Tecnologia GPON vs EPON em rede FTTH

Em uma publicação anterior, mencionamos que o distribuidor óptico (ODF) é um dos componentes da rede de distribuição óptica (ODN), e ODN é uma parte da rede óptica passiva (PON). PON é a tecnologia essencial para implementar FTTx e fornecer acesso por fibra óptica ponto a multiponto (P2MP). Então, o que é GPON EPON? Quais são as diferenças entre EPON e GPON? Para entender claramente as duas, vamos nos aprofundar na comparação entre as tecnologias GPON e EPON na rede FTTH.

O que é PON?

PON (Passive Optical Network) é a tecnologia fundamental de FTTx. É uma rede de comunicação por fibra óptica que fornece acesso à rede de banda larga aos usuários finais. Essa rede passiva de fibra óptica tem como característica dividir o sinal sem a necessidade de energia elétrica. Ela é composta por OLT (Optical line terminal), ONU (optical network unit) e ODN. PON utiliza uma topologia P2MP. Em comparação com outras soluções de rede de acesso por fibra óptica, como ponto a ponto (P2P) e switch Fibre to the Curb (FTTC), a arquitetura PON é uma solução vantajosa para todos, pois reduz os custos de transmissão e diminui a taxa de falhas no lado do acesso.

O que é GPON vs EPON?

Tanto a Ethernet Passive Optical Network (EPON) quanto a Gigabit Passive Optical Network (GPON) são variações de PON. Elas são derivadas de diferentes necessidades em diferentes épocas para fornecer redes de acesso de banda larga por fibra óptica com topologia P2MP.

EPON é uma tecnologia PON baseada em Ethernet que está em conformidade com o padrão IEEE 802.3. A IEEE publicou a versão inicial em 2004, que adota a tecnologia PON na camada física (camada 1) e o protocolo Ethernet na camada de enlace de dados (camada 2), realizando acesso Ethernet pela topologia PON e oferecendo vários serviços por Ethernet. Ela combina as tecnologias Ethernet e PON em uma só e herda os benefícios das duas.

Ethernet PON usa a tecnologia WDM (Wavelength Division Multiplexing) para obter transmissão bidirecional por meio de uma única fibra. Os dados de downstream usam tecnologia de banda larga, enquanto os dados de upstream adotam a tecnologia Time Division Multiplex Access (TDMA). 

GPON, uma tecnologia PON gigabit, é baseada na ITU-TG.984.x. É o padrão mais recente para acessar fibra óptica passiva de banda larga. GPON possui as vantagens de maior largura de banda, alta eficiência, ampla cobertura e diversidade de interfaces de acesso do usuário; portanto, usuários de nível de operadora a consideram a solução ideal para levar banda larga aos negócios de rede de acesso e realizar uma transformação abrangente.

Qual é a diferença entre EPON e GPON?

GPON vs EPON — Contexto de origem

O advento da EPON visa superar o gargalo da geração anterior de PON. Seu irmão mais velho (BPON) usa ATM como tecnologia de camada 2 e só pode fornecer largura de banda de 600Mbit/s como limite. A Ethernet PON leva a Ethernet para a rede de acesso de banda larga por fibra óptica, oferecendo o dobro da velocidade da Broadband PON. Ela herda as vantagens do baixo custo da Ethernet, da flexibilidade do protocolo e da maturidade da tecnologia. Portanto, a EPON tem uma ampla gama de mercados e compatibilidade.

A GPON aprende com seus dois irmãos mais velhos, desenvolve os serviços triple-play da BPON e compensa as deficiências da EPON em versatilidade e capacidade. Ela é voltada para o setor de telecomunicações, atendendo às necessidades de acesso multisserviço completo com QoS garantida. Ela busca uma solução ideal, completa e mais eficiente.

GPON vs EPON — largura de banda

Em resumo, a taxa máxima de dados do GPON é duas vezes a do EPON, e a diferença está na velocidade downstream, na taxa de dados assimétrica e na opção de múltiplas taxas. 

EPON oferece uma taxa máxima de dados downstream de 1.25 Gbit/s, a mesma que sua velocidade upstream. No entanto, GPON oferece suporte a três opções de modos de taxa de dados: uma taxa de dados paralela de 622 Mbp/s em upstream e downstream, uma taxa de dados paralela de 1.25Gbit/s em ambos os fluxos e uma taxa de dados assimétrica de 2.488 Gbit/s em downstream e 1.25Gbit/s em upstream. Primeiro, as três velocidades oferecem uma solução flexível para um negócio específico. Segundo, GPON oferece o dobro da largura de banda de EPON, trazendo uma alta largura de banda sem precedentes para a tecnologia PON - downstream de até 2.488 Gbit/s. Além disso, o recurso assimétrico a torna mais ideal para serviços de dados de banda larga.

GPON vs EPON — Razões de Divisão Óptica

As taxas de divisão especificam quantas ONUs uma OLT pode suportar. Quanto maior o denominador, mais terminais são acessados com um número fixo de OLTs. Em geral, a taxa de divisão padrão da EPON é 1:32. Naturalmente, ela pode suportar uma taxa de divisão menor ou maior de 1:16, 1:64 ou 1:128. A GPON suporta uma taxa de divisão típica de 1:32 ou 1:64, e 1:128 está disponível em alguns sistemas.

Então, quanto maior a razão de divisão, melhor? Não, uma razão de divisão excessiva aumenta os custos do módulo óptico e diminui o desempenho (normalmente a distância de transmissão). Digamos, um GPON SFP é mais caro do que um SFP EPON. Quanto mais usuários de ramificação atendidos, maior a atenuação óptica da perda de inserção PON. Por exemplo, quando a taxa de divisão é 1:16, a distância máxima de transmissão é 20 km; quando a taxa de divisão é 1:32, ela só pode alcançar até 10 km.

GPON vs EPON — Camadas da arquitetura

EPON tem uma arquitetura de rede simples. Ele usa diretamente um quadro Ethernet para transmitir dados, voz e vídeo. Ou dados baseados em IP em quadro Ethernet e, em seguida, encaminha via PON.

GPON tem três "camadas 2". Primeiro, os quadros TDM e Ethernet são encapsulados em quadros GEM. Segundo, as células ATM e os quadros GEM são encapsulados no quadro GTC e entregues via PON.

GPON vs EPON — Versatilidade

Multisserviço 

GPON está em conformidade com o padrão G.984.X, que oferece suporte a triple-play — dados, voz, vídeo, atendendo às necessidades de serviço completo de nível de operadora. 

Qualidade de Serviço (QoS)

GPON possui QoS inerente de serviço completo, enquanto EPON exige o custo adicional de configurar manualmente o rótulo VLAN para habilitar QoS.

Gerenciamento de Segurança OAM

GPON especifica o gerenciamento em várias camadas: OAM, PLOAM (Physical Layer OAM) e OMCI (ONT Management and Control Interface). Cada canal de controle de mensagens cumpre suas funções para alcançar o gerenciamento completo de segurança OAM. 

EPON possui apenas funções simples de OAM, como FEF (falha na extremidade remota), loopback e monitoramento.

GPON vs EPON — Custo

Para comparar o custo de GPON vs EPON, primeiro devemos entender o custo dos componentes da rede. OLT, ONU e ODN são três unidades necessárias para compor GPON e EPON. Os elementos ODN incluem fibras, ODF, divisor óptico, conector óptico, etc. Se os números de usuários forem os mesmos, o custo no ODN pode não ser muito diferente. No entanto, módulos ópticos e circuitos integrados específicos de aplicação implantados em OLT e ONU fazem uma grande diferença. O chip IC baseado em FPGA da GPON é muito mais caro do que o chipset baseado em ASIC da EPON. 

Aqui, você pode acabar soltando: "EPON é mais barato que GPON." Espere, não tire conclusões precipitadas. Além do custo do equipamento, há o custo dos assinantes. Como o GPON é otimizado em desempenho para uma taxa de divisão mais alta, maior largura de banda e eficiência de transmissão, é possível economizar uma fortuna reduzindo o número de OLTs. Isso também leva a uma redução nos custos do ciclo de vida.

Para uma leitura rápida, a tabela abaixo resume as principais diferenças.

GPON vs EPON: Qual é Melhor?

GPON vs EPON, qual é melhor? Um tema em alta na Internet que gerou uma discussão intensa. No entanto, não há uma conclusão definitiva de escolha entre um ou outro. Pois ambos têm suas vantagens e limitações. E a opção se baseia em suas situações atuais e necessidades comerciais, como orçamento de rede, custo de acesso por fibra, número de usuários finais, requisitos avançados como QoS e gerenciamento de segurança. 

Aqui estão os prós e contras de EPON vs GPON listados para sua referência.

Vantagens da EPON: 

arquitetura de rede simples

menor custo dos componentes 

suporta criptografia em ambos os fluxos

Vantagens do GPON: 

a maior largura de banda de 2.48Gbit/s no sentido downstream

suporte a múltiplos serviços

mais cobertura para usuários finais, até 128 ONU

alta eficiência de transmissão

suporte à criptografia no downstream

econômico para grandes usuários de telecomunicações

Limitações do EPON: 

qualidade de serviço (QoS)

Gerenciamento OAM

segurança

Limitações de GPON: 

tecnologia de rede complexa

componentes GPON caros, como ópticas GPON

Conclusão

Depois de comparar FTTH GPON vs EPON e listar seus pontos fortes e fracos. Aqui está um breve ponto para amigos que precisam de uma leitura rápida para obter um guia de compra.

GPON é preferido por usuários de nível de operadora que exigem alta largura de banda, acesso de alta densidade, multisserviço triple play e recursos avançados como QoS, segurança e ATM como backbone.

EPON é fácil de usar para residências e SMBs que são sensíveis à complexidade de rede, à eficiência de custos e não têm requisitos elevados para recursos avançados, como segurança, QoS e ATM.

Olhando para o histórico de desenvolvimento de PON, a rede de acesso vê um impulso na adoção da transmissão por fibra óptica para maior largura de banda e versatilidade. Para FTTH atual, EPON e GPON são as tecnologias predominantes. Daqui para frente, 10G EPON e 10G GPON encontraram seu mercado em FTTB (fiber to the building) para fornecer uma taxa de dados mais alta em um alcance maior, ao mesmo tempo em que atendem a mais usuários. Pode-se esperar que, em breve, a rede óptica passiva de alta velocidade e longa distância 25G/40G/100G possa se tornar o próximo lançamento.

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