EPON проти GPON
Технологія вибору для надання послуг нового покоління в Північній Америці послуги передачі даних зі 100 мегабіт плюс симетричні тарифи традиційно доступні лише великим замовникам підприємств через високі витрати на будівництво волокон та обладнання даних підприємств. Клієнти малого та середнього бізнесу були переведені на кабельний модем із низькою продуктивністю або технології DSL, які виявилися неспроможними забезпечити високу симетричну пропускну спроможність. Тепер, коли клієнти з малого та середнього бізнесу приймають додатки з широкою пропускною здатністю, такі як хмарні сервіси, попит на спеціальні продуктивність Ethernet для волокон в ціні DSL або кабельного модему швидко зростає. Це, в свою чергу, спонукає операторів досліджувати технології, які дозволять їм вигідно задовольнити потреби обслуговування цього високоприбуткового ринку. Існуючі спеціалізовані рішення Ethernet для підприємств, хоча здатні відповідати технологічним вимогам, є надто дорогими, щоб ефективно підтримувати цінові очікування клієнтів малого та середнього бізнесу. Пасивна оптична мережа (PON) пропонує перспективні можливості як з точки зору якості обслуговування, так і ціни. Оператори мають два дійсні технології вибору для обслуговування цього ринку: EPON та GPON. Незважаючи на те, що GPON зараз широко використовується у Північній Америці, його буде замінено EPON, що є чудовою інвестицією в технологію для надання послуг Ethernet для житлових підприємств та підприємств середнього та середнього бізнесу. У цьому документі розглядаються причини, чому EPON - це технологія вибору для надання послуг Ethernet великих підприємств для малих та середніх підприємств та приватних клієнтів за ціною, яку вони готові платити. Подолання обмежень інфраструктури DOCSIS®
Кабельні оператори давно обслуговують клієнтів малого та середнього бізнесу, що використовують пристрої DOCSIS. Однак вони вважають, що оперативно та фінансово недоцільно проводити докорінні зміни в існуючій інфраструктурі DOCSIS, необхідні для того, щоб не відставати від попиту клієнтів на швидкісні симетричні пропозиції послуг. Надання симетричної пропускної здатності за допомогою DOCSIS завжди було складним завданням через обмежену кількість доступних каналів висхідної лінії, визначених у вихідному стандарті DOCSIS. Це обмеження призвело до того, що послуги кабельного модему еволюціонували на користь великої пропускної здатності низхідної лінії, що часто перевищує 100 Мбіт, тоді як можливості більшості продуктів більшості операторів були обмежені 10 Мбіт або нижче. Це правда, що стандарт DOCSIS 3.0 визначає додаткові радіочастотні канали, що дозволяють розширити потужність вгору за течією, але видалення фільтрів із існуючої кабельної інфраструктури для підтримки нових діапазонів частот - це капітально інтенсивна робота, яку більшість кабельних операторів не захоплюються. Щоб покращити продуктивність мережі та знизити вартість доставки більшої швидкості та симетричної пропускної здатності, кабельні оператори шукають рішення, що поєднують продуктивність виділеної Ethernet з низьким капіталом та експлуатаційними витратами пристроїв DOCSIS. PON стає новою привабливою альтернативою завдяки використанню недорогого обладнання для доставки симетричних гігабітних швидкостей, підтримці численних пропозицій послуг та несприйнятливості до порушень радіочастот, які можуть порушити якість досвіду клієнтів та збільшити експлуатаційні витрати.
Стандарти суперечок: EPON проти GPON
Основне використання PON для абонентських послуг порівняно нове у Сполучених Штатах. Verizon вперше запропонував свою послугу FiOS, починаючи з 2005 року, а в Канзас-Сіті Google Fiber запропонував 2012 рік. І навпаки, станом на час написання інформації в Азії було понад тридцять мільйонів Розгорнуті порти EPON. Спочатку стандартизований МСЕ на базі ATM або APON, наприкінці 1990-х рр. PON перетворився на два, які зараз є двома конкуруючими міжнародними стандартами впровадження МСЕ (GPON) та IEEE (EPON). Стандарт GPON має перевагу в ринкових термінах у Північній Америці; стандарти 2003 року МСЕ-T G.984.x були ратифіковані в 2003 році, тоді як IEEE не ратифікував стандарт 802.3ah до 2004 року, через рік. Час ратифікації стандарту GPON, а також його спроможність здійснювати вбудовані послуги TDM, ймовірно, сприяли його вибору в якості платформи для розгортання Verizon FiOS, що пояснює, чому GPON наразі складає більшу частину розгортань FTTH у Північна Америка.
Спочатку GPON мав технічну ринкову перевагу тим, що його рівень передачі конвергенції в основному містив не тільки інкапсуляцію вбудованих кадрів Ethernet, але й осередки банкоматів та послуги TDM. Ця можливість зробила його ідеальним вибором для операторів, які бажають одночасно надавати послуги голосових даних та даних своїм клієнтам. Оскільки телефонні послуги перейшли від традиційного TDM до IP, ця технічна перевага GPON перед EPON втратила більшу частину своєї актуальності.
Відносні економічні та технічні переваги EPON та GPON
Витрати на оптичне розподільне обладнання (тип волокон, спліттери, роз'єми тощо) аналогічні як для GPON, так і для EPON. Первинна технічна, а отже, і вартісна різниця між цими двома стандартами є у OLT та ONU. Основними відмінностями компонентів у OLT та ONU для GPON та EPON є ASIC / FPGA та оптичні модулі. Більшість продуктів GPON, доступних на ринку, базуються на FPGA, тоді як продукти EPON переважно використовують дешеві ASIC. Незважаючи на те, що інструменти для створення ASIC значно дорожчі, після того, як були зроблені передові інвестиції, виробничі витрати значно нижчі, ніж для чіпсетів FPGA, а витрати додатково зменшуються пропорційно обсягу вироблених чіпів. Високий попит на EPON в Азії, де на сьогодні розміщено десятки мільйонів одиниць, дозволив виробникам амортизувати початкові інвестиції ASIC, продовжуючи знижувати вартість компонентів у міру попиту, а отже, і обсягу. Краща економія масштабу при більших обсягах для виробників ASIC говорить про те, що навряд чи продукція GPON знизиться настільки швидко, як досі зробили чіпсети EPON (і надалі зростатимуть із збільшенням попиту). Крім того, оптичні модулі для GPON також дорожчі, ніж EPON, завдяки швидшій лазерній модуляції, що вимикається, і багаторазовому лазерному нівелюванню потужності, необхідному стандарту ITU-T. Крім того, частота 2,4 Гбіт / с, що використовується багатьма виробниками GPON, є нестандартною для оптичної галузі, що обмежує обсяг попиту, необхідний для зниження виробничих витрат на ці пристрої. Дуже сумнівно, що вартість обладнання GPON може колись бути такою ж низькою, як і для EPON у довгостроковій перспективі.
EPON має чітку технічну перевагу в мережі, де послуги визначаються як Ethernet або IP через Ethernet, оскільки Ethernet кадри переносяться в пасивній оптичній мережі. GPON вимагає двох шарів інкапсуляції, щоб здійснювати той самий трафік. У GPON, дані Ethernet та кадри TDM спочатку повинні бути капсульовані в кадри GEM, які потім додатково інкапсулюються разом з кадрами ATM у рамки GTC для транспортування по PON. Незважаючи на те, що цей підхід працював добре там, де потрібно було переносити нативний TDM та ATM-трафік, у мережу All-Ethernet включення GEM та GTC-капсуляції додає зайвої складності та не дає реальної користі для транспортування чистих кадрів Ethernet.
GPON створений спеціально для підтримки точкових з'єднань; Таким чином, там, де потрібне з'єднання Ethernet або підтримка LAN / VLAN, це повинно бути виконано вище від OLT за допомогою накладного обладнання. І навпаки, надання послуг, визначених MEF, є стандартними можливостями систем EPON.
Оскільки EPON побудований на стандартах IEEE 802.3 Ethernet, він успадковує стандартні Ethernet MIB, які добре підтримуються системами OSS, які вже розгорнуті для управління мережами несучих. Крім того, підтримка специфікації CableLabs® DPoE ™, яка зараз вбудовується в обладнання EPON, дозволяє використовувати існуючі стандартизовані API для легкого забезпечення, управління та обслуговування установок EPON. DPoE був розроблений для посередництва між існуючими системами забезпечення та управління DOCSIS оператора, щоб спричинити появу пристроїв OLT і ONU в мережі PON так, ніби вони є DOCSIS CMTS і кабельним модемом. Важливо зазначити, що DPoE заохочує виробників обладнання нарощувати можливості в своїх системах, щоб вони підтримували стандартизований набір галузей API для надання послуг. Це не лише дозволяє операторам кабельного зв'язку автоматизувати надання послуг Ethernet повторюваним та ефективним способом, використовуючи існуючий бек-офіс, але також забезпечує вбудований стандартизований механізм забезпечення та обслуговування для всіх телекомунікаційних компаній. Ця вигода не доступна в продуктах GPON.
Незважаючи на те, що ця стандартизована система забезпечення просто починає бути прийнята кабельними провайдерами, можливість використання добре зрозумілого процесу забезпечення та монтажу незалежно від того, хто виготовив обладнання, і надалі сприятиме збільшенню обсягів розгортання EPON у Північній Америці. Це пояснюється тим, що мережеві операції - це "там, де гума зустрічає дорогу" в тому сенсі, що вона є одним з найважливіших факторів, що сприяють контролю за витратами та підвищенню ефективності та продуктивності. Більшість існуючих систем OSS написані для вирішення конкретних типів апаратного забезпечення, а не апаратного забезпечення, призначеного для відповідності набору стандартних галузевих API. Прийняття загальних стандартів програмного забезпечення, а не поточне домінування фірмових інтерфейсів OSS, сприятиме взаємодії та згладжувати процеси надання та надання послуг. Зрештою, стандартизовані API-програми OSS покращать вибір оператора на ринку, дозволяючи їм вибирати обладнання на основі економічних та технічних переваг, а не замикатися на одного постачальника, як це часто в більшості мереж операторів. Потенційні переваги цього розвитку очевидні.
GPON має деякі граничні переваги перед EPON, які слід зазначити в інтересах справедливості. Однією з переваг є використання GPON кодування лінії NRZ порівняно з використанням EPON лінії 8B10B кодування, що забезпечує деяку граничну ефективність пропускної здатності. Ось чому EPON має лінійну швидкість 1,2 Гбіт / с, але максимальна ємність 1 Гбіт / с, а максимальна потужність GPON - 1,2 або 2,4 Гбіт / с. Оскільки обидві системи тепер підтримують альтернативу 10 Гбіт / с, ця перевага значною мірою не має значення. Крім того, стандарт GPON визначає комутацію захисту, динамічне розподілення пропускної здатності та механізм нівелювання живлення ONU. Усі вони є або необов’язковими, або невизначеними у стандарті EPON, і будь-які їх реалізація буде специфічною для постачальника і не може взаємодіяти через багатомовні OLT / ONU екземпляри.
Поточна робота з розробки стандартів EPON лише ще більше розширить її привабливість, особливо для кабельних операторів. Перша з них - розробка стандарту EPoC, яку зараз здійснює IEEE. Це дозволяє використовувати існуючу коаксіальну кабельну інфраструктуру як фізичне середовище для EPON, тим самим позбавляючи вимоги будувати волокна останньої милі для кожного замовника. Через чітку вигідну економічну вигоду, ця розробка, безумовно, матиме широкий вплив на ринок, оскільки кабельні оператори використовують її для розширення як бізнес-послуг, так і житлових розгортань EPON. Друга розробка - додавання WDM до PON. WDM PON надасть операторам можливість присвячувати довжину хвиль конкретним клієнтам, усуваючи занепокоєння щодо EPON як спільного носія. WDM PON зробить EPON життєздатним рішенням як для стільникового віддаленого обслуговування, так і для великих корпоративних установ, де переписка на загальний носій не бажана.
Загальна вартість власності EPON
Наприкінці 90-х років, коли ATM та SONET домінували в транспортних мережах перевізників, мало хто б передбачив домінування, яке сьогодні має компанія Carrier Ethernet. За 40 років з моменту впровадження Ethernet отримав своє сучасне становище як домінуючої транспортної технології завдяки своїй гнучкості, простоті та економії масштабу, що природно знизило її вартість порівняно з альтернативами на ринку. Ці ж технічні можливості та динаміка ринку продовжуватимуть надавати EPON загальну вартість переваги володіння перед GPON. Зрозуміло, що EPON швидко отримує як технічні, так і економічні переваги, що ще більше спонукатиме операторів вибирати його за GPON. Так само, як транспорт Ethernet завоював SONET та банкомати, коли EPON набирає обертів на північноамериканському ринку, його витрати на виробництво продовжуватимуть експоненціально знижуватися з часом, як це робив транспорт Ethernet у мережах метро. Зрештою, на ринку домінують продукти, що забезпечують кращі функції та менші витрати, і EPON, очевидно, добре позиціонується, щоб стати домінуючим механізмом доставки волокон останньої милі.
Скорочення
API-інтерфейс програмування додатків
APON -ATM PON
Інтегральна схема ASIC-специфічна для додатків
ATM - Режим асинхронного переказу
CMTS - система припинення модему
Специфікація інтерфейсу сервісу DABSIS - Дані про кабельний сервіс
DPoE -DOCSIS Забезпечення EPON
EPoC -EPON над Coax
Пасивна оптична мережа EPON-Ethernet
FPGA -програмований масив воріт
FTTH -волокно до дому
Метод інкапсуляції GEM -GPON
Конвергенція передачі GTC -GPON
IEEE - Інститут інженерів-електриків та електронників
IP-протокол інтернету
МСЕ - Міжнародний союз зв'язку
LAN - локальна мережа
LTE - Довгострокова еволюція
MIB - Інформаційна база управління
NRZ -Не повернення до нуля
OLT -оптичний лінійний термінатор
ONU - Оптичний мережевий блок
OSS -Операційна система підтримки
PON -Пасивна оптична мережа
SONET - Синхронна оптична мережа
TDM - мультиплексування часу-поділу
VLAN - Віртуальна локальна мережа
WDM - Мультиплексування з роздільною довжиною хвилі
