EPON vs. GPON
Tæknin sem valin er fyrir næstu kynslóð þjónustu afhendingu Í Norður-Ameríku hefur gagnaþjónusta á 100 megabita auk samhverfra afsláttar venjulega aðeins verið í boði fyrir stóra viðskiptavini fyrirtækisins vegna mikils kostnaðar við byggingu trefja og gagnabúnaðar fyrirtækisins. Viðskiptavinir lítilla til meðalstórra fyrirtækja hafa verið færðir niður í snúru mótald eða DSL tækni með minni afköst sem hafa reynst ófær um að skila mikilli samhverfri bandbreidd efnahagslega. Nú þegar litlir til meðalstórir viðskiptavinir nota bandbreiddarafrekar forrit eins og skýjaþjónustu, eykst krafan eftir sérstökum Ethernet afköstum á DSL eða snúru mótaldsverði hratt. Þetta er aftur á móti hvatning til rekstraraðila til að kanna tækni sem getur gert þeim kleift að hagnast á þjónustukröfum þessa mjög ábatasama markaðar. Núverandi sérhæfðar Ethernet-lausnir, þrátt fyrir að geta uppfyllt tækniskröfurnar, eru of dýrar til að geta í raun stutt verðvæntingar lítilla og meðalstórra viðskiptamanna. Passive Optical Networking (PON) býður upp á efnilega möguleika bæði hvað varðar þjónustu gæði og verðmiði. Rekstraraðilar hafa tvö gilt val um tækni til að þjóna þessum markaði: EPON og GPON. Þrátt fyrir að GPON sé um þessar mundir í víðtækri dreifingu í Norður-Ameríku, þá er það sett af EPON, sem er yfirburða tækni fjárfesting til að skila Ethernet þjónustu fyrir íbúðarhúsnæði og lítil og meðalstór fyrirtæki. Í þessari grein er fjallað um ástæður þess að EPON er sú tækni sem valið er að skila Ethernet þjónustu fyrir stór og stór fyrirtæki til lítilla eða meðalstórra fyrirtækja og íbúða viðskiptavina á verði sem þeir eru tilbúnir að greiða. Að vinna bug á takmörkunum DOCSIS® innviða
Kapalrekstraraðilar hafa löngum þjónað litlum til meðalstórum fyrirtækjum sem nota DOCSIS tæki. Hins vegar finnst þeim það rekstrarlega og fjárhagslega óframkvæmanlegt að framkvæma þær róttæku breytingar á núverandi DOCSIS innviði sem nauðsynlegar eru til að halda í við eftirspurn viðskiptavina eftir samhverfu þjónustuframboði með meiri hraða. Að skila samhverfri bandbreidd með DOCSIS hefur alltaf verið áskorun vegna takmarkaðs fjölda tiltækra andstreymisleiða eins og skilgreint er í upprunalegu DOCSIS staðlinum. Þessi takmörkun hefur leitt til þess að kapal mótaldþjónusta þróaðist til að styðja við stóra bandvídd, sem er eftirstreymi, oft umfram 100 Mbs, meðan uppstreymisgeta afurða flestra rekstraraðila hefur verið takmörkuð við 10 Mbs eða undir. Það er rétt að DOCSIS 3.0 staðallinn skilgreinir viðbótar RF rásir sem leyfa stækkun uppstreymisgetu, en að fjarlægja síur úr núverandi kapalinnviðum til að styðja við nýja tíðnisviðið er fjármagnsfrek æfing sem flestir kapalrekstraraðilar eru ekki áhugasamir um að gera. Til að bæta afköst netsins en lækka kostnaðinn við að skila hærri hraða og samhverfri bandbreidd leita kapalrekstraraðilar lausna sem sameina árangur hollur Ethernet við lágan fjármagns- og rekstrarkostnað DOCSIS tæki. PON er að koma fram sem aðlaðandi valkostur vegna notkunar á lágmarkskostnaðarbúnaði til að skila samhverfum gígabætahraða, stuðningi sínum við margvíslegt þjónustuframboð og friðhelgi hans gagnvart skerðingu á útvarpsbylgjum sem geta raskað reynsla viðskiptavina og blása rekstrarkostnað.
