xPON, EPON, GPON: mitä eroa? Täydellinen opas PON-tekniikoihin
Sisällys
GPON, EPON, XGS-PON, NG-PON2, xPON — passiivisten optisten verkkojen maailma on täynnä lyhenteitä, jotka muistuttavat toisiaan mutta tarkoittavat hyvin erilaisia tekniikoita. Valinta näiden standardien välillä määrää kuitenkin suoraan käytettävissä olevat nopeudet, yhteensopivat laitteet ja FTTH-rakentamisen kustannuksen. Tämä opas selvittää olennaiset erot vaihtoehtojen välillä, jotka ovat GPON, EPON ja xPON, ja kertoo, miksi viimeksi mainittu tekniikka on muodostunut välttämättömäksi siirtymäratkaisuksi.
GPON ja EPON eivät ole vaihdettavissa keskenään — niiden protokollat, nopeudet ja koodaukset ovat perustavasti erilaisia. xPON ratkaisee tämän yhteensopimattomuuden havaitsemalla automaattisesti, mihin verkkotyyppiin se kytkeytyy.
Mikä on PON-verkko?
Verkko, joka on PON-verkko (Passive Optical Network) on pisteestä moneen pisteeseen -arkkitehtuuriin perustuva optisen kuidun liityntäverkko. Se nojaa kolmeen pääosaan:
- OLT (Optical Line Terminal) — aktiivilaite, joka sijaitsee operaattorilla tai puhelinkeskuksessa. Se hallitsee koko PON-verkkoa ja keskittää asiakkaiden yhteydet.
- Passiivinen optinen jakaja — täysin passiivinen signaalinjakaja (ei virransyöttöä), joka jakaa optisen signaalin 2–128 asiakkaan kesken.
- ONU/ONT (Optical Network Unit/Terminal) — aktiivilaite, joka asennetaan asiakkaan luo ja joka muuntaa optisen signaalin käyttökelpoiseksi Ethernet- tai puhelinsignaaliksi.
Määre »passiivinen« tulee siitä, että jakaja ei tarvitse mitään virransyöttöä — se vain jakaa valotehon. Tämä arkkitehtuuri pienentää infrastruktuurin ja kunnossapidon kustannuksia huomattavasti verrattuna tavalliseen pisteestä pisteeseen -verkkoon.
GPON — laajakaistan viitestandardi
Tekniikka GPON (Gigabit Passive Optical Network) on määritelty standardissa ITU-T G.984. Se on vallitseva standardi Euroopassa ja ranskalaisten kansallisten operaattorien FTTH-verkoissa (Orange, SFR, Bouygues, Free).
- Laskeva nopeus (downstream) : 2,488 Gbps
- Nouseva nopeus (upstream) : 1,244 Gbps
- Kapselointiprotokolla : GEM (GPON Encapsulation Method)
- Suurin jakosuhde : 128 asiakasta OLT-porttia kohden (tyypillisesti 32 tai 64 todellisissa verkoissa)
- Tuetut palvelut : ATM, TDM, Ethernet ja CATV (kaapelitelevisio WDM:n kautta)
- Palvelunlaatu : T-CONT ja DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) takaavat tiukan QoS:n asiakasta kohden
- Aallonpituudet : 1490 nm laskeva, 1310 nm nouseva
GPONin edistynyt QoS — rakenteiden kautta, jotka ovat T-CONT (Transmission Containers) — antaa sen jakaa kaistanleveyttä dynaamisesti jokaiselle asiakkaalle reaaliaikaisen tarpeen mukaan. Siksi sitä suositaan triple-play-verkoissa (internet + puhelin + televisio).
EPON — natiivi Ethernet-ratkaisu
L'EPON (Ethernet Passive Optical Network) on määritelty standardissa IEEE 802.3ah. IEEE:n eikä ITU:n kehittämänä se omaksuu natiivin Ethernet-lähestymistavan, mikä tekee siitä yksinkertaisemman integroida olemassa oleviin IP-verkkoihin.
- Nopeus : 1 Gbit/s symmetrinen (10G-EPON standardin IEEE 802.3av mukaan: 10 Gbit/s laskeva / 1 tai 10 Gbit/s nouseva)
- Linjakoodaus : 8B/10B (vähemmän tehokas kuin GPONin NRZ)
- Ohjausprotokolla : MPCP (Multi-Point Control Protocol)
- Tuetut palvelut : vain natiivi Ethernet — ei natiivia TDM- tai ATM-tukea
- Palvelunlaatu : DiffServ/802.1p — vähemmän tarkka kuin GPONin T-CONT
- Aallonpituudet : samat kuin GPONissa (1490/1310 nm)
- Jakosuhde : jopa 32 asiakasta (tyypillisesti)
EPON on edullisempi rakentaa kuin GPON, erityisesti halvempien piirien ansiosta. Se on erityisen yleinen Aasiassa (Kiina, Japani, Korea) ja yritysasennuksissa, joissa natiivi Ethernet-integrointi yksinkertaistaa verkonhallintaa.
