So sánh EPON và GPON

Cáp quang đang được sử dụng rộng rãi trong mạng truy cập để mở rộng dung lượng và tính linh hoạt. Với công nghệ PON (Mạng quang thụ động) ngày càng phổ biến và mạng FTTH (Cáp quang đến nhà) trở thành xu hướng của mạng truy cập trong tương lai, hai tiêu chuẩn điểm-đa điểm (P2P) – mạng quang thụ động Ethernet (EPON) và GPON (Gigabit Passive Mạng quang) đều đang được triển khai tích cực. Chúng có tính cạnh tranh và bổ sung cho nhau với những lợi thế riêng biệt. Hướng dẫn này sẽ minh họa so sánh EPON và GPON từ các khía cạnh khác nhau.

Giới thiệu về EPON và GPON

EPON và GPON là các biến thể của PON. Một hệ thống PON thường bao gồm một thiết bị đầu cuối đường truyền quang (OLT) tại văn phòng trung tâm của nhà cung cấp dịch vụ (CO) và một số đơn vị mạng quang (ONU) gần người dùng cuối. Và bộ chia quang được sử dụng để cho phép một sợi quang duy nhất phục vụ nhiều cơ sở. EPON và GPON được IEEE và ITU-T phát triển để cho phép các giải pháp tốc độ Gigabit cung cấp các dịch vụ Ethernet và IP. EPON dựa trên tiêu chuẩn IEEE cho Ethernet trong Mile đầu tiên. Nó tận dụng các tính năng, khả năng tương thích và hiệu suất của giao thức Ethernet, cho phép truyền dựa trên gói ở tốc độ 1 Gbps và 10 Gbps. Trong khi GPON sử dụng công nghệ SONET / SDH và Giao thức khung chung (GFP) để truyền tải Ethernet. Nó sử dụng giao thức dựa trên IP và mã hóa ATM hoặc GEM (phương pháp đóng gói GPON). GPON cho phép “.

Mặc dù các khái niệm và kiến ​​trúc chung (hoạt động PON, khung ODN, kế hoạch bước sóng và ứng dụng) là giống nhau đối với EPON và GPON, hoạt động, giao thức dữ liệu và các tính năng và dịch vụ được hỗ trợ bởi mỗi loại là hoàn toàn khác nhau.

So sánh EPON và GPON

Với những ưu điểm và nhược điểm riêng, EPON và GPON bổ sung cho nhau và cạnh tranh với nhau ở một số khía cạnh. Vì vậy, trong nội dung sau đây, chúng tôi muốn làm rõ so sánh EPON và GPON.

Tốc độ dữ liệu

EPON được định nghĩa theo tiêu chuẩn IEEE 802.3, được phê chuẩn là 802.3ah-2004 cho 1,25 Gbps (1,0 Gbps trước khi mã hóa 8B / 10B) và tiêu chuẩn IEEE 802.3av cho 10Gbps (10G-EPON). Tốc độ dữ liệu ngược và xuôi của EPON là đối xứng.

GPON hỗ trợ các tùy chọn tốc độ bit khác nhau bằng cách sử dụng cùng một giao thức, bao gồm tốc độ dữ liệu đối xứng là 622 Mbps ở cả dòng xuống và dòng lên, tốc độ dữ liệu đối xứng là 1,25 Gbps ở cả hai luồng, cũng như tốc độ dữ liệu 2,5 Gbps ở dòng xuống và dữ liệu tốc độ 1,25 Gbps ngược dòng. Người dùng có thể chọn tốc độ dữ liệu ngược và xuôi dựa trên nhu cầu của họ, làm cho nó linh hoạt hơn EPON.

Tỷ lệ phân chia

Tỷ lệ phân chia có nghĩa là số lượng người dùng dự định sẽ được phục vụ bởi một PON nhất định. Đây thường là 32, tùy chọn 16, 64 hoặc thậm chí 128. Tỷ lệ phân chia có thể bị ảnh hưởng bởi hiệu suất của các mô-đun thu phát quang. Một tỷ lệ phân chia lớn sẽ làm tăng đáng kể chi phí của các mô-đun thu phát quang và giảm khoảng cách truyền dẫn. Ví dụ, khi tỷ lệ phân chia là 1:16, khoảng cách truyền tối đa có thể là 20 km. Nhưng trong 1:32, khoảng cách tối đa giảm xuống còn 10 km. EPON và GPON giống nhau về khía cạnh này.

EPON thường hỗ trợ tối thiểu 32 (tức là 1:32) và nó không giới hạn tỷ lệ phân chia như 1:64, 1: 128 cũng có sẵn. Các nhà cung cấp có thể xác định tỷ lệ phân chia theo các dịch vụ và băng thông mà họ muốn hỗ trợ. Ngược lại, GPON xác định giới hạn trên về tỷ lệ phân chia: Nó có thể hỗ trợ 128 nhưng thường là 64. Có một số tỷ lệ phân chia phổ biến của GPON – 1:32, 1:64 hoặc 1: 128. GPON cung cấp nhiều tỷ lệ phân chia, nhưng không có nhiều lợi thế khi xem xét chi phí. EPON có thể triển khai quang học rẻ hơn tại ONU vì nó không cần đạt đến tỷ lệ phân chia 128.

Dịch vụ phân lớp & truy cập

Mô hình phân lớp và các dịch vụ quản lý liên quan đều được ánh xạ qua Ethernet (trực tiếp hoặc qua IP). Để thực hiện điều tương tự trong GPON, cần có hai lớp đóng gói. Đầu tiên, các khung TDM và Ethernet được bao bọc thành các khung Phương pháp đóng gói GTC (GEM), có định dạng giống GFP (có nguồn gốc từ Quy trình khung chung ITU G.7401). Thứ hai, các khung ATM và GEM đều được đóng gói thành các khung GTC cuối cùng được vận chuyển qua PON. Như hình 2 cho thấy.

EPON rõ ràng cung cấp một giải pháp đơn giản và dễ hiểu hơn nhiều so với GPON. Sự hỗ trợ của ATM và sự đóng gói kép của GPON không mang lại lợi ích thực sự nào so với sơ đồ truyền tải Ethernet thuần túy. Để truy cập dịch vụ, EPON chỉ thích hợp cho các dịch vụ chỉ có dữ liệu và GPON để chơi ba lần. EPON là một giải pháp Ethernet gốc sử dụng giao thức Ethernet và GPON sử dụng SONET / SDH và Giao thức khung chung (GFP) để truyền tải Ethernet. Do đó, để so sánh phân lớp, EPON tốt hơn GPON và về dịch vụ, GPON tốt hơn.

QoS (Chất lượng dịch vụ)

Giao thức Ethernet không có khả năng QoS vốn có. Bởi vì hệ thống PON không thể tồn tại nếu không có QoS, hầu hết các nhà cung cấp cho phép điều này trong EPON bằng cách sử dụng thẻ VLAN (Mạng cục bộ ảo). Mặc dù điều này giải quyết được vấn đề QoS, nhưng nó lại gây ra chi phí cao hơn nhiều. Vì không có cấp phép tự động cho các thẻ VLAN, chúng thường được cấp phép theo cách thủ công. GPON đã tích hợp xử lý QoS làm cho nó tốt hơn EPON, vì EPON QoS có chi phí cao so với GPON. (Hình 3)

OAM (Quản lý Vận hành và Bảo trì)

Trong GPON có ba loại thông báo điều khiển khác nhau: OMCI (Giao diện điều khiển và quản lý ONT), OAM và PLOAM (OAM lớp vật lý). Vai trò của họ được thể hiện trong bảng dưới đây.

Ngược lại, EPON sử dụng thông báo IEEE 802.3ah OAM để cung cấp, cách ly lỗi và giám sát hiệu suất kết hợp với các bộ SNMP (Giao thức quản lý mạng đơn giản) và thông qua IETF (Đội đặc nhiệm kỹ thuật Internet) và MIB (Cơ sở thông tin quản lý). Các thông báo kiểm soát bổ sung là MPCP GATE / REPORTs để cấp băng thông.

Chi phí

Chi phí triển khai GPON hoặc EPON phụ thuộc vào OLT, ONU / ONT và các thành phần quang thụ động. Một ODN bao gồm cáp quang, tủ, bộ chia quang, đầu nối, v.v. Đối với cùng một số lượng người dùng, chi phí cho cáp quang và tủ với EPON tương tự như với GPON. Chi phí của OLT và ONT được quyết định bởi ASIC (Mạch tích hợp ứng dụng cụ thể) và các mô-đun thu phát quang. Các chipset GPON hiện có trên thị trường chủ yếu dựa trên FPGA (Field Programmable Gate Array), đắt hơn ASIC lớp EPON MAC (Media Access Control). Module quang của GPON cũng đắt hơn EPON. Khi GPON đến giai đoạn triển khai, chi phí ước tính của GPON OLT cao hơn từ 1,5 đến 2 lần so với EPON OLT và chi phí ước tính của GPON ONT sẽ cao hơn từ 1,2 đến 1,5 lần so với EPON ONT.

Phần kết luận

EPON và GPON lần lượt có những ưu và nhược điểm riêng. Khi so sánh về hiệu suất, GPON tốt hơn EPON, trong khi EPON có nhiều lợi thế hơn về thời gian và chi phí triển khai. Cho đến nay EPON vẫn là xu hướng chủ đạo trong khi GPON đang bắt kịp. Tiến tới thị trường truy cập băng thông rộng, nhiều khả năng chúng đang cùng tồn tại để bổ sung cho nhau. Đối với những người dùng có nhu cầu về đa dịch vụ, chất lượng cao và bảo mật, cũng như mạng trục ATM, GPON dường như là một lựa chọn lý tưởng. Và đối với những người quan tâm nhiều đến chi phí và ít yêu cầu bảo mật hơn, EPON có thể tốt hơn.