Keppnisstaðlar: EPON á móti GPON
Almenn notkun PON fyrir áskrifendaþjónustu er tiltölulega ný í Bandaríkjunum, þar sem Verizon bauð fyrst upp FiOS þjónustu sína frá og með 2005 og Kansas City Google Fiber tilboð árið 2012. Aftur á móti, frá því að þetta er skrifað, hefur Asía meira en þrjátíu milljónir EPON höfn send á vettvang. Upphaflega staðlað sem ATM-undirstaða PON, eða APON, af ITU seint á tíunda áratugnum, PON hefur þróast í það sem nú eru tvö samkeppni alþjóðlegra staðlaútfærslna frá ITU (GPON) og IEEE (EPON). GPON staðallinn hefur yfirburði við tímasetningu markaða í Norður Ameríku; ITU-T G.984.x flokksstaðlarnir voru fullgiltir árið 2003 en IEEE fullgilti ekki 802.3ah staðalinn fyrr en 2004, ári síðar. Tímasetning fullgildingar GPON staðalsins, svo og hæfni hans til að flytja innfæddan TDM þjónustu, voru líklega þáttir í vali hans sem vettvangur fyrir FiOS dreifingar Verizon, sem skýra hvers vegna GPON stendur nú fyrir meginhluta FTTH dreifingarinnar í Norður Ameríka.
Upphaflega hafði GPON tæknilegan markaðsforskot að því leyti að flutningssamruni lagsins rúmaði náttúrulega ekki aðeins umbúðir innbyggðra Ethernet-ramma, heldur einnig hraðbanka-frumna og TDM-þjónustu. Þessi hæfileiki gerði það að ákjósanlegu vali fyrir flutningsmenn sem vilja veita samtímis rödd og gagnaþjónustu til viðskiptavina sinna. Þar sem talsímaþjónustan hefur flutt frá hefðbundinni TDM yfir í IP hefur þessi tæknilegi kostur GPON umfram EPON nú tapað mestu máli sínu.
Hlutfallsleg efnahagsleg og tæknileg ávinningur af EPON og GPON
Kostnaður við sjón dreifibúnaðinn (trefjar gerð, skerandi, tengi og svo framvegis) er svipaður bæði fyrir GPON og EPON. Aðal tæknilegur og því kostnaðarmunur milli staðlanna tveggja er að finna í OLT og ONU. Aðalmunur á hlutum í OLT og ONU fyrir GPON og EPON er ASIC / FPGA og sjón einingar. Meirihluti GPON vara sem eru fáanlegar á markaðnum eru byggðar á FPGA en EPON vörur nota aðallega ASIC lyf með lægri kostnaði. Þó að það sé verulega dýrara að búa til ASIC, þá hefur framleiðslukostnaðurinn verið mun lægri en áður en FPGA flísar eru gerðar og kostnaðurinn er enn frekar rekinn niður hlutfallslega miðað við magn flísanna sem framleitt er. Mikil eftirspurn eftir EPON í Asíu, þar sem tugir milljóna eininga hafa verið sendar til þessa, gerðu framleiðendum kleift að afskrifa upphaflega fjárfestingu ASIC en halda áfram að lækka kostnað íhlutanna eftir því sem eftirspurn, og því magn, jókst. Betri stærðarhagkvæmni við meira magn fyrir ASIC framleiðendur bendir til þess að ólíklegt sé að GPON vörur muni lækka eins hratt í verði og EPON flísar hafa gert hingað til (og munu halda áfram að gera þegar eftirspurn eykst). Ennfremur eru sjóneiningarnar fyrir GPON einnig dýrari en EPON vegna hraðari leysibreytingar og slökunar á leysirafli sem krafist er í ITU-T staðlinum. Að auki er 2,4 Gbps hlutfall notað af mörgum GPON framleiðendum óstaðlað fyrir sjóngeirann sem takmarkar magn eftirspurnar sem er nauðsynlegt til að draga úr framleiðslukostnaði fyrir þessi tæki. Það er mjög vafasamt að kostnaður við GPON búnað getur nokkurn tíma verið jafn lítill og fyrir EPON til langs tíma.
