GPON vs EPON: quina tecnologia de xarxa òptica passiva hauríeu de desplegar?

GPON (ITU-T G.984) us ofereix 2,5 Gbps aigües avall, integrat-en QoS i proporcions dividides fins a 1:128 - domina els grans llançaments FTTH a Amèrica del Nord i Europa. EPON (IEEE 802.3ah) funciona simètrics d'1 Gbps sobre trames Ethernet natives, costa menys per port i es connecta directament a la infraestructura LAN existent - que lidera a l'Àsia oriental i xarxes de campus empresarials. L'elecció correcta depèn de la densitat de subscriptors, de les necessitats d'ample de banda amunt i de l'aspecte que ja té el vostre backhaul.

 

Diferència de protocol en termes senzills

GPON i EPON utilitzen divisors òptics passius per ventilar una fibra a molts punts finals. La divisió passa de la mateixa manera. El que canvia és com cada tecnologia empaqueta les dades a la fibra.

 

GPON utilitza el marc GEM (GPON Encapsulation Method) definit per ITU-T G.984. GEM talla paquets de-longitud variable en contenidors de mida-fixa, de manera que l'OLT pot barrejar trànsit de veu, vídeo i dades en un sol flux i assignar amplada de banda per classe de servei. EPON utilitza trames Ethernet estàndard d'extrem-a-extrem, governades per IEEE 802.3ah i MPCP (Multi-Point Control Protocol) per a la programació amunt. Si la vostra xarxa principal ja parla Ethernet - la majoria de LAN empresarials ho fan - EPON evita completament un pas d'encapsulació addicional.

 

Aquesta diferència d'enquadrament impulsa tots els buits pràctics entre els dos: eficiència de rendiment, capacitat de QoS, cost de l'equip i ruta d'actualització.

 

Ample de banda: on guanya cada estàndard

GPON ofereix 2.488 Gbps de baixada i 1.244 Gbps de pujada. EPON ofereix 1,25 Gbps en cada direcció (aproximadament 1 Gbps efectiu després de la codificació 8b/10b). A la velocitat de descàrrega bruta, GPON guanya per un factor de dos.

 

Però la velocitat bruta importa menys que com s'utilitza l'ample de banda. L'enquadrament de GEM empaqueta el trànsit per sobre del 90% d'utilització perquè no cobreix paquets curts. EPON ha d'enviar trames Ethernet de 64-bytes com a mínim, fins i tot quan les càrregues útils són més petites - pensem que els paquets VoIP - que malgasten capacitat en enllaços residencials d'alta densitat que donen servei a centenars d'abonats per port OLT. En una divisió d'1:64 amb un fort trànsit de veu, aquesta bretxa d'eficiència és mesurable.

 

L'avantatge d'EPON és la simetria. Les còpies de seguretat al núvol, les càmeres de vigilància IP i les aplicacions allotjades impulsen un fort trànsit amunt. El disseny asimètric de GPON pot limitar aquestes càrregues de treball. Si el vostre desplegament envia tantes dades amunt com a baix, EPON elimina aquesta restricció sense solucions alternatives.

Així, quan us asseieu per especificar una nova xarxa d'accés, només l'amplada de banda redueix el camp ràpidament. Un operador FTTH residencial que ofereix vídeo-a la-demanda, IPTV en directe i Internet a 300+ llars des d'un port OLT necessita aquest marge de 2,5 Gbps aigües avall - GPON és l'adequat. Fins i tot a la divisió 1:64, cada subscriptor encara té accés a una part significativa de la capacitat aigües avall durant les hores punta de la tarda, quan tothom reprodueix simultàniament. El sostre d'1 Gbps d'EPON s'estreny en aquestes condicions, sobretot quan es té en compte la sobrecàrrega de codificació i els residus de farciment en el trànsit de paquets curts-.

 

Inverteix l'escenari en un campus empresarial amb emmagatzematge al núvol centralitzat, un sistema de vigilància IP de 200-càmeres i una central VoIP. El trànsit aigües amunt rivalitza o supera aigües avall. El límit ascendent de 1,244 Gbps de GPON es converteix en el factor limitant, no en el seu fort aigües avall. L'1 Gbps simètric d'EPON ofereix un rendiment coherent en ambdues direccions sense necessitat de solucions alternatives de conformació del trànsit a l'OLT per evitar la congestió aigües amunt. L'enquadrament natiu d'Ethernet-també significa menys passos de conversió de protocol entre la capa d'accés i l'interruptor central del campus; una cosa menys per solucionar els problemes a les 2 a. m.

 

 

QoS i gestió del trànsit

GPON incorpora QoS al protocol. Tres canals de gestió - OAM, PLOAM i OMCI incrustats - gestionen l'encriptació, la supervisió d'errors, l'assignació d'amplada de banda i el subministrament d'ONT remot de manera nativa. Els T-CONT (contenidors de transmissió) dedicats poden garantir una amplada de banda mínima per a la veu alhora que comparteixen dinàmicament la capacitat sobrant entre els usuaris de dades. Per als ISP que agrupen banda ampla, IPTV i VoIP, això és molt important -.

EPON no té QoS-integrada. Apliqueu la prioritat del trànsit mitjançant etiquetes VLAN 802.1Q, marques DiffServ o extensions específiques-del proveïdor. Funciona, però afegeix capes de configuració i de vegades requereix un maquinari de commutació OLT més car per mantenir SLA coherents en una base de subscriptors de trànsit mixt-. Per als serveis de dades purs - Internet-només Ethernet residencial o empresarial -, aquesta sobrecàrrega addicional poques vegades es justifica, i la simplicitat d'EPON guanya. Molts desplegaments d'EPON empresarials gestionen la QoS completament a l'encaminador de la vora 3, sense passar per complet la capa PON.

 

Si el vostre model de negoci depèn de la prestació de tres o més tipus de servei en una fibra, - banda ampla, TV lineal i veu com a combinació clàssica - L'arquitectura T-CONT de GPON guanya la seva complexitat. Assigna a cada classe de servei el seu propi contenidor amb un sòl d'ample de banda garantit i el motor DBA (assignació d'amplada de banda dinàmica) redistribueix la capacitat no utilitzada en temps real. Això vol dir que un subscriptor que baixa un fitxer gran no degrada la seqüència de vídeo d'un veí a mig-fotograma, fins i tot quan es carrega la divisió. Intentar aconseguir el mateix aïllament a EPON requereix apilar polítiques de QoS externes a l'OLT i, potencialment, a cada commutador intermedi, la qual cosa augmenta tant la despesa de capital com la superfície de configuració que heu de mantenir.

 

D'altra banda, moltes xarxes porten un únic servei - accés a Internet - i no necessiten garanties d'amplada de banda per-flux a la capa PON. Els projectes municipals de banda ampla, les extensions d'Ethernet del campus i el backhaul industrial IoT cauen en aquest cub. Per a aquests desplegaments, la manca-QoS integrada d'EPON no és una deficiència; s'ha eliminat la complexitat irrellevant. Com més senzilla sigui la pila de protocols, menys modes d'error durant la resolució de problemes i menor serà la inversió en formació per al vostre equip d'operacions.

 

 

Ratio de divisió, abast i què realment els limita

GPON admet fins a 1:128 divisions; 1:32 i 1:64 són configuracions de producció estàndard. EPON s'executa normalment de 1:16 a 1:32. Ambdues tecnologies arriben a uns 20 km entre l'OLT i l'ONT més llunyà amb relacions de divisió normals. El pressupost de potència òptica lleugerament més gran de GPON li dóna un millor marge a grans divisions i tirades més llargues.

 

Les normes et diuen el sostre. El camp us indica què obteniu realment. El rendiment real de la divisió depèn del tipus de fibra (G.652D vs G.657A), el grau de poliment del connector (APC vs UPC), la pèrdua d'inserció del divisor i si l'equip d'instal·lació va netejar totes les cares del connector abans de tancar el recinte. Una divisió GPON 1:64 en paper es converteix en errors intermitents a 18 km si teniu dos connectors SC/APC bruts i una corba de fibra per sota del radi mínim en algun lloc de la carrera.

