Tecnologia GPON vs EPON nella rete FTTH

In un post precedente, abbiamo menzionato che il telaio di distribuzione ottica (ODF) è uno dei componenti nella rete di distribuzione ottica (ODN), e ODN è una parte del rete ottica passiva sistema (PON). PON è la tecnologia chiave per realizzare FTTx e fornire accesso in fibra ottica point-to-multipoint (P2MP). Allora, che cosa sono GPON ed EPON? Quali sono le differenze tra EPON e GPON? Per avere un quadro chiaro dei due, approfondiamo ulteriormente la tecnologia GPON vs EPON nella rete FTTH.

Che cos'è PON?

PON (Passive Optical Network) è la tecnologia fondamentale di FTTx. È una rete di comunicazione in fibra ottica che fornisce accesso alla rete a banda larga agli utenti finali. Questa rete passiva in fibra ottica consente di suddividere il segnale senza bisogno di alimentazione elettrica. È composta da OLT (Optical line terminal), ONU (optical network unit) e ODN. PON utilizza una topologia P2MP. Rispetto ad altre soluzioni di rete di accesso in fibra ottica, come lo switch point-to-point (P2P) e Fibre to the Curb (FTTC), l'architettura PON è una soluzione vantaggiosa per ridurre i costi di trasmissione e abbassare il tasso di guasti sul lato accesso.

Che cos'è GPON vs EPON?

Sia Ethernet Passive Optical Network (EPON) sia Gigabit Passive Optical Network (GPON) sono varianti di PON. Sono derivati da esigenze diverse in periodi diversi per fornire reti di accesso a banda larga in fibra ottica con topologia P2MP.

EPON è una tecnologia PON basata su Ethernet conforme allo standard IEEE 802.3. IEEE ha pubblicato la versione iniziale nel 2004, che adotta la tecnologia PON nel livello fisico (livello 1) e il protocollo Ethernet nel livello di collegamento dati (livello 2), realizzando l'accesso Ethernet tramite topologia PON e offrendo più servizi su Ethernet. Combina Ethernet e tecnologia PON in un'unica soluzione ed eredita i vantaggi di entrambe.

Ethernet PON utilizza la tecnologia WDM (Wavelength Division Multiplexing) per ottenere una trasmissione bidirezionale tramite una singola fibra. I dati downstream utilizzano la tecnologia a banda larga, mentre i dati upstream adottano la tecnologia Time Division Multiplex Access (TDMA). 

GPON, una tecnologia PON gigabit, si basa su ITU-TG.984.x. È lo standard più recente per l'accesso alla fibra ottica passiva a banda larga. GPON offre i vantaggi di una banda larga più elevata, alta efficienza, ampia copertura e diversità delle interfacce di accesso utente, motivo per cui gli utenti di classe carrier la considerano la soluzione ottimale per portare la banda larga nel business delle reti di accesso e realizzare una trasformazione completa.

Qual è la differenza tra EPON e GPON?

GPON vs EPON — Contesto di origine

L'avvento di EPON mira a superare il collo di bottiglia della precedente generazione PON. Il suo fratello maggiore (BPON) utilizza ATM come tecnologia di livello 2 e può fornire solo una larghezza di banda massima di 600Mbit/s. Ethernet PON porta Ethernet nella rete di accesso a banda larga in fibra ottica, offrendo una velocità doppia rispetto a Broadband PON. Eredita i vantaggi del basso costo di Ethernet, della flessibilità del protocollo e della maturità tecnologica. Pertanto EPON dispone di un'ampia gamma di mercati e compatibilità.

GPON trae insegnamento dai suoi due fratelli maggiori, sviluppa i servizi triple-play BPON, compensa le carenze di EPON in termini di versatilità e capacità. È destinato al settore delle telecomunicazioni, rispondendo alle esigenze di accesso full-service multi-servizio con QoS garantita. Punta a una soluzione ottimale, full-service e della massima efficienza.

GPON vs EPON — Larghezza di banda

In breve, la velocità massima dei dati di GPON è il doppio di quella di EPON, e la differenza risiede nella velocità downstream, nella velocità dei dati asimmetrica e nell'opzione di velocità multiple. 

EPON offre una velocità dati massima in downstream di 1.25 Gbit/s, la stessa della sua velocità in upstream. Tuttavia, GPON supporta tre opzioni di modalità di velocità dati: una velocità dati parallela di 622 Mbp/s in upstream e downstream, una velocità dati parallela di 1.25Gbit/s in entrambi i flussi e una velocità dati asimmetrica di 2.488 Gbit/s in downstream e 1.25Gbit/s in upstream. In primo luogo, le tre velocità offrono una soluzione flessibile per un'attività specifica. In secondo luogo, GPON offre il doppio della larghezza di banda di EPON, portando una larghezza di banda elevata senza precedenti alla tecnologia PON - downstream fino a 2.488 Gbit/s. Inoltre, la caratteristica asimmetrica la rende più ideale per i servizi dati a banda larga.

GPON vs EPON — Rapporti di splitting ottico

I rapporti di split specificano quante ONU può supportare un OLT. Più grande è il denominatore, maggiore è il numero di terminali accessibili con un numero fisso di OLT. In generale, il rapporto di split standard di EPON è 1:32. Naturalmente, può supportare un rapporto di splitter inferiore o superiore di 1:16, 1:64 o 1:128. GPON supporta un rapporto di split tipico di 1:32 o 1:64, e 1:128 è disponibile in alcuni sistemi.