EPON hefur sérstaka tæknilega yfirburði í neti þar sem þjónusta er skilgreind sem Ethernet eða IP yfir Ethernet, að því leyti að Ethernet rammar eru fluttir innfæddir á óvirka sjónnetinu. GPON þarfnast tveggja laga umbúða til að bera sömu umferð. Í GPON verður Ethernet gögnum og TDM ramma fyrst að vera sett saman í GEM ramma sem síðan eru enn frekar hönnuð ásamt hraðbanka ramma í GTC ramma til flutnings á PON. Þó að þessi aðferð hafi virkað vel þar sem þörf var á að flytja innfæddur TDM og hraðbankaumferð, í heildar-Ethernet neti felur skráning GEM og GTC umbreytingar í sér óþarfa flækju og þjónar engum raunverulegum ávinningi í flutningi hreinna Ethernet ramma.
GPON er geymt sérstaklega til að styðja punkt-til-punkt tengingar; þar sem þörf er á Ethernet-brúargerð eða LAN / VLAN-stuðningi verður þetta að vera fyrir ofan OLT með yfirborðsbúnaði. Hins vegar er afhending MEF-skilgreindrar þjónustu staðlað getu EPON-kerfa.
Vegna þess að EPON er byggt á IEEE 802.3 Ethernet stöðlunum, erfir það staðlaða Ethernet MIB-skjölin sem eru vel studd af OSS kerfunum sem þegar eru send til að stjórna flutningsnetum. Að auki, þá styður CableLabs® DPoE ™ forskrift sem nú er innbyggður í EPON búnað notkun núverandi stöðluðra API til að auðveldlega útvega, stjórna og viðhalda EPON uppsetningum. DPoE hefur verið hannað til að miðla milli núverandi DOCSIS úthlutunar- og stjórnunarkerfa rekstraraðila til að valda OLT og ONU tækjum innan PON netsins eins og þau séu DOCSIS CMTS og snúru mótald. Það er mikilvægt að hafa í huga að DPoE hvetur framleiðendur búnaðar til að byggja upp getu í kerfum sínum svo að þeir styðji iðnaðarsamræmt sett af forritaskilum til að veita þjónustu. Þetta gerir ekki aðeins kleift að snúru rekstraraðilar geti sjálfvirkt útvegun á Ethernet þjónustu á endurtekinn og skilvirkan hátt með því að nota núverandi skrifstofu sína, heldur veitir einnig innbyggt stöðluð úthlutunar- og viðhaldskerfi fyrir öll fjarskiptafyrirtæki til að nota. Þessi ávinningur er ekki í boði í GPON vörum.
Þrátt fyrir að þessi stöðluðu útvegsramma sé rétt að byrja að verða notaður af kapalframleiðendum, þá getur hæfileikinn til að nota vel skilið úthlutunar- og uppsetningarferli óháð því hver framleiddi búnaðinn áframhaldandi aukningu á upptöku EPON-dreifingar í Norður-Ameríku. Þetta er vegna þess að netrekstur er „þar sem gúmmíið hittir veginn“ í þeim skilningi að það er einn mikilvægasti þátturinn til að stjórna kostnaði og bæta hagkvæmni og framleiðni. Flest núverandi OSS-kerfi eru skrifuð til að takast á við sérstakar gerðir vélbúnaðar, frekar en vélbúnaðurinn sem er hannaður til að vera í samræmi við mengi stöðluðra API-iðnaðar. Samþykkt sameiginlegra hugbúnaðarstaðla, frekar en núverandi yfirburðir einkarekinna OSS tengi, mun auðvelda rekstrarsamhæfi og slétta ferla við veitingu og afhendingu þjónustu. Að lokum, stöðluð API fyrir OSS mun bæta val á rekstraraðilum og gera þeim kleift að velja búnað sem byggist á efnahagslegum og tæknilegum verðleikum frekar en að vera læstir í einum söluaðili eins og algengt er í netum flestra rekstraraðila. Hugsanleg ávinningur af þessari þróun er augljós.
GPON hefur nokkra lélega yfirburði en EPON sem ber að taka fram í þágu sanngirni. Einn kostur er notkun GPON á NRZ línukóðun á móti notkun EPON á 8B10B línukóðun, sem gerir ráð fyrir nokkurri jaðar bandvíddar skilvirkni. Þetta er ástæðan fyrir að EPON er með línustig 1,2 Gbps en hámarksafköst 1 Gbps en hámarksgeta GPON er 1,2 eða 2,4 Gbps línustig. Þar sem bæði kerfin styðja nú 10 Gbps valkost, hefur þessi kostur að mestu leyti verið óviðkomandi. Að auki skilgreinir GPON staðalinn verndarskiptingu, kraftmikla bandvíddarúthlutun og ONU aflstigakerfi. Allt þetta er annaðhvort valfrjálst eða óskilgreint í EPON staðlinum og allar útfærslur af þeim munu vera framleiðandasértækar og mega ekki vinna saman í OLT / ONU tilvikum fjölvirkis.
Núverandi staðlaþróunarvinna við EPON mun aðeins auka áfrýjun sína frekar, sérstaklega fyrir kapalrekendur. Sú fyrsta af þeim er EPoC staðalþróunin, sem nú er framkvæmd af IEEE. Þetta gerir kleift að nota núverandi coax snúru innviði sem líkamlegan miðil fyrir EPON og þar með útrýma kröfunni um að byggja síðustu míla trefjar fyrir hvern viðskiptavin. Vegna skýrs kostnaðarhagnaðar sem um er að ræða mun þessi þróun vissulega hafa víðtæk áhrif á markaðinn þar sem kapalrekstraraðilar skuldsetja hana til að auka bæði viðskiptaþjónustu og íbúðarhúsnæði EPON. Önnur þróunin er viðbót WDM við PON. WDM PON mun veita rekstraraðilum möguleika á að verja bylgjulengdum til tiltekinna viðskiptavina og koma í veg fyrir áhyggjur af EPON sem sameiginlegum miðli. WDM PON mun gera EPON að raunhæfri lausn fyrir bæði frumuviðbúnað og stórar mannvirki þar sem offramboð á sameiginlegum miðli er ekki æskilegt.
Heildarkostnaður eigna kostnaðar EPON
Seint á tíunda áratugnum þegar hraðbanki og SONET réðu yfir flutningakerfi flutningafyrirtækja hefðu fáir séð fyrir sér þann yfirráð sem Carrier Ethernet hefur í dag. Á þeim 40 árum sem liðin eru frá því hún kom til sögunnar hefur Ethernet náð núverandi stöðu sinni sem ríkjandi flutningatækni vegna sveigjanleika, einfaldleika og stærðarhagkvæmni sem hefur náttúrulega dregið úr kostnaði við hana miðað við val á markaðinum. Þessi sömu tæknilega getu og markaðsvirkni mun halda áfram að gefa EPON heildarkostnað vegna eignarhalds yfir GPON. Ljóst er að EPON er fljótt að öðlast bæði tæknilega og efnahagslega kosti sem hvetja rekstraraðila enn frekar til að velja það fram yfir GPON. Rétt eins og Ethernet flutningar hafa unnið SONET og hraðbanka, eftir því sem EPON öðlast skriðþunga á Norður-Ameríkumarkaði, mun kostnaður þess við framleiðslu halda áfram að lækka veldishraða með tímanum, líkt og Ethernet flutningar hafa gert í neðanjarðarlestarnetum. Á endanum eru vörur sem veita betri eiginleika og lægri kostnað ráðandi á markaðinum og EPON er greinilega vel í stakk búið til að verða ríkjandi síðasti míla trefjar afhendingartæki.
Skammstöfun
API-forritsviðmót
APON -ATM PON
ASIC - Notkunarsértæk samþætt hringrás
Hraðbanki - Samstilltur flutningsmáti
CMTS -Cable mótald lúkningarkerfi
DOCSIS - Upplýsingar um snúrur viðmótsþjónustugreiningar
DPoE -DOCSIS Útvegun EPON
EPoC -EPON yfir Coax
EPON -Eternet Passive Optical Network
FPGA -Spil-Forritanleg Gate Array
FTTH -Fiber til heimilisins
GEM -GPON umbreytingaraðferð
GTC -GPON flutningssamleitni
IEEE-Stofnun raf- og rafeindafræðinga
IP-netsamskiptareglur
ITU - Alþjóðlegt fjarskiptasamband
LAN -Local Area Network
LTE-þróun til langs tíma
Upplýsingagrunnur MIB-stjórnunar
NRZ -Non-Return to Zero
OLT -Optical Line Terminator
ONU - Optical Network Unit
OSS - Stuðningskerfi fyrir rekstur
PON -Passive Optical Network
SONET - Samstillt sjónvirkt net
TDM -Tímasviðs margfeldi
VLAN -Virtual Local Area Network
WDM-Bylgjulengd-deild margfeldi