EPON ile GPON arasındaki fark nedir?
EPON ve GPON'a giriş
EPON ve GPON, Pasif Optik Ağ (PON) türleridir. Bir PON sistemi genellikle hizmet sağlayıcının merkez ofisinde (CO) bulunan bir Optik Hat Terminali (OLT) ile son kullanıcıların yakınında bulunan birden fazla Optik Ağ Biriminden (ONU) oluşur. Tek bir optik fiberin birden fazla tesise hizmet vermesini sağlamak için optik bölücüler kullanılır. Sırasıyla Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü (IEEE) ve Uluslararası Telekomünikasyon Birliği Telekomünikasyon Standardizasyon Sektörü (ITU-T) tarafından geliştirilen EPON ve GPON'un amacı, Ethernet ve IP hizmetlerinin sunulması için Gigabit hızında çözümler sağlamaktır.
Ethernet in the First Mile için IEEE standardını temel alan EPON, Ethernet protokolünün yeteneklerinden, uyumluluğundan ve performansından yararlanır. 1 Gbps ve 10 Gbps hızlarında paket tabanlı iletim sağlar. GPON ise SONET/SDH teknolojilerini kullanır ve Ethernet taşımak için Genel Çerçeveleme Protokolünden (GFP) yararlanır. IP tabanlı bir protokolle çalışır ve ATM veya GPON Kapsülleme Yöntemi (GEM) kodlamasını kullanabilir. GPON; ses, veri ve videoyu kapsayan “üçlü hizmet” sunumunu mümkün kılar ve öngörülebilir gelecekte planlanan Tesise Kadar Fiber (FTTP) uygulamalarının çoğunun temelini oluşturur.
EPON ve GPON; PON'un çalışması, Optik Dağıtım Ağı (ODN) yapısı, dalga boyu planı ve uygulama senaryoları gibi genel kavramları ve mimarileri paylaşsa da işleyişleri, veri protokolleri, destekledikleri özellikler ve hizmetler önemli ölçüde farklılık gösterir.
EPON ve GPON karşılaştırması
EPON ve GPON'un kendilerine özgü avantajları ve dezavantajları vardır; bu da onları belirli açılardan birbirini tamamlayan ve birbiriyle rekabet eden teknolojiler hâline getirir. Aşağıdaki karşılaştırma, EPON ile GPON arasındaki farkları açıklığa kavuşturmayı amaçlamaktadır.
Veri hızı:
EPON, IEEE 802.3 standardıyla tanımlanır; 1.25 Gbps (8B/10B kodlamasından önce 1.0 Gbps) için onaylanmış 802.3ah-2004 spesifikasyonuna ve 10Gbps (10G-EPON) için IEEE 802.3av standardına sahiptir. EPON'un yukarı ve aşağı yönlü veri hızları simetriktir.
GPON, aynı protokolü kullanarak çeşitli bit hızı seçeneklerini destekler. Bunlar arasında hem aşağı hem yukarı yönde 622 Mbps simetrik veri hızları, her iki yönde 1.25 Gbps simetrik veri hızları ve aşağı yönde 2.5 Gbps, yukarı yönde 1.25 Gbps veri hızları bulunur. Kullanıcılar yukarı ve aşağı yönlü veri hızlarını gereksinimlerine göre seçebilir; bu da GPON'u EPON'a kıyasla daha esnek kılar.
Bölme oranları:
Bölme oranları, belirli bir PON tarafından hizmet verilmesi amaçlanan kullanıcı sayısını ifade eder. Bu oran genellikle 32, isteğe bağlı olarak ise 16, 64 veya hatta 128 olur. Bölme oranı, optik alıcı-verici modüllerinin performansından etkilenebilir. Daha yüksek bir bölme oranı, optik alıcı-verici modüllerinin maliyetini önemli ölçüde artırır ve iletim mesafesini azaltır. Örneğin, 1:16 bölme oranında azami iletim mesafesi 20 km olabilir. Ancak 1:32 bölme oranında azami mesafe 10 km'ye düşer. EPON ve GPON bu açıdan aynıdır.