Quindi, più alto è il rapporto di split, meglio è? No, un rapporto di split eccessivo aumenta i costi dei moduli ottici e riduce le prestazioni (tipicamente la distanza di trasmissione). Diciamo, un GPON SFP è più costoso di un SFP EPON. Maggiore è il numero di utenti di diramazione serviti, maggiore è l'attenuazione ottica della perdita di inserzione PON. Ad esempio, quando il rapporto di suddivisione è 1:16, la distanza massima di trasmissione è 20 km; quando il rapporto di suddivisione è 1:32, può raggiungere solo fino a 10 km.

GPON vs EPON — Stratificazione dell'architettura

EPON ha un'architettura di rete semplice. Utilizza direttamente un frame Ethernet per trasmettere dati, voce e video. Oppure dati basati su IP in un frame Ethernet e quindi inoltro tramite PON.

GPON ha tre "layer 2". Innanzitutto, i frame TDM ed Ethernet sono inseriti in frame GEM. In secondo luogo, le celle ATM e i frame GEM sono incapsulati nel frame GTC e trasmessi tramite PON.

GPON vs EPON — Versatilità

Multi-Service 

GPON è conforme allo standard G.984.X, che supporta il triple-play — dati, voce, video, soddisfacendo le esigenze di servizi completi di livello carrier. 

Qualità del servizio (QoS)

GPON dispone di QoS full service integrato, mentre EPON richiede un costo aggiuntivo per configurare manualmente l'etichetta VLAN e abilitare QoS.

Gestione della sicurezza OAM

GPON specifica la gestione in vari livelli: OAM, PLOAM (OAM a livello fisico) e OMCI (interfaccia di gestione e controllo ONT). Ogni canale di controllo dei messaggi svolge i propri compiti per ottenere una gestione completa della sicurezza OAM. 

EPON dispone solo di semplici funzioni OAM, come FEF (guasto all'estremità remota), loopback e monitoraggio.

GPON vs EPON — Costo

Per confrontare il costo di GPON vs EPON, innanzitutto dovremmo comprendere il costo dei componenti di rete. OLT, ONU e ODN sono tre unità necessarie per comporre GPON ed EPON. Gli elementi ODN includono fibre, ODF, splitter ottico, connettore ottico, ecc. Se il numero di utenti è lo stesso, il costo dell'ODN potrebbe non essere molto diverso. Tuttavia, i moduli ottici e i circuiti integrati specifici per applicazione distribuiti in OLT e ONU fanno una grande differenza. Il chip IC basato su FPGA di GPON è molto più costoso del chipset basato su ASIC di EPON. 

Qui potresti sbottare:" EPON è più economico di GPON." Aspetta, non saltare alle conclusioni. Oltre al costo delle apparecchiature, c'è il costo per abbonato. Dato che GPON è ottimizzato in termini di prestazioni per un rapporto di split più elevato, una larghezza di banda maggiore e una migliore efficienza di trasmissione, si può risparmiare una fortuna riducendo il numero di OLT. Questo porta anche a una riduzione dei costi del ciclo di vita.

Per una lettura rapida, la tabella seguente riassume le principali differenze.

GPON vs EPON: qual è migliore?

GPON vs EPON, qual è migliore? Un tema caldo su Internet che ha suscitato un intenso dibattito. Tuttavia, non esiste una conclusione certa in un senso o nell'altro, poiché entrambi presentano vantaggi e limitazioni. E la scelta si basa sulle tue situazioni attuali e sulle esigenze aziendali, come il budget di rete, il costo di accesso alla fibra, il numero di utenti finali, requisiti avanzati come QoS e gestione della sicurezza. 

Ecco i pro e i contro di EPON vs GPON elencati come riferimento.

Vantaggi di EPON: 

architettura di rete semplice

costo dei componenti inferiore 

supporta la crittografia in entrambi i flussi

Vantaggi GPON: 

la massima larghezza di banda di 2.48Gbit/s in downstream

supporto multi-servizio

maggiore copertura degli utenti finali fino a 128 ONU

elevata efficienza di trasmissione

supporta la crittografia in downstream

conveniente per grandi utenti telecom

Limitazioni EPON: 

qualità del servizio (QoS)

Gestione OAM

sicurezza

Limitazioni GPON: 

tecnologia di rete complessa

componenti GPON costosi come ottiche GPON

Conclusione

Dopo aver confrontato FTTH GPON vs EPON e averne elencato punti di forza e debolezze. Ecco un breve riassunto per chi ha bisogno di una lettura rapida per ottenere una guida all'acquisto.

GPON è preferito dagli utenti di livello carrier che richiedono larghezza di banda elevata, accesso ad alta densità, multiservizio triple play e funzionalità avanzate come QoS, sicurezza e ATM come backbone.

EPON è facile da usare per utenti residenziali e PMI sensibili alla complessità della rete, all'efficienza dei costi e che non hanno requisiti elevati per funzionalità avanzate come sicurezza, QoS e ATM.

Guardando alla storia dello sviluppo PON, la rete di accesso registra uno slancio nell'adozione della trasmissione in fibra ottica per una maggiore larghezza di banda e versatilità. Per l'attuale FTTH, EPON e GPON sono le tecnologie principali. Guardando avanti, 10G EPON e 10G GPON hanno trovato il loro mercato nell'FTTB (fiber to the building) per fornire una velocità di trasmissione dati più elevata su distanze maggiori, supportando al contempo più utenti. È prevedibile che a breve la rete ottica passiva ad alta velocità e a lunga distanza 25G/40G/100G possa diventare la prossima novità.

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