EPON vs GPON
Järgmise põlvkonna teenuse osutamise valitav tehnoloogia Põhja-Ameerikas on 100 megabitise ja sümmeetrilise kiirusega andmesideteenused olnud kiu ehituse ja ettevõtte andmeseadmete kõrgete kulude tõttu traditsiooniliselt saadaval ainult suurte ettevõtete klientidele. Väikeste ja keskmise suurusega ettevõtete klientidele on võimaldatud madalama jõudlusega kaabelmodemi või DSL-tehnoloogiad, mis pole osutunud majanduslikult suureks sümmeetriliseks ribalaiuseks. Nüüd, kus väikeste ja keskmise suurusega ettevõtete kliendid võtavad kasutusele ribalaiusega intensiivseid rakendusi, näiteks pilveteenuseid, kasvab nõudlus spetsiaalse kiu Etherneti jõudluse järele DSL-i või kaabelmodemi hinnas. See omakorda motiveerib ettevõtjaid uurima tehnoloogiaid, mis võimaldavad neil kasumlikult täita sellel väga tulusal turul pakutavaid teenusenõudeid. Olemasolevad spetsiaalsed ettevõtte Etherneti lahendused, mis suudavad täita tehnoloogianõudeid, on liiga kallid, et väikeste ja keskmise suurusega ettevõtete kliendi hinnaootusi tõhusalt toetada. Passiivne optiline võrk (PON) pakub paljulubavaid võimalusi nii teenuse kvaliteedi kui ka hinna osas. Operaatoritel on selle turu teenimiseks kaks kehtivat tehnoloogiavalikut: EPON ja GPON. Ehkki GPON on Põhja-Ameerikas praegu laialdaselt kasutusele võetud, peaks selle asendama EPON, mis on parim tehnoloogiainvesteering elamute ja väikeste ja keskmise suurusega ettevõtete Etherneti teenuste osutamiseks. Selles artiklis uuritakse põhjuseid, miks EPON on valitud tehnoloogia, et pakkuda suurettevõtetele kvaliteetseid Etherneti teenuseid väikestele või keskmise suurusega ettevõtetele ja eraklientidele hinnaga, mida nad on nõus maksma. DOCSIS® infrastruktuuri piirangute ületamine
Kaabellevivõrgu operaatorid on pikka aega teenindanud väikese ja keskmise suurusega ettevõtteid kliente, kasutades DOCSIS-seadmeid. Kuid nende arvates on olemasolevas DOCSIS-infrastruktuuris radikaalsete muudatuste tegemine praktiliselt ja rahaliselt teostamatu, mis on vajalik, et olla kursis klientide nõudlusega suurema kiirusega sümmeetriliste teenuste pakkumise järele. Sümmeetrilise ribalaiuse pakkumine DOCSIS-i abil on alati olnud väljakutseks, kuna algses DOCSIS-i standardis on määratletud saadavalolevate üleskanalite piiratud arv. Selle piirangu tulemusel on kaabelmodemi teenused arenenud, soosides suurt allavoolu ribalaiust, mis sageli ületab 100 MB, samal ajal kui enamiku operaatorite toodete eelneval võimsusel on piiratud 10 MB või vähem. On tõsi, et DOCSIS 3.0 standard määratleb täiendavad raadiosageduskanalid, mis võimaldavad ülesvoolu läbilaskevõimet laiendada, kuid filtrite eemaldamine olemasolevalt kaabelinfrastruktuurilt uute sagedusvahemike toetamiseks on kapitalimahukas ettevõtmine, mida enamik kaabellevivõrgu operaatoreid pole entusiastlikud tegema. Võrgu jõudluse parandamiseks, vähendades samal ajal suurema kiiruse ja sümmeetrilise ribalaiuse tarnimise kulusid, otsivad kaabellevivõrgu operaatorid lahendusi, mis ühendaksid pühendatud Etherneti jõudluse DOCSIS-seadmete madala kapitali ja tegevuskuludega. PON on muutumas ahvatlevaks alternatiiviks, kuna see kasutab odavaid seadmeid sümmeetrilise gigabaidikiiruse tagamiseks, toetab mitut teenusepakkumist ja on tundlik raadiosageduse häirete suhtes, mis võivad häirida kliendi kogemuste kvaliteeti ja suurendada tegevuskulusid.
