Сможет ли GPON заменить EPON в будущем?

Что такое PON?

PON означает пассивную оптическую сеть. Иными словами, в оптической распределительной сети отсутствуют электронные устройства и источники питания, а ODN состоит из пассивных компонентов, таких как оптические разветвители, без необходимости использования дорогостоящего активного электронного оборудования. Пассивная оптическая сеть состоит из оптического линейного терминала (OLT), установленного на центральной станции управления, и нескольких подключенных оптических сетевых устройств (ONU), расположенных у абонента. Оптическая распределительная сеть (ODN) между OLT и ONU состоит из оптического волокна и пассивного разветвителя или ответвителя. В настоящее время пассивная оптическая сеть PON считается будущим направлением развития сетей доступа. С одной стороны, предоставляемая ею полоса пропускания может удовлетворить потребности всех видов широкополосных услуг сейчас и в будущем, поэтому она широко применяется для решения проблемы широкополосного доступа. С другой стороны, затраты относительно невысоки как на оборудование, так и на эксплуатацию и управление. Комплексный экономический и технический анализ показывает, что PON является основной технологией для реализации FTTB/FTTH.

Что такое EPON?

EPON означает пассивную оптическую сеть Ethernet. Как следует из названия, это технология PON на основе Ethernet. Она использует структуру «точка-многоточка», пассивную передачу по оптическому волокну и предоставляет несколько услуг через Ethernet. Система EPON в основном состоит из оптического линейного терминала (OLT), оптической распределительной сети (ODN) и оптического сетевого блока (ONU). В системе EPON OLT выполняет функции коммутатора или маршрутизатора, а также платформы мультисервисного провайдера, предоставляющей оптические интерфейсы для пассивной оптоволоконной сети.

Являясь новой технологией широкополосного доступа, EPON обеспечивает интегрированный доступ к услугам передачи данных, голоса и видео через единую оптоволоконную систему доступа с хорошей экономичностью. В отрасли широко распространено мнение, что FTTH является окончательным решением для широкополосного доступа, а EPON станет основной технологией широкополосного доступа. Благодаря особенностям структуры сети EPON, особым преимуществам широкополосного доступа и органичному сочетанию с компьютерными сетями, эксперты во всем мире согласны, что пассивная оптическая сеть является лучшей транспортной средой для реализации интеграции''three networks''и решения проблемы «последней мили» информационной супермагистрали.

В системе EPON для нисходящего потока данных используется технология временного мультиплексирования (TDM), а для восходящего — множественный доступ с разделением по времени (TDMA). Таким образом, когда ONU получает пакет данных, каждое ONU извлекает пакет в соответствии с конкретной адресной информацией, и помехи между ONU отсутствуют, что позволяет избежать конфликтов передачи. Технология EPON сочетает недорогое и высокоскоростное оборудование Ethernet с недорогой технологией оптоволоконной сети, что имеет преимущества хорошей совместимости, низкой стоимости строительства и обслуживания и высокой надежности доступа. Однако у нее есть недостатки: плохая масштабируемость и невысокое ценовое преимущество.

Что такое GPON?

GPON означает гигабитную пассивную оптическую сеть. Технология GPON — последнее поколение стандарта широкополосного пассивного оптического интегрированного доступа, основанного на стандарте ITU-T G.984.x. Большинство операторов считают ее идеальной технологией для реализации широкополосной и комплексной трансформации услуг сети доступа. Технология GPON использует ту же топологию сети, что и EPON, в основном разделяясь на ONU, ODN и OLT. OLT предоставляет интерфейс между сетевой стороной и ядром сети и соединяется с каждым ONU через ODN. Являясь основным функциональным оборудованием системы PON, OLT выполняет функции централизованного распределения полосы пропускания, управления ONU, мониторинга в реальном времени, эксплуатации, обслуживания и управления системой PON. ONU предоставляет интерфейс на стороне пользователя для сети доступа и обеспечивает доступ к голосу, данным, видео и другим мультисервисным потокам, а также к ODN, централизованно управляемым OLT. Коэффициент деления, поддерживаемый системой, составляет 1:16/32/64. По мере развития оптических приемо-передающих модулей поддерживаемый коэффициент деления достигнет 1:128.

Механизм передачи GPON полностью аналогичен EPON. Используется однооптоволоконная двунаправленная передача. С помощью технологии WDM восходящие и нисходящие данные передаются на разных длинах волн по одному оптическому волокну. На одном и том же оптическом волокне GPON может осуществлять двустороннюю передачу сигналов с использованием WDM. На основе традиционной древовидной топологии может использоваться защитная структура PON для повышения живучести сети. GPON имеет три основных преимущества: большую дальность передачи, более высокую пропускную способность и сильные спектральные характеристики. Но технология относительно сложна, а стоимость оборудования высока.

Сравнение EPON и GPON

Главное различие между GPON и EPON заключается в использовании совершенно разных стандартов. В применении GPON обладает большей полосой пропускания, чем EPON, его пропускная способность для услуг более эффективна, спектральные характеристики сильнее, он может передавать более широкополосные услуги, обслуживать больше пользователей, уделяет больше внимания услугам и гарантиям QoS, но более сложен, поэтому его стоимость относительно EPON выше, однако с масштабным развертыванием технологии GPON разница в стоимости между EPON и GPON уменьшается. EPON стремится к совместимости с современной технологией Ethernet. Это продолжение протокола 802.3 в оптической сети доступа, в полной мере наследующее преимущества Ethernet, такие как низкая цена, гибкий протокол, зрелость технологии и т.д., имеющее широкий рынок и хорошую совместимость. GPON, с другой стороны, позиционируется как ответ на потребность телекоммуникационной отрасли в мультисервисном, с гарантией QoS всеобслуживающем доступе и стремится найти оптимальное решение, поддерживающее все услуги и обладающее максимальной эффективностью, предлагая «полностью и всесторонне пересмотреть открытость всех протоколов». EPON и GPON имеют различные технические характеристики, которые следующие:

Технические характеристики EPON следующие:

• Ethernet является лучшим носителем для IP-услуг

• Простота обслуживания, легкость расширения и модернизации

• Оборудование EPON зрелое и доступное. Миллионы линий EPON проложены в Азии. Выпущен коммерческий чип третьего поколения

• Протокол EPON прост и имеет низкую стоимость реализации и низкую стоимость оборудования. Для городской сети доступа нужна самая подходящая, а не самая лучшая технология

• Более подходит для домашних, городских сетей без бремени оборудования ATM или BPON

• Более ориентирован на будущее: IP — основа всех услуг, Ethernet — носитель IP-услуг

Технические характеристики GPON следующие:

• Сеть доступа для телекоммуникационных операций

• Высокая пропускная способность: скорость линии, 2,488 Гбит/с вниз, 1,244 Гбит/с вверх

• Высокая эффективность передачи: 94% вниз (фактическая полоса пропускания до 2,4 Гбит/с), 93% вверх (фактическая полоса до 1,1 Гбит/с)

• Полная поддержка услуг: стандарт G.984.x строго определяет полный набор услуг (голос, данные и видео) на телекоммуникационном уровне

• Мощные возможности управления: богатый функционал, в структуре кадра зарезервировано достаточно поля OAM, установлен стандарт OMCI

• Высокое качество обслуживания: множество уровней QoS, может строго гарантировать требования к полосе пропускания и задержкам услуг

• Низкая комплексная стоимость: большая дальность передачи, высокий коэффициент разделения спектра, эффективное распределение стоимости OLT, снижение стоимости доступа для пользователя

Из-за различных технических характеристик технологии EPON и GPON фактически являются двумя разными рыночными приложениями. Технология EPON больше подходит для доступа в Интернет, а GPON — для полноценного ведения бизнеса и интеграции трех сетей. С точки зрения бизнеса это фактически два рыночных сегмента, но с точки зрения конечных пользователей и EPON, и GPON практически незаметны, особенно в режиме построения FTTB. Оконечные устройства пользователей в домах имеют только Ethernet-интерфейсы и телефонные интерфейсы, поэтому нет необходимости задумываться о GPON и EPON.

Заключение

GPON и EPON имеют свои особенности, разные области применения и пересекающиеся сценарии, например, FTTB для жилых пользователей. В будущем рынок широкополосного доступа, вероятно, не заменит одну технологию другой, они должны дополнять друг друга. Для клиентов с высокими требованиями к пропускной способности, мультисервисности, QoS и безопасности, а также с магистральной сетью на базе технологии ATM, GPON подходит лучше. Для клиентов, чувствительных к стоимости и с менее строгими требованиями к QoS и безопасности, доминирующей станет EPON.