 

Abans de comprometre's amb una relació dividida, mesura el pressupost de potència òptica real amb un mesurador de potència calibrat a l'extrem més llunyà. Comprova que el teuTerminal GPON ONULa sensibilitat del receptor té almenys 2-3 dB de marge per sobre del que ofereix l'enllaç després de totes les pèrdues de divisor, connector i cable. Aquest marge té en compte l'envelliment dels components, els empalmes futurs i els canvis de temperatura estacionals que canvien l'atenuació de la fibra.

 

En un edifici FTTH urbà dens on l'abonat més llunyà es troba a 5 km de l'oficina central, tant GPON com EPON funcionen còmodament a 1:32. El pressupost d'energia òptica és generós, les pèrdues de connectors són indulgents i teniu marge de sobra per als futurs punts d'empalmament. L'elecció de la tecnologia en aquest escenari depèn d'altres factors - ample de banda, QoS, cost - no de la capa física.

 

La qüestió de la proporció de divisió es torna més interessant a les construccions suburbanes i semi{0}}rurals on les distàncies s'apropen als 15-20 km i la densitat d'abonats justifica 1:64. El pressupost de potència més elevat de GPON absorbeix la pèrdua addicional del divisor i encara deixa marge per a uns quants connectors bruts o un empalme menys-que-perfecte. L'EPON a l'1:64 de més de 18 km està tècnicament dins de les especificacions, però estàs operant gairebé sense marge - qualsevol degradació a la planta de fibra (un mastega de rosegadors, un tall de construcció, un connector desgastat) pot empènyer l'enllaç per sota del llindar. Si teniu previst executar divisions altes a distància, l'espai òptic de GPON no és opcional - és la diferència entre una xarxa estable i una que genera alarmes intermitents cada vegada que canvia la temperatura.

 

 

Variables de cost real, no només preu OLT

L'antiga regla - "EPON és més barat" - era certa quan els chipsets GPON es basaven en FPGA cars. Avui, els SoC GPON integrats han tancat la bretxa per-port. Només comparant el preu unitari es perd la imatge real del TCO. Quatre factors són més importants:

 

1. Cost unitari OLT i ONU:Ara a prop de la paritat. EPON encara avança lleugerament per a petits desplegaments de menys de 200 subscriptors on els avantatges d'escala de GPON no s'amplien.
2. Compatibilitat de mòduls:Un transceptor no coincident provoca solapes d'enllaç que generen rodets de camions. Verifiqueu el factor de forma, la longitud d'ona (1310/1490/1550 nm per a PON), la codificació del microprogramari de l'amfitrió i el suport DDM abans de comprar. Un clarllista de verificació de selecció del transceptorevita els errors de contractació més habituals.
3. Opcions de fibra i connector:G.652D únic-mode per a recorreguts estàndard, G.657A per a itineraris interiors-cobres estrets. Connectors APC per a PON (reflexió-inferior). Jaqueta LSZH per a espais plens interiors. Aquestes decisions composen - un poliment incorrecte del connector per si sols poden costar 0,5 dB per parell d'acoblament, suficient per empènyer un enllaç marginal al fracàs.
4. Operacions en curs:El suport OMCI i TR-069 de GPON permet actualitzacions remotes del microprogramari, la supervisió del rendiment i l'aïllament d'errors sense l'enviament de tècnics. La gestió basada en SNMP-EPON és més senzilla però menys granular. Per a grans bases de subscriptors, la gestió remota de GPON redueix l'OPEX per subscriptor durant un cicle de vida de 5 a 7 anys.

•  

Per a un petit ISP o una cooperativa de banda ampla comunitària que connecta entre 100 i 200 locals amb un sol OLT, el menor cost d'entrada d'EPON encara té sentit financer. Esteu comprant menys targetes OLT, el vostre recompte de subscriptors no justifica divisions d'1:64 i la vostra oferta de serveis és d'Internet-només -, de manera que les funcions de gestió i QoS de GPON no ofereixen prou estalvis operatius per compensar el cost de l'equip una mica més elevat. Mantingueu la pila senzilla, manteniu el pressupost ajustat.