Rivaalide standardid: EPON versus GPON
PON-i üldine kasutamine abonenditeenuste jaoks on Ameerika Ühendriikides suhteliselt uus - Verizon pakkus FiOS-teenust esmakordselt 2005. aastal ja Kansas City Google Fiberi pakkumist 2012. aastal. Vastupidiselt on selle kirjutamise aja seisuga Aasias rohkem kui kolmkümmend miljonit EPON-i pordid on kasutusele võetud. Algselt ITU poolt 1990. aastate lõpus standardiseeritud kui ATM-põhine PON või APON, on PON arenenud nüüdseks kaheks konkureerivaks rahvusvahelise standardi rakenduseks: ITU (GPON) ja IEEE (EPON). GPON-standardil on eelis turu ajastamise osas Põhja-Ameerikas; ITU-T seeria G.984.x seeria standardid ratifitseeriti 2003. aastal, samas kui IEEE ratifitseeris 802.3ah standardi alles 2004. aastal, aasta hiljem. GPON-i standardi ratifitseerimise ajastus ja suutlikkus pakkuda looduslikke TDM-teenuseid osutasid tõenäoliselt Verizoni FiOS-i juurutusplatvormiks valimise selektsiooni, mis selgitab, miks GPON moodustab praegu suurema osa FTTH-i juurutamistest Põhja-Ameerika.
Algselt oli GPON-il tehniline turueelis, kuna selle edastuskonvergentsikiht ei võimaldanud mitte ainult looduslike Etherneti kaadrite kapseldamist, vaid ka ATM-kärjeid ja TDM-teenuseid. See võimalus tegi sellest ideaalse valiku vedajatele, kes soovivad pakkuda oma klientidele samaaegselt kõne- ja andmesideteenuseid. Kuna telefoniteenused on üle läinud tavapäraselt TDM-ist IP-le, on GPONi see tehniline eelis EPONi ees kaotanud suurema osa oma asjakohasusest.
EPONi ja GPONi suhteline majanduslik ja tehniline eelis
Optiliste jaotusseadmete (fiiber tüüpi, jagajate, pistikute ja nii edasi) kulud on sarnased nii GPONi kui ka EPONi jaoks. Peamine tehniline ja seega ka kulude erinevus kahe standardi vahel on OLT ja ONU. GPON-i ja EPON-i OLT ja ONU peamised erinevused on ASIC / FPGA ja optilised moodulid. Enamik turul saadaolevaid GPON-tooteid on FPGA-põhised, samas kui EPON-tooted kasutavad valdavalt madalama hinnaga ASIC-e. Ehkki ASIC-i ehitamine on märkimisväärselt kallim, on pärast selle investeeringu tegemist juba tootmiskulud palju madalamad kui FPGA-kiibikomplektide puhul ja kulusid vähendatakse proportsionaalselt toodetud kiibide mahuga. Suur nõudlus EPONi järele Aasias, kus tänaseks on kasutusele võetud kümneid miljoneid üksusi, võimaldas tootjatel amortiseerida esialgset ASIC-investeeringut, jätkates komponentide maksumuse langust, kuna nõudlus ja seega ka maht kasvasid. ASIC-i tootjate parem mastaabisääst suuremates mahtudes näitab, et on ebatõenäoline, et GPON-i tooted langevad nii kiiresti kui EPON-kiibistikud on seda seni teinud (ja jätkavad seda nõudluse kasvades). Lisaks on GPON-i optilised moodulid kiirema sisse- ja väljalülitamise lasermodulatsiooni ning ITU-T standardis nõutud mitmekordse laseri võimsuse taseme tõttu ka EPON-ist kallimad. Lisaks on paljude GPON-i tootjate kasutatav 2,4 Gbps sagedus optikatööstusele mittestandardne, mis piirab nõudluse mahtu, mis on vajalik nende seadmete tootmiskulude vähendamiseks. On väga kaheldav, kas GPON-i seadmete maksumus võib kunagi olla nii madal kui EPON-i pikas perspektiivis.
EPONil on selge tehniline eelis võrgus, kus teenused on määratletud kui Ethernet või IP Etherneti kaudu, kuna Etherneti kaadreid kantakse passiivses optilises võrgus natiivselt. GPON nõuab sama liikluse edastamiseks kahte kihti kapseldamist. GPON-i puhul tuleb Etherneti andmed ja TDM-kaadrid esmalt kapseldada GEM-kaadriteks, mis seejärel kapseldatakse koos ATM-kaadritega PON-i transportimiseks GTC-kaadritesse. Kuigi see lähenemisviis töötas hästi, kui oli vaja kanda loomuliku TDM- ja ATM-liiklust, lisab kogu Etherneti võrgus GEM- ja GTC-kapseldamisse kaasamine tarbetu keerukuse ega anna tegelikku kasu puhaste Etherneti kaadrite transportimisel.
GPON on loodud spetsiaalselt point-to-point ühenduste toetamiseks; seega, kui on vaja Etherneti silda või LAN / VLAN-i tuge, tuleb seda teha ülekattega OLT-st ülesvoolu. MEF-i määratletud teenuste edastamine on vastupidiselt EPON-i süsteemide standardsed võimalused.
Kuna EPON on üles ehitatud IEEE 802.3 Etherneti standarditele, pärib see standardsed Etherneti MIB-id, mida toetavad hästi operaatorvõrkude haldamiseks juba kasutusele võetud OSS-süsteemid. Lisaks võimaldab nüüd EPON-i seadmetesse sisseehitatud CableLabs® DPoE ™ spetsifikatsiooni tugi kasutada olemasolevaid standardiseeritud API-sid, et hõlpsasti EPON-i installimisi hallata ja hooldada. DPoE on mõeldud vahendajaks operaatori olemasolevate DOCSISe väljastus- ja haldussüsteemide vahel, et PON-võrgus olevad OLT- ja ONU-seadmed näiksid olevat justkui DOCSIS CMTS ja kaabelmodem. Oluline on märkida, et DPoE julgustab seadmetootjaid integreerima oma süsteemidesse võimalusi, et nad toetaksid teenuste osutamisel tööstuse standardiseeritud API-de komplekti. See võimaldab mitte ainult kaabellevivõrgu operaatoritel automatiseerida Etherneti teenuste pakkumist korduval ja tõhusal viisil, kasutades oma olemasolevat tagaruumi, vaid pakub ka sisseehitatud standardiseeritud varustus- ja hooldusmehhanismi, mida kõik telekommunikatsiooniettevõtted saavad kasutada. See eelis pole GPON-i toodetes saadaval.
Ehkki seda standardiseeritud hankeraamistikku alles hakkavad kaabellevivõrgu pakkujad vastu võtma, soodustab EPON-i kasutuselevõtu suurenenud kasutuselevõttu Põhja-Ameerikas võimalus kasutada hästi arusaadavat pakkumis- ja paigaldusprotsessi sõltumata sellest, kes seadmed valmistas. Selle põhjuseks on asjaolu, et võrgutoimingud on seal, kus kumm vastab teele selles mõttes, et see on üks olulisemaid soodustavaid tegureid kulude kontrollimisel ning tõhususe ja tootlikkuse parandamisel. Enamik olemasolevaid OSS-süsteeme on kirjutatud spetsiifilistele riistvaratüüpidele, mitte aga riistvarale, mis on kavandatud vastama tööstusstandardi API-dele. Ühiste tarkvarastandardite vastuvõtmine, mitte patenteeritud OSS-liideste praegune domineerimine, hõlbustab koostalitlusvõimet ja sujuvalt teenuste osutamise ja osutamise protsesse. Lõppkokkuvõttes parandavad standardiseeritud OSS-i API-liidesed operaatorite turuvalikut, võimaldades neil valida seadmeid majanduslikel ja tehnilistel eelistel, selle asemel et lukustada ühte müüjat, nagu enamiku operaatorite võrkudes on tavaline. Selle arengu potentsiaalset kasu on selgelt näha.
GPONil on EPONi ees mõned marginaalsed eelised, mida tuleks õigluse huvides tähele panna. Üks eelis on GPON-i NRZ-liini kodeerimise kasutamine võrreldes EPON-i 8B10B-liini kodeerimise kasutamisega, mis tagab mõningase ribalaiuse efektiivsuse. Seetõttu on EPON-i liinikiirus 1,2 Gbps, kuid maksimaalne läbilaskevõime 1 Gbps, samas kui GPON-i maksimaalne läbilaskevõime on 1,2 või 2,4 Gbps. Kuna mõlemad süsteemid toetavad nüüd 10 Gbps alternatiivi, on see eelis muutunud suuresti ebaoluliseks. Lisaks määratleb GPON standard kaitse lülitamise, dünaamilise ribalaiuse jaotuse ja ONU võimsuse tasandamise mehhanismi. Kõik need on EPON-standardis kas valikulised või määratlemata ning nende mis tahes rakendused on tarnijapõhised ja ei pruugi koos töötada mitme OLT / ONU eksemplari korral.