EPON genellikle en az 32 (yani 1:32) destekler ve 1:64 ile 1:128 de mümkün olduğundan bölme oranını sınırlamaz. Hizmet sağlayıcılar, desteklemek istedikleri hizmetlere ve bant genişliğine göre bölme oranını belirleyebilir. Buna karşılık GPON, bölme oranı için bir üst sınır tanımlar ve en fazla 128 kullanıcıyı destekler; ancak bu sayı genellikle 64 olur. GPON için yaygın bölme oranları arasında 1:32, 1:64 veya 1:128 bulunur. GPON çeşitli bölme oranları sunsa da maliyet açısından önemli bir avantaj sağlamaz. EPON'un 128 bölme oranına ulaşması gerekmediğinden, Optik Ağ Biriminde (ONU) daha ucuz optik bileşenler kullanılabilir.
Katmanlama ve erişim hizmeti:
EPON'da katmanlama modeli ve ilgili yönetim hizmetleri, Ethernet üzerine (doğrudan veya IP aracılığıyla) eşlenir. GPON'da aynı sonucu elde etmek için iki katmanlı kapsülleme gerekir. TDM ve Ethernet çerçeveleri önce, GFP'ye (ITU G.7401 standardından türetilen Genel Çerçeve Prosedürü) benzer bir biçime sahip GTC Kapsülleme Yöntemi (GEM) çerçevelerine kapsüllenir. Ardından hem ATM hem de GEM çerçeveleri, PON üzerinden taşınan GTC çerçevelerine kapsüllenir. Bu, Şekil 2'de görülebilir.
EPON, GPON'a kıyasla daha basit ve daha doğrudan bir çözüm sunar. GPON'daki ATM desteği ve çift kapsülleme, saf Ethernet taşıma düzenine göre önemli faydalar sağlamaz. Erişim hizmeti açısından EPON yalnızca veri hizmetleri için uygunken GPON üçlü hizmetler için uygundur. EPON, Ethernet protokolünden yararlanan yerel bir Ethernet çözümüdür; GPON ise Ethernet taşımak için SONET/SDH ve Genel Çerçeveleme Protokolünü (GFP) kullanır. Dolayısıyla katmanlama açısından EPON, GPON'dan daha iyidir; hizmet sunumu açısından ise GPON avantajlıdır.
QoS (Hizmet Kalitesi):
Ethernet protokolü, Hizmet Kalitesini (QoS) doğası gereği desteklemez. Bir PON sistemi QoS gerektirdiğinden, çoğu üretici EPON'da bunu VLAN (Sanal Yerel Alan Ağı) etiketlerini kullanarak sağlar. Bu, QoS sorununu çözse de toplam maliyetleri artırır. Otomatik tanımlama olmadığından VLAN etiketleri genellikle elle tanımlanır. GPON ise bütünleşik QoS işleme özelliğine sahiptir; bu da onu QoS açısından EPON'dan daha iyi kılar. Şekil 3 bu farkı göstermektedir.
OAM (İşletim, Yönetim ve Bakım)
GPON'da üç farklı kontrol mesajı türü vardır: OMCI (ONT Yönetim ve Kontrol Arayüzü), OAM (İşletim, Yönetim ve Bakım) ve PLOAM (Fiziksel Katman OAM). Bu kontrol mesajlarının her biri, aşağıda açıklandığı gibi belirli bir amaca hizmet eder:
1. OMCI: GPON'daki OMCI mesajları Ethernet veya ATM kontrol kanalı üzerinden iletilir. OMCI, GTC'nin (G-PON İletim Yakınsaması) üzerindeki katmanları tanımlayarak ONT (Optik Ağ Terminali) hizmetlerinin tanımlanmasından ve yönetiminden sorumludur. Eleman Yönetim Sistemi (EMS) aracılığıyla ONT'lerin yapılandırılmasını, etkinleştirilmesini ve kontrolünü sağlar.
2. Gömülü OAM: Gömülü OAM mesajları, GPON çerçevelerinin başlık ek yükünde taşınır. Bu mesajlar bant genişliği tahsisi, şifreleme anahtarı değiştirme ve Dinamik Bant Genişliği Tahsisi (DBA) gibi çeşitli amaçlarla kullanılır. Gömülü OAM, GPON ağının verimli şekilde yönetilmesini ve izlenmesini sağlar.
3. PLOAM: GPON'daki PLOAM mesajları ATM kontrol kanalı üzerinden iletilir. PLOAM, otomatik keşiften ve diğer tüm Fiziksel Ortama Bağımlı (PMD) ve GTC yönetim bilgilerinin yönetilmesinden sorumludur. PLOAM mesajları belirli ONT'lere yönlendirilir veya birden fazla ONT'ye ya da PON'un tamamına yayınlanabilir.
EPON'daki kontrol mesajları GPON'dakilerden farklıdır. EPON; hizmet tanımlama, arıza izolasyonu ve performans izleme için IEEE 802.3ah OAM mesajlarını kullanır. Bu OAM mesajları, IETF (İnternet Mühendisliği Görev Gücü) ve MIB'ler (Yönetim Bilgi Tabanları) aracılığıyla SNMP (Basit Ağ Yönetim Protokolü) set ve get işlemleriyle birlikte kullanılır. Ayrıca EPON, bant genişliği tahsisi için MPCP (Çok Noktalı Kontrol Protokolü) GATE/REPORT mesajlarını kullanır.
Maliyetler
GPON veya EPON'un kurulum maliyeti OLT, ONU/ONT ve pasif optik bileşenlere bağlıdır. Bir Optik Dağıtım Ağı (ODN); fiber kablo, kabinet, optik bölücü, konnektör ve benzeri bileşenlerden oluşur. Eşit sayıda kullanıcı için EPON'daki fiber ve kabinet giderleri GPON'dakilerle karşılaştırılabilir düzeydedir. OLT ve ONT'nin maliyeti, Uygulamaya Özgü Entegre Devre (ASIC) ve optik alıcı-verici modülleri tarafından belirlenir. Piyasada bulunan GPON yonga setlerinin çoğu ağırlıklı olarak Sahada Programlanabilir Kapı Dizisine (FPGA) dayanır; bu da EPON'un Ortam Erişim Kontrolü (MAC) katmanında kullanılan ASIC'ten daha maliyetlidir. Ayrıca GPON'un optik modülü EPON'unkinden daha pahalıdır. GPON'un kurulum aşamasında, bir GPON OLT'nin tahmini maliyeti bir EPON OLT'nin maliyetinden 1.5 ila 2 kat daha yüksek, bir GPON ONT'nin öngörülen maliyeti ise bir EPON ONT'nin maliyetinden 1.2 ila 1.5 kat daha yüksek olacaktır.
Sonuç
EPON ve GPON'un kendilerine özgü avantajları ve dezavantajları vardır. Performans açısından GPON, EPON'dan üstündür; ancak EPON kurulum süresi ve maliyet açısından avantajlıdır. Şu anda EPON hâlâ yaygın kullanılan teknoloji konumundayken GPON arayı kapatmaktadır. Geniş bant erişim pazarında her iki teknoloji de muhtemelen bir arada var olacak ve birbirini tamamlayacaktır. GPON; birden fazla hizmet gereksinimi, yüksek QoS ve güvenlik ihtiyaçları ve ATM omurga ağı olan kullanıcılar için idealdir. EPON ise maliyete öncelik veren ve daha az güvenlik gereksinimi olan kullanıcılar için daha uygun olabilir.
