EPON vs. GPON
Teknologi Pilihan untuk Pengiriman Layanan Generasi Selanjutnya Di Amerika Utara, layanan data dengan kecepatan 100 megabit plus simetris secara tradisional hanya tersedia untuk pelanggan perusahaan besar karena tingginya biaya konstruksi serat dan peralatan data perusahaan. Pelanggan perusahaan kecil hingga menengah telah terdegradasi ke modem kabel kinerja rendah atau teknologi DSL yang terbukti tidak mampu memberikan bandwidth simetris tinggi secara ekonomis. Sekarang pelanggan perusahaan kecil hingga menengah mengadopsi aplikasi intensif bandwidth seperti layanan cloud, permintaan untuk kinerja Ethernet serat khusus pada DSL atau titik harga modem kabel meningkat dengan cepat. Hal ini, pada gilirannya, memotivasi operator untuk menyelidiki teknologi yang memungkinkan mereka untuk secara menguntungkan memenuhi permintaan layanan dari pasar yang sangat menguntungkan ini. Solusi Ethernet perusahaan khusus yang ada, sementara mampu memenuhi persyaratan teknologi, terlalu mahal untuk secara efektif mendukung ekspektasi harga pelanggan bisnis kecil-menengah. Jaringan Optik Pasif (PON) menawarkan kemungkinan yang menjanjikan dalam hal kualitas layanan dan titik harga. Operator memiliki dua pilihan teknologi yang valid untuk melayani pasar ini: EPON dan GPON. Meskipun GPON saat ini dalam penyebaran luas di Amerika Utara, itu diatur untuk digantikan oleh EPON, yang merupakan investasi teknologi unggul untuk memberikan layanan Ethernet perumahan dan usaha kecil-menengah. Makalah ini membahas alasan mengapa EPON adalah teknologi pilihan untuk memberikan layanan Ethernet berkualitas perusahaan besar untuk perusahaan kecil atau menengah dan pelanggan perumahan dengan harga yang bersedia mereka bayar. Mengatasi Keterbatasan Infrastruktur DOCSIS®
Operator kabel telah lama melayani pelanggan perusahaan kecil hingga menengah menggunakan perangkat DOCSIS. Namun, mereka merasa secara operasional dan finansial tidak praktis untuk melakukan perubahan radikal pada infrastruktur DOCSIS yang ada yang diperlukan untuk memenuhi permintaan pelanggan akan penawaran layanan simetris berkecepatan lebih tinggi. Memberikan bandwidth simetris menggunakan DOCSIS selalu menjadi tantangan karena terbatasnya jumlah saluran hulu yang tersedia seperti yang didefinisikan dalam standar DOCSIS asli. Keterbatasan ini telah mengakibatkan layanan modem kabel berevolusi untuk mendukung bandwidth hilir yang besar, seringkali melebihi 100 Mbs, sementara kemampuan hulu dari sebagian besar produk operator dibatasi hingga 10 Mbs atau lebih rendah. Memang benar bahwa standar DOCSIS 3.0 mendefinisikan saluran RF tambahan yang memungkinkan perluasan kapasitas hulu, tetapi menghilangkan filter dari infrastruktur kabel yang ada untuk mendukung rentang frekuensi baru adalah latihan intensif modal yang sebagian besar operator kabel tidak antusias melakukannya. Untuk meningkatkan kinerja jaringan sambil menurunkan biaya pengiriman kecepatan tinggi dan bandwidth simetris, operator kabel mencari solusi yang menggabungkan kinerja Ethernet khusus dengan modal rendah dan biaya operasional perangkat DOCSIS. PON muncul sebagai alternatif yang menarik karena penggunaan peralatan berbiaya rendah untuk memberikan kecepatan gigabit simetris, dukungannya untuk beberapa penawaran layanan, dan kekebalannya terhadap gangguan frekuensi radio yang dapat mengganggu kualitas pengalaman pelanggan dan meningkatkan biaya operasional.
Standar Rival: EPON versus GPON
Penggunaan arus utama PON untuk layanan pelanggan relatif baru di Amerika Serikat, dengan Verizon pertama kali menawarkan layanan FiOS mulai tahun 2005 dan penawaran Serat Kota Kansas pada tahun 2012. Sebaliknya, pada saat penulisan, Asia memiliki lebih dari tiga puluh juta Port EPON dikerahkan. Awalnya standar sebagai PON berbasis ATM, atau APON, oleh ITU pada akhir 1990-an, PON telah berkembang menjadi apa yang sekarang menjadi dua implementasi standar internasional yang bersaing dari ITU (GPON) dan IEEE (EPON). Standar GPON memiliki keunggulan pengaturan waktu pasar di Amerika Utara; standar seri ITU-T G.984.x telah diratifikasi pada tahun 2003, sedangkan IEEE tidak meratifikasi standar 802.3ah hingga 2004, satu tahun kemudian. Waktu ratifikasi standar GPON, serta kemampuannya untuk membawa layanan TDM asli, kemungkinan berkontribusi faktor untuk pemilihannya sebagai platform untuk penyebaran FiOS Verizon, yang menjelaskan mengapa GPON saat ini bertanggung jawab atas sebagian besar penyebaran FTTH di Amerika Utara.
Awalnya, GPON memiliki keunggulan pasar teknis karena lapisan konvergensi transmisinya tidak hanya mengakomodasi enkapsulasi frame Ethernet asli, tetapi juga sel ATM dan layanan TDM. Kemampuan ini menjadikannya pilihan ideal bagi operator yang ingin memberikan layanan data dan suara secara simultan kepada pelanggan mereka. Karena layanan telepon bermigrasi dari TDM tradisional ke IP, keunggulan teknis GPON ini dari EPON kini telah kehilangan sebagian besar relevansinya.
Manfaat Ekonomi dan Teknis Relatif dari EPON dan GPON
Biaya peralatan distribusi optik (jenis serat, splitter, konektor, dan sebagainya) sama untuk GPON dan EPON. Teknis utama dan oleh karena itu, variasi biaya antara kedua standar dapat ditemukan di OLT dan ONU. Perbedaan komponen utama dalam OLT dan ONU untuk GPON dan EPON adalah ASIC / FPGA dan modul optik. Mayoritas produk GPON yang tersedia di pasaran berbasis FPGA, sementara produk EPON sebagian besar menggunakan ASIC berbiaya lebih rendah. Walaupun secara signifikan lebih mahal untuk membangun ASIC, begitu investasi awal ini dilakukan, biaya produksi jauh lebih rendah daripada chipset FPGA dan biaya lebih jauh ditekan secara proporsional dengan volume chip yang diproduksi. Permintaan tinggi untuk EPON di Asia, di mana puluhan juta unit telah dikerahkan sampai saat ini, memungkinkan produsen untuk mengamortisasi investasi ASIC awal sambil terus menurunkan biaya komponen karena permintaan, dan karenanya volume, tumbuh. Skala ekonomi yang lebih baik pada volume yang lebih tinggi untuk produsen ASIC menunjukkan bahwa kemungkinan besar produk GPON tidak akan turun secepat harga seperti yang dilakukan chipset EPON sejauh ini (dan akan terus dilakukan saat permintaan meningkat). Selain itu, modul optik untuk GPON juga lebih mahal daripada EPON karena modulasi laser on-off yang lebih cepat dan beberapa leveling daya laser yang diperlukan oleh standar ITU-T. Selain itu, tingkat 2,4 Gbps yang digunakan oleh banyak produsen GPON adalah non-standar untuk industri optik yang membatasi volume permintaan yang diperlukan untuk menurunkan biaya produksi untuk perangkat tersebut. Sangat diragukan bahwa biaya peralatan GPON dapat serendah EPON dalam jangka panjang.
EPON memiliki keunggulan teknis yang berbeda dalam jaringan di mana layanan didefinisikan sebagai Ethernet atau IP over Ethernet, di mana frame Ethernet dibawa secara native pada jaringan optik pasif. GPON membutuhkan dua lapisan enkapsulasi untuk membawa lalu lintas yang sama. Dalam GPON, data Ethernet dan frame TDM pertama-tama harus dienkapsulasi ke dalam frame GEM yang kemudian dienkapsulasi lebih lanjut bersama dengan frame ATM ke dalam frame GTC untuk diangkut menggunakan PON. Sementara pendekatan ini bekerja dengan baik di mana kebutuhan untuk membawa TDM asli dan lalu lintas ATM diperlukan, dalam jaringan all-Ethernet dimasukkannya GEM dan enkapsulasi GTC menambah kompleksitas yang tidak perlu dan tidak memberikan manfaat nyata dalam mengangkut frame Ethernet murni.
GPON dirancang khusus untuