratifikálta a 802.3ah szabványt. A GPON-szabvány ratifikációjának ütemezése és annak képessége, hogy a natív TDM-szolgáltatásokat is szállítsák, valószínűleg hozzájárultak ahhoz, hogy a Verizon FiOS telepítésének platformjává válasszák, ami megmagyarázza, hogy a GPON miért adja jelenleg az FTTH-telepítések nagy részét a Észak Amerika.
Eredetileg a GPON műszaki piaci előnye volt abban, hogy átviteli konvergencia rétege nemcsak a natív Ethernet keretek beágyazását, hanem az ATM cellák és a TDM szolgáltatások beépítését is beillesztette. Ez a képesség ideális választást tett azoknak a fuvarozóknak, amelyek egyidejű hang- és adatszolgáltatást kívánnak nyújtani ügyfeleiknek. Mivel a telefonszolgáltatások átkerültek a hagyományos TDM-ről az IP-re, a GPON ezen technikai előnye az EPON-hoz képest most elvesztette jelentősége relevanciáját.
Az EPON és a GPON relatív gazdasági és műszaki előnyei
Az optikai elosztóberendezések (szálas típusú, osztók, csatlakozók stb.) Költségei hasonlóak mind a GPON, mind az EPON esetében. A két szabvány elsődleges technikai és ezért költségváltozása az OLT-ben és az ONU-ban található. A GPON és az EPON OLT és ONU elsődleges különbségei az ASIC / FPGA és az optikai modulok. A piacon elérhető GPON termékek többsége FPGA-alapú, míg az EPON-termékek elsősorban alacsonyabb költségű ASIC-okat használnak. Bár az ASIC felépítésének szerszámai drágábbak, miután ezt az előzetes beruházást megtették, a termelési költségek jóval alacsonyabbak, mint az FPGA lapkakészleteknél, és a költségeket tovább csökkentik az előállított forgácsok mennyiségével arányosan. Az ázsiai EPON iránti magas kereslet, ahol eddig tízmillió egység telepítésre került, lehetővé tette a gyártók számára, hogy amortizálják a kezdeti ASIC beruházást, miközben továbbra is csökkentették az alkatrészek költségeit, mivel a kereslet és ezáltal a mennyiség növekedett. Az ASIC-gyártók jobb méretgazdaságossága nagyobb mennyiségek esetén arra utal, hogy a GPON termékek valószínűleg nem csökkennek olyan gyorsan az árban, mint az EPON chipkészletek eddig megtették (és a kereslet növekedésével továbbra is így lesz). Ezenkívül a GPON optikai moduljai drágábbak, mint az EPON, a gyorsabb be-ki lézermoduláció és az ITU-T szabvány által megkövetelt többszörös lézerteljesítmény-szint miatt. Ezenkívül a sok GPON gyártó által használt 2,4 Gbps sebesség nem szabványos az optikai ipar számára, ami korlátozza az ilyen készülékek gyártási költségeinek csökkentéséhez szükséges kereslet mennyiségét. Nagyon kétséges, hogy a GPON berendezések költségei hosszú távon olyan alacsonyak lehetnek, mint az EPONé.
Az EPON-nak egyértelmű műszaki előnye van egy olyan hálózatban, ahol a szolgáltatásokat Ethernet vagy IP-nek definiálják Ethernet-en keresztül, mivel az Ethernet kereteket natív módon szállítják a passzív optikai hálózaton. A GPON két rétegű beágyazáshoz igényel ugyanazt a forgalmat. A GPON-ban az Ethernet-adatokat és a TDM-kereteket először be kell kapszulázni a GEM-keretekbe, amelyeket az ATM-keretekkel együtt tovább kapszuláznak a GTC-keretekbe a PON-on történő szállításhoz. Noha ez a megközelítés jól működött, ahol szükség volt a natív TDM és ATM forgalom szállítására, egy teljes Ethernet hálózatban a GEM és a GTC beágyazás beillesztése felesleges bonyolultságot eredményez, és nem jelent valódi előnyt a tiszta Ethernet keretek szállításában.
A GPON kifejezetten pont-pont közötti kapcsolatok támogatására készült. így ahol Ethernet áthidaló vagy LAN / VLAN támogatásra van szükség, ezt az OLT előtt kell végezni overlay berendezéssel. Ezzel szemben az MEF által meghatározott szolgáltatások kézbesítése az EPON rendszerek alapvető képessége.
Mivel az EPON az IEEE 802.3 Ethernet szabványokra épül, örökli a szabványos Ethernet MIB-ket, amelyeket a vivőhálózatok kezelésére már telepített OSS rendszerek jól támogatnak. Ezenkívül a CableLabs® DPoE ™ specifikációs támogatás, amelyet most építenek be az EPON berendezésekbe, lehetővé teszi a meglévő szabványosított API-k használatát az EPON telepítések egyszerű biztosításához, kezeléséhez és karbantartásához. A DPoE-t úgy alakították ki, hogy közvetítsen az operátor meglévő DOCSIS szolgáltatási és felügyeleti rendszerei között, hogy az OLT és ONU eszközök a PON hálózaton belül úgy jelenjenek meg, mintha DOCSIS CMTS és kábelmodem. Fontos megjegyezni, hogy a DPoE arra ösztönzi a berendezésgyártókat, hogy építsenek képességeket a rendszereikbe, hogy támogassák az iparág által szabványosított API-k halmazát a szolgáltatásnyújtáshoz. Ez nemcsak lehetővé teszi a kábelszolgáltatók számára, hogy megismételhető és hatékony módon automatizálják az Ethernet szolgáltatások biztosítását a meglévő irodájuk felhasználásával, hanem egy beépített szabványos szolgáltatási és karbantartási mechanizmust is kínálnak minden távközlési társaság számára. Ez az előny nem érhető el a GPON termékekben.
Noha ezt a szabványosított szolgáltatási keretet a kábelszolgáltatók éppen most kezdik elfogadni, az átlátható ellátási és telepítési folyamat alkalmazási lehetősége, függetlenül attól, hogy ki gyártotta a készüléket, továbbra is fokozza az EPON központi telepítésének fokozott elterjedését Észak-Amerikában. Ennek oka az, hogy a hálózati műveletek „ahol a gumi megfelel az útnak” abban az értelemben, hogy ez az egyik legfontosabb tényező a költségek ellenőrzésében, valamint a hatékonyság és a termelékenység javításában. A legtöbb meglévő OSS-rendszer úgy van írva, hogy konkrét hardvertípusokra vonatkozzon, nem pedig a hardvert úgy tervezték, hogy az megfeleljen az ipari szabványú API-k készletének. A közös szoftverstandardok elfogadása a tulajdonosi OSS-interfészek jelenlegi dominanciája helyett megkönnyíti az interoperabilitást és simább szolgáltatásokat nyújt és nyújt szolgáltatásokat. Végső soron a szabványosított OSS API-k javítják az operátorok piacának választását, lehetővé téve számukra, hogy a berendezéseket gazdasági és műszaki érdemeik alapján válasszák, és ne egy gyártóhoz rögzítsék, amint ez a legtöbb operációs hálózatban jellemző. Ennek a fejlődésnek a lehetséges előnyei nyilvánvalóak.
A GPON-nak van néhány marginális előnye az EPON-hoz képest, amelyeket a méltányosság érdekében meg kell jegyezni. Az egyik előnye az, hogy a GPON használja az NRZ vonalkódolást, szemben az EPON által használt 8B10B vonalkódolással, ami bizonyos marginális sávszélességet eredményez. Ez az oka annak, hogy az EPON vonali sebessége 1,2 Gbps, de a maximális kapacitása 1 Gbps, míg a GPON maximális kapacitása az 1,2 vagy 2,4 Gbps vonalsebesség. Mivel mindkét rendszer támogatja a 10 Gbps-os alternatívát, ez az előny nagyrészt irreleváns. Ezenkívül a GPON szabvány meghatározza a védelmi kapcsolást, a dinamikus sávszélesség-elosztást és az ONU teljesítményszintező mechanizmust. Ezek mindegyike opcionális, vagy nem meghatározható az EPON szabványban, és ezek bármilyen megvalósítása gyártóspecifikus lesz, és lehet, hogy nem működnek együtt a multivendor OLT / ONU példányok között.
Az EPON-nal kapcsolatos jelenlegi szabványfejlesztési munka csak tovább bővíti vonzerejét, különösen a kábelszolgáltatók számára. Ezek közül az első az EPoC szabványfejlesztése, amelyet jelenleg az IEEE hajt végre. Ez lehetővé teszi a meglévő koaxiális kábel-infrastruktúra fizikai közegként történő használatát az EPON számára, ezáltal kiküszöbölve az utolsó mérföldes optikai szál építésének követelményét minden ügyfél számára. Az ezzel járó egyértelmű költség-haszon miatt ennek a fejleménynek minden bizonnyal széles körű piaci hatása lesz, mivel a kábelszolgáltatók kihasználják az EPON üzleti szolgáltatásainak és lakossági telepítésének kibővítését. A második fejlesztés a WDM hozzáadása a PON-hoz. A WDM PON lehetővé teszi az üzemeltetőknek, hogy hullámhosszokat különféle ügyfeleknek szenteljenek, kiküszöbölve az EPON közös adathordozóval kapcsolatos aggályait. A WDM PON az EPON-t életképes megoldássá teszi mind a celluláris, mind a nagyvállalati telepítéseknél, ahol a megosztott adathordozók túlzott feliratása nem kívánatos.
Az EPON összes tulajdonjogának előnye
Az 1990-es évek végén, amikor az ATM és a SONET uralta a fuvarozó szállítási hálózatokat, kevesen láthatták volna a Carrier Ethernet mai dominanciáját. A bevezetése óta eltelt 40 évben az Ethernet rugalmasságának, egyszerűségének és méretgazdaságosságának köszönhetően megszerezte jelenlegi pozícióját domináns szállítási technológiaként, amely természetesen levezette annak költségeit a piacon lévő alternatívákhoz képest. Ugyanezek a műszaki képességek és a piaci dinamika továbbra is az EPON-nak a GPON-hoz képest a tulajdonosi költségek előnyeit jelentik. Nyilvánvaló, hogy az EPON gyorsan elnyeri mind a műszaki, mind a gazdasági előnyöket, ami tovább ösztönzi az üzemeltetőket, hogy válasszák azt a GPON fölött. Csakúgy, mint az Ethernet szállítás a SONET és az ATM felett, amint az EPON lendületet kap az észak-amerikai piacon, a gyártás költségei idővel továbbra is exponenciálisan csökkennek, hasonlóan az Ethernet szállításhoz a metróhálózatokban. Végül a jobb tulajdonságokkal és alacsonyabb költségekkel bíró termékek dominálnak a piacon, és az EPON egyértelműen jó helyzetben van, hogy az utóbbi mérföldön a legfontosabb szálszállítási mechanizmussá váljon.
mozaikszavak
API - Alkalmazási programozási felület
APON -ATM PON
ASIC - Alkalmazás-specifikus integrált áramkör
ATM - Szinkron átviteli mód
CMTS -Kábel modem lezáró rendszer
DOCSIS - Adatkábel-átviteli interfész specifikáció
DPoE -DOCSIS Az EPON biztosítása
EPoC -EPON a Coax felett
EPON -Ethernet passzív optikai hálózat
FPGA-terepen programozható kapu tömb
FTTH -szálas haza
GEM-GPON kapszulázási módszer
GTC -GPON átviteli konvergencia
IEEE - Elektromos és Elektronikus Mérnökök Intézete
IP - Internet protokoll
ITU - Nemzetközi Távközlési Unió
LAN - Helyi hálózat
LTE - hosszú távú evolúció
MIB - Menedzsment Információs Bázis
NRZ -Non-Vissza a nullához
OLT -Optikus vonali terminátor
ONU - optikai hálózati egység
OSS - Műveletek támogatási rendszere
PON -Passzív optikai hálózat
SONET - Szinkron optikai hálózat
TDM - Időosztásos multiplexálás
VLAN - virtuális helyi hálózat
WDM - Hullámhossz-osztásos multiplexálás
