تفاوت EPON و GPON چیست؟

تفاوت EPON و GPON

همه ما می دانیم که تکنولوژی فیبرنوری هر روز در حال افزایش است زیرا حجم داده بیشتری را با سرعت بیشتری می تواند منتقل کند. یکی از معماری های محبوب برای راه اندازی شبکه های فیبرنوری، PON یا Passive optical network می باشد. EPON و GPON نسخه های رایج (passive optical networks (PONs هستند. این شبکه های کوتاه برد از کابل فیبر نوری برای مواردی مانند: Internet access و (voice over Internet protocol (VoIP و digital TV delivery in metropolitan areas (ارائه خدمات تلویزیون دیجیتال در مناطق شهری) مورد استفاده قرار می گیرند.

 

PON چیست؟

PON یک شبکه فیبری است که فقط از فیبر و اجزای غیر فعال مانند تقسیم کننده و جمع کننده استفاده می کند و نه از اجزای فعال مانند تقویت کننده، تکرار کننده و یا مدارهای شکل دهنده. هزینه چنین شبکه هایی به طور قابل توجه کمتر از آن شبکه هایی است که از مولفه های فعال استفاده می کنند. اما نقطه ضعف اصلی این نوع شبکه ها کم بودن محدوده پوشش توسط قدرت سیگنال می باشد.

در حالی که یک شبکه نوری فعال یا active optical network (AON) می تواند تا حدود 100 کیلومتر تحت پوشش را قرار دهد ولی یک PON تا 20 کلیومتر را تحت پوشش قرار دهد. همچنین PON ها شبکه های فیبر خانگی یا fiber to the home (FTTH) نامیده می شود. آرایش شبکه از نوع PON، یک شبکه یک نقطه به چند نقطه ای یا همان P2MP می باشد که در آن ترمینال خط نوری مرکزی (OLT) در سرویس ارائه دهنده تلویزیون و سرویس اینترنت را بین 16 تا 128 مشتری در هر خط فیبر توزیع می کند.

شبکه های PON را با نام های دیگری هم می شناسند که (FTTH) یا فیبر به خانه نام دارد. FTTx واژه ای است که به صورت کلی برای نشان دادن کابل های فیبر نوری به سمت مکان های مختلف به کار برده می شود. در FTTH حرف H به معنای Home می باشد، البته گاهی به جای FTTH از FTTP هم استفاده می شود.  FTTB هم به معنای کشیده شدن کابل های فیبرنوری به سمت ساختمان ها می باشد.

در نمونه های دیگر، در تمام مسیر تا رسیدن به دست مشتری فیبر اجرا نمی شود. به جای آن، از node های موقت در مجاورت آن محل استفاده می شود کهFTTN ، fiber to the node شناخته می شوند و یک نمونه دیگر FTTC ،fiber to the curb است. این دو نمونه FTTC  و  FTTN ، تمام مسیر را از فیبر استفاده نمی کنند و برای ارائه سرویس با هزینه کمتر از سیم مسی تلفن (copper telephone line (UTP)) و (unshielded twisted-pair) سیم بهم تابیده بدون محافظ استفاده می کنند.

با گذشت سال ها، استانداردهای متفاوتی از PON توسعه داده شده اند، در اواخر 1990، اتحادیه بین المللی مخابرات (ITU: International Telecommunications Union) استاندارد APON را ایجاد نمود، که برای انتقال بسته اطلاعاتی در مسافت های طولانی، از حالت انتقال ناهمزمان (ATM: Asynchronous Transfer Mode) استفاده می کرد.

از آن زمان که دستگاه های خودپرداز دیگر استفاده نشد، یک نسخه جدیدتر به نام broadband PON یا همان BPON ایجاد شد که با عنوان ITU-T G.983 تعیین شده و این استاندارد برای 622Mbits/s downstream و 155Mbits/s upstream فراهم شده است.

در حالی که هنوز هم ممکن است BPON در برخی سیستم ها مورد استفاده قرار گیرد، اکثر شبکه های فعلی از محصولات GPON یا Gigabit PON استفاده می کنند و استاندارد ITU-T مربوط به آن G.984 است و سرعت های : 488Gbits/s downstream و 1.244Gbits/s upstream را ارائه می دهد.

مزیت مهم تکنولوژی PON، عدم نیاز به جریان برق در نقاط اتصال OLT به ONT می باشد که تا حد زیادی هزینه های عملیاتی شبکه را کاهش می دهد. علاوه بر این تکنولوژی تجهیزات پون (PON)، با کاهش طول نهایی فیبر نوری، باعث صرفه جویی در کابل کشی های مورد نیاز زیرساخت می گردد. همانطور که فقط یک رشته فیبر می تواند به تعداد ۶۴ مشترک انشعاب یابد و این انشعاب نیز از طریق یک نود مرکزی و با استفاده از اسپیلیترها صورت می گیرد

 

GPON شبکه نوری پسیو گیگابایت:

کلمه GPON مخفف کلمات Gigabit Passive optical network است که به معنی ارتباط نوری با سرعت گیگابایت می باشد. یکی از مهم‌ترین دلایل استفاده از این شبکه سرعت بالا و عملکرد عالی این سیستم است.

GPON در واقع نوعی ارتباط بین مشترکین خانگی اینترنت اپراتور های ارائه دهنده اینترنت است که بر مبنای فیبر نوری ایجاد می شود. در این حالت تمام شبکه به حالت پسیو در آمده و دیگر نیازی به تجهیزات اکتیو در مسیر ارسال نمی باشد. در این حالت پایداری شبکه به مقدار 999% می رسد که به این معنی است که حداکثر مقدار قطعی اینترنت و یا تأخیر در ارسال اطلاعات به مقدار 5 دقیقه در سال می رسد که رقم بسیار عالی است. در مورد شبکه ی اینترنت معمولی این مقدار بیش از 3 ساعت در سال است که تفاوت بسیار بالایی با یکدیگر دارند.

GPON از مالتی پلکس کردن بر اساس تفکیک طول موج WDM( wavelength division multiplexing) استفاده می‌کند. بنابراین یک تک فیبر را می توان برای هر دو مورد داده downstream و upstream استفاده نمود. یک لیزر در طول موج 1490nm اطلاعات دریافتی را انتقال در حالی که اطلاعات ارسالی را با طول موج 1310nm انتقال می‌دهد.

در حالی که هر ONU نرخ دریافت 2.488Gbits/s و نرخ ارسال 1.244Gbits/s را دارد، GPON از فرمت دسترسی چندگانه بخش زمانی (TDMA)، برای اختصاص یک جدول زمانی خاص به هر کاربر استفاده می‌کند. این تکنولوژی پهنای باند را تقسیم کرده، در نتیجه هر مشترک کسری از آن همانند 100Mbits/s، وابسته به مسیر که ارائه دهنده سرویس اختصاص می‌دهد، را دریافت می‌کند.  نرخ ارسال از حداکثر مقدار کمتر می‌باشد زیرا با سایر ONU ها تقسیم شده است.

فاصله و تاخیر زمانی هر مشترک بوسیله OLT تعیین می‌شود. اگرچه تکنولوژی های دیگری برای ارائه فیبر نوری به خانه (FTTH) وجود دارد شبکه‌های نوری پسیو PONs ترجیح به استفاده از GPON می‌دهند.

شبکه GPON یک شبکه دسترسی به صورت نقطه به نقطه است که شامل بخش های مختلفی است. این بخش ها شامل OLT یا همان پایه های فیبر نوری و ONU یا همان واحد های شبکه نوری است و یک اسپلیتر (تقسیم کننده) است.

کار تقسیم کننده در واقع این است که در صورت نیاز سیگنال را به واحد های هم اندازه و متناسب تقسیم کند. بخش OLT تمام سیگنال های نوری را که به صورت پرتو های نوری است از بخش ONU در یافت می کنند و آنها را به سیگنال های الکترونیکی و دیجیتالی تبدیل می کند. هر OLT معمولاً از 72 پورت پشتیبانی می کند.

در واقع تنها بخش هایی که برای این شبکه مورد نیاز است یک متصل کننده به ابتدا و یک متصل کننده به پایان کابل فیبر نوری است. در این حالت دیگر نیازی به تقویت کننده ها و یا افزایش دهنده های فرکانسی نیست. تمام فرایند در یک ساختار غیر فعال و پسیو انجام می شود. آخرین نقطه اتصال در این شبکه ها منازل کاربران و یا حتی فروشگاه ها و مشاغل کوچک آنها است.

 

EPON چیست:

EPON مخفف عبارات Ethernet passive optical network به معنی شبکه نوری غیر فعال Ethernet می باشد که اتصالات شبکه را از طریق زیر ساخت های ارتباطی امکان پذیر می کند. EPON یک شبکه short haul است که از کابل های فیبر نوری، بسته های Ethernet (به جای سلول های ATM) و یک شبکه 2لایه با یک پروتکل واحد برای دسترسی به اینترنت، صدا از طریق پروتکل اینترنت یا voice over internet protocol یا همان VoIP، سرویس های تلویزیون دیجیتال در کلان شهرها استفاده می کند.

همان طور که از نام EPON پیداست، فناوری EPON نسخه ای از فناوری PON مبتنی بر اترنت است که امکان دسترسی به شبکه نقطه به چند نسخه با هزینه های نصب و راه اندازی کمتری را فراهم می کند. فناوری شبکه نوری غیر فعال Ethernet توسط IEEE802.3EFM به صورت استاندارد تهیه گردیده و شامل استاندارد IEEE802.3ah است. در این استاندارد، فناوری PON با فناوری اترنت و مشخصات فنی جدید لایه فیزیکی به کار رفته در سیستم EPON و پروتکل لایه داده اتصال اترنت برای تحقق دسترسی TDM از قاب اترنت در PON با معماری نقطه به چند منظوره (نقطه) توسعه یافته است.

EPON روشی برای استفاده از تمام پروتکل اترنت در شبکه های نسل بعدی می باشد. از این رو EPON یک فناوری توانمند است که نه تنها برای مصرف کنندگان سودمند خواهد بود بلکه شبکه های بی سیم نسل بعدی مانند LTE و WiMAX نیز از این فناوری بهره مند خواهند شد.

نرخ خالص انتقال اطلاعات در ردیافت و ارسال در این نوع تکنولوژی 1.25Gbits/s است.

تکنولوژی EPON لینک‌های 1Gb/s دوطرفه را با استفاده از طول موج 1490nm برای دریافت و طول موج 1310nm برای ارسال فراهم می‌کند و همچنین طول موج 1550nm را برای توسعه آینده و سرویس‌های اضافه در نظر می‌گیرد. EPON به صورت کاملاً آسان با سایر استاندارد‌های اترنت سازگار بوده، بنابراین هیچگونه کپسوله سازی یا تبدیل برای اتصال به شبکه‌های اترنت ضروری نمی‌باشد. همان ساختار اترنت با ظرفیت بار تا 1518 بایت استفاده می‌شود. از آنجایی که اترنت اولین تکنولوژی شبکه در شبکه‌های محلی LAN و هم‌اکنون در شبکه‌های محلی مترو است، به هیچ مبدل به پروتکل نیازمند نمی‌باشد.

همچنین نوع 10 گیگابایت اترنت 802.3av طراحی شده است. نرخ واقعی خط 10.3125Gbits/s است. حالت اولیه 10Gbits/s برای دریافت و ارسال می‌باشد. نوع 10Gbits/s از طول موج‌های نوری متفاوتی در فیبر استفاده می‌کند. طول موج 1575 تا 1580 نانومتر دریافت و 1260 تا 1280 برای ارسال می‌باشد.

 

تفاوت EPON و GPON شامل:

  • پهنای باند مورد استفاده
  • میزان دسترسی
  • هزینه های مشترکین
  • کارآیی هر دو استاندارد
  • سیستم های مدیریت
  • پشتیبانی از پوشش CATV 7
  • رمزگذاری
  • محافظت از شبکه

در زیر به بررسی برخی از این تفاوت EPON و GPON می پردازیم:

  1. در ساختار GPON پهنای باندی بین 1.25 الی 2.5 گیگابایت در ثانیه ارائه می دهند. این در حالی است EPON پهنای باندی در حدود 1 گیگابایت در ثانیه را ارائه می دهد.
  2. ساختار GPON بر اساس یک ساختار نقطه به نقطه ایجاد شده است این در حالی است که از EPON به صورت غیرمستقیم برای استفاده از اترنت به کار برده می شود. ساختار EPON کاملاً با اساس استاندارد های اترنت سازگار است. در نتیجه در هنگام اتصال به شبکه های مبتنی بر اترنت در هر دو طرف نیازی به تبدیل و یا محوطه سازی نیست.
  1. در شبکه های GPON فرآیند تقسیم تعداد واحدهای شبکه های نوری یا همان ONU بر اساس یک ترمینال OLT در حد 128 عدد است. این در حالی است که در ساختار EPON محدودیت در تعداد ONU ها به مقدار 32 یا 64 عدد می باشد.
  2. فرآیند رمز نگاری در سیستم GPON عموماً روی ساختار پایین دستی یا همان Downstream انجام می شود. این در حالی است که در ساختار EPON فرایند رمز نگاری در هر دو بخش بالا دست و پایین دست انجام می شود.
  3. در حال حاضر, هزینه تجهیزات EPON تقریباً برابر با ۱۰ درصد از هزینه‌های تجهیزات GPON می‌باشد و تجهیزات EPON به سرعت در حال تبدیل شدن به هزینه رقابتی با VDSL می‌باشند.

 

نتیجه گیری: 

اگرچه GPON و EPON هر دو ویژگی ها و مزایای خاص خود را دارند و تا حدودی یکدیگر را جبران می کنند. اما در عملکرد، GPON از EPON برتر است و در هزینه ها پایین تر از EPON است. لازم به ذکر است برای بازار دسترسی به پهنای باند در آینده، اصل همزیستی و مکمل باید حفظ شود نه اینکه یک جایگزین دیگری شود. به تعبیری خاص ، به نظر می رسد GPON برای مشتریانی که نیاز بیشتری به پهنای باند، خدمات، QoS، امنیت و ATM دارند، مناسب تر است.

 

هر آنچه باید در رابطه با کابل های فیبر نوری بدانید:

دیدگاه شما

ده + 15 =

برگشت به بالا
محصول با موفقیت به سبد خرید اضافه شد.