 

Les matemàtiques canvien un cop supereu aproximadament 500 subscriptors o comenceu a oferir serveis agrupats. A aquesta escala, la capacitat de GPON d'executar divisions 1:64 significa menys ports OLT i menys fibra d'alimentació per cobrir la mateixa àrea de servei. La seva gestió remota OMCI i TR-069 redueix el nombre de camions per abonat i any -, una mètrica que domina l'OPEX a qualsevol xarxa d'accés. I si veneu IPTV juntament amb banda ampla, l'ample de banda T-CONT garanteix evitar les queixes dels clients i l'abandonament que provenen de la degradació de la qualitat del vídeo durant les hores punta. Durant un cicle de vida d'actius de 5 a 7 anys, aquests estalvis s'agreguen molt més enllà de la diferència de preu de l'equip inicial.

 

 

Realitat del mercat regional

GPON domina Amèrica del Nord i Europa. AT&T, Deutsche Telekom i Orange van crear les seves xarxes FTTH al voltant d'això per a la distribució triple-play i la compatibilitat amb les inversions existents en transport TDM/ATM.

 

EPON lidera a l'est d'Àsia. NTT, KT i China Telecom van impulsar construccions massives de FTTH amb silici EPON de baix cost-de fabricants de xips nacionals. El domini d'Ethernet a les xarxes empresarials asiàtiques va reforçar aquesta elecció. Si busqueu equips per a un desplegament al sud-est asiàtic, trobareu una cadena de subministrament EPON més profunda amb terminis de lliurament més curts en estoc de l'ONU. Si esteu construint a Amèrica o Europa, els ecosistemes de proveïdors de GPON són més madurs i la documentació de proves d'interoperabilitat és més fàcil d'aconseguir.

 

Els mercats emergents d'Àfrica i Amèrica del Sud adopten cada cop més GPON per a FTTH greenfield perquè la proporció de divisió més alta dóna servei a més subscriptors per OLT -, un avantatge decisiu quan la trinxera de fibra és la línia més gran del pressupost. Alguns operadors d'aquestes regions implementen maquinari XPON ONU de mode dual-per mantenir les seves opcions obertes durant el llançament inicial, canviant entre els modes GPON i EPON en funció de quin venedor OLT guanyi la licitació per a un districte determinat.

 

 

Actualització a 10G sense reconstrucció

Tots dos estàndards tenen successors de 10-gigabits que coexisteixen amb equips heretats a la mateixa fibra mitjançant una superposició de longitud d'ona; no cal actualitzar carretons elevadors.

GPON evoluciona cap a XG-PON (10G cap avall / 2,5 G cap amunt) i XGS-PON (10G simètric, ITU-T G.9807.1). EPON passa a 10G-EPON (IEEE 802.3av) tant en modes asimètric com simètric. Ambdós camins us permeten migrar els subscriptors d'un en un, substituint les ONT gradualment mentre els usuaris existents es mantenen connectats. El pas crític de planificació és confirmar que els vostres divisors ODN -, els panells de connexió i la fibra troncal - existents compleixen el pressupost òptic més ajustat que requereix la senyalització 10G. Si el vostre enllaç GPON actual funciona amb només 1 dB de marge, una superposició de 10G a la mateixa divisió no es tancarà.

 

El component que realment canvia durant una actualització 10G és el mòdul òptic tant a l'OLT com a l'ONT. Dispositius de mode dual-com elTransceptor de pal XPON ONUadmet GPON i EPON en un sol SFP, la qual cosa simplifica l'inventari per als operadors que executen xarxes mixtes o mig{0}}migració.

 

 

Per què aquesta comparació prové de l'experiència de desplegament

Aquest no és un resum-de document estàndard. FB-LINK fabrica equips de xarxa òptica des del 2012, amb més de 300 enginyers i una instal·lació de producció de 1.600 m² a Shenzhen. La línia de productes cobreix tota la cadena d'accés a FTTx:Xassís GPON OLTamb 8 i 16 ports PON, terminals GPON i EPON ONU en 1GE mitjançant models integrats WiFi-, sticks ONU de mode dual-XPON i els transceptors òptics i els cables de connexió que els connecten. Els productes porten certificacions CE, RoHS, ISO 9001 i ISO 14001, amb punts de servei regionals al sud-est asiàtic i Àfrica.

 

 

Preguntes freqüents