Praegune EPON-i standardite väljatöötamise töö laiendab selle veelgi enam huvi, eriti kaabel-operaatorite jaoks. Neist esimene on EPoC standardi väljatöötamine, mida praegu viib läbi IEEE. See võimaldab kasutada olemasolevat koaksiaalkaabelinfrastruktuuri EPON-i füüsilise andmekandjana, välistades seeläbi vajaduse ehitada iga kliendi jaoks viimase miili kiudoptid. Kuna tegemist on selge kuludega, on sellel arengul kindlasti laialdane turumõju, kuna kaabellevivõrgu operaatorid võimendavad seda nii EPONi äriteenuste kui ka elamurajoonide laiendamiseks. Teine areng on WDM-i lisamine PON-i. WDM PON annab operaatoritele võimaluse pühendada lainepikkusi konkreetsetele klientidele, välistades muret seoses EPON-iga kui jagatud meediumiga. WDM PON muudab EPON-i elujõuliseks lahenduseks nii mobiilses tagasikäigus kui ka suurettevõtetes, kus jagatud meediumi ületellimine pole soovitav.
EPON-i eelised kogukulude omamises
1990ndate lõpus, kui ATM ja SONET domineerisid veoettevõtjate transpordivõrkudes, oleksid vähesed mõelnud, et Carrier Ethernet omab praegu valitsevat seisundit. 40 aasta jooksul pärast selle kasutuselevõttu on Ethernet saavutanud oma praeguse positsiooni valitseva transporditehnoloogiana tänu oma paindlikkusele, lihtsusele ja mastaabisäästule, mis on loomulikult ajendanud selle kulusid võrreldes turul pakutavate alternatiividega. Need samad tehnilised võimalused ja turudünaamika annavad EPONile GPON-iga võrreldes kogu omamiskulude eelise. On selge, et EPON on kiiresti saavutanud nii tehnilised kui ka majanduslikud eelised, mis julgustavad operaatoreid seda GPONi asemel valima. Nii nagu Etherneti transport on võitnud SONETi ja ATMi üle, nagu ka EPONi Põhja-Ameerika turul hoogu juurde saamas, langevad selle valmistamiskulud aja jooksul plahvatuslikult sarnaselt Etherneti edastusest metroovõrkudes. Lõppkokkuvõttes domineerivad turul paremate omaduste ja madalamate kuludega tooted ning EPONil on selgelt head positsioonid, et saada domineerivaks viimase miili kiudude kohaletoimetamise mehhanismiks.
Akronüümid
API - rakenduse programmeerimisliides
APON -ATM PON
ASIC - rakendusepõhine integraallülitus
ATM - sünkroonne edastusrežiim
CMTS - kaabli modemi terminatsioonisüsteem
DOCSIS - Andmed kaabeltelevisiooni liidese spetsifikatsiooni kohta
DPoE -DOCSIS EPON-i pakkumine
EPoC -EPON Coaxi kohal
EPON -Ethernet passiivne optiline võrk
FPGA - väljal programmeeritav väravate massiiv
FTTH - Kiud koju
Kapseldamismeetod GEM-GPON
GTC-GPON ülekandekonvergents
IEEE - elektri- ja elektroonikainseneride instituut
IP - Interneti-protokoll
ITU - Rahvusvaheline Telekommunikatsiooni Liit
LAN - kohtvõrk
LTE-pikaajaline evolutsioon
MIB - juhtimise teabebaas
NRZ - tagasipöördumine nulli
OLT - optiline liiniterminator
ONU - optiline võrguüksus
OSS -Operatsioonide tugisüsteem
PON -Passiivne optiline võrk
SONET - sünkroonne optiline võrk
TDM - ajajaotusega multipleksimine
VLAN - visuaalne kohtvõrk
WDM - lainepikkuse jagunemine