GPON vs. EPON — suora vertailu
| Kriteeri | GPON | EPON |
|---|---|---|
| Standardointiorganisaatio | ITU-T (G.984) | IEEE (802.3ah) |
| Suurin laskeva nopeus | 2,488 Gbps | 1 Gbps (10G : 10 Gbps) |
| Suurin nouseva nopeus | 1,244 Gbps | 1 Gbit/s (10G: 1 tai 10 Gbit/s) |
| Protokolla | GEM | MPCP (Ethernet) |
| Linjakoodaus | NRZ | 8B/10B |
| Natiivit palvelut | Ethernet, TDM, ATM, CATV | Vain Ethernet |
| QoS | T-CONT / DBA (tiukka) | DiffServ / 802.1p |
| Suurin jakosuhde | 128 | 32 |
| Laitteiden hinta | Korkeampi | Edullisempi |
| Vallitseva käyttöalue | Eurooppa, Pohjois-Amerikka | Aasia, yritykset |
| ONU/OLT-yhteensopivuus | Vain GPON | Vain EPON |
Tämän vertailun pääopetus: GPON ja EPON ovat keskenään yhteensopimattomia. GPON-ONU ei voi kytkeytyä EPON-OLT:hen eikä päinvastoin. Juuri tämän ongelman xPON ratkaisee.
xPON — molempien maailmojen parhaat puolet
Tekniikka xPON (kirjoitetaan myös XPON tai cross-PON) on tekniikka, joka yhdistää GPONin ja EPONin yhteen ONU-laitteeseen. Kyse ei ole uudesta siirtostandardista vaan laitteisto- ja ohjelmistoratkaisusta, joka tuo kaksoisyhteensopivuuden.
Miten automaattinen havaitseminen toimii?
- Käynnistyessään xPON-ONU kuuntelee OLT:n lähettämiä verkkopaketteja
- Jos kehykset vastaavat GEM-protokollaa → ONU siirtyy tilaan, joka on GPON-tila
- Jos kehykset vastaavat MPCP-protokollaa → ONU siirtyy tilaan, joka on EPON-tila
- Jos vastaavuutta ei löydy, ONU käynnistyy automaattisesti uudelleen ja kokeilee toista tilaa
- Kun tila on tunnistettu, rekisteröinti OLT:hen tehdään normaalisti
Laitteiston osalta xPON perustuu asioihin, jotka ovat GPON-spesifikaatiot (suuremmat nopeudet, T-CONT-QoS, monipalvelutuki). Ohjelmisto hoitaa EPON-yhteensopivuuskerroksen. Tulos: yksi ONU toimii minkä tahansa markkinoilla olevan OLT:n kanssa, olkoon se GPON tai EPON.
Miksi valita xPON?
xPONilla on konkreettisia etuja kolmelle toimijaryhmälle:
Siirtymävaiheessa oleville teleoperaattoreille:
- Siirtymä EPONista GPONiin ilman ONU-laitteiden vaihtoa — xPON-ONU-laitteilla varustettujen asiakkaiden ei tarvitse tehdä mitään verkon vaihdon yhteydessä
- Merkittävä säästö laitteiden vaihtokustannuksissa: 10 000 asiakkaan verkossa säästyy satoja tuhansia euroja ONU-laitteissa
- Varastonhallinta yksinkertaistuu — yksi ONU-tuotenumero koko kannalle
Asentajille ja integroijille:
- Yleispätevä yhteensopivuus — yksi ONU toimii Huawein, ZTE:n, Nokian, Calixin, Fiberhomen ja useimpien markkinoilla olevien merkkien OLT-laitteiden kanssa
- Ei varastovirheitä — loppu GPON- ja EPON-tilausvirheille työmailla
- Yhtenäinen hallinta-alusta — yksi NMS (Network Management System) molempien verkkotyyppien valvontaan
Monen toimipaikan yrityksille:
- GPONia käyttävä toimipaikka ja EPONia käyttävä toinen voidaan varustaa laitteella, joka on sama ONU-malli
- Helpottaa asiaa, joka on verkkolaitteiden standardointi koko kiinteistökannan laajuudessa
- Toimenpideaikojen lyheneminen yhtenäisen varaosavaraston ansiosta
Hyvä tietää
xPON tukee myös palveluja, jotka ovat ATM, Ethernet ja TDM tiukalla QoS:lla, sekä CATV-siirtoa laskevaan suuntaan WDM:n kautta — perittynä GPON-spesifikaatioista, joihin se perustuu.
Sovellukset ja todelliset käyttöönotot
xPON on järkevä neljässä päätilanteessa:
1. Siirtymä EPONista GPONiin (pääkäyttötapaus)
Monet Aasiassa 2000- ja 2010-luvuilla rakennetut verkot nojaavat EPONiin. Nopeuden kasvattamisen yhteydessä (siirtymä GPONiin tai XGS-PONiin) operaattorit voivat pitää xPON-ONU-laitteet asiakkailla ja vaihtaa vain OLT-laitteet — mikä pienentää siirtymän kustannusta 40–60 %.
2. FTTH-rakentaminen sekaympäristössä
Suurissa asennuksissa (taloyhtiöt, kampukset, teollisuusalueet), joissa useita eri sukupolven OLT-laitteita on rinnakkain, xPON takaa koko ONU-kannan yhteensopivuuden ilman varaston pilkkomista.
3. Kotitalouksien FTTH — yhteensopivuus Freeboxin, Liveboxin ja Bboxin kanssa
Yhteensopivat xPON-ONU-laitteet on suunniteltu toimimaan tärkeimpien ranskalaisten operaattorien OLT-laitteiden kanssa. 1GE-xPON-ONU, jossa on SC/APC-portti, voi korvata operaattorin toimittaman ONT:n ja pysyä yhteensopivana, vaikka infrastruktuuri muuttuu.
4. Yritysten monipalveluverkot
ATM/TDM/Ethernet-tuen ja GPONista peritun T-CONT-QoS:n ansiosta xPON sopii yrityksille, jotka tarvitsevat asioita, jotka ovat oman kaistanleveyden takuut (videoneuvottelu, VoIP, reaaliaikaiset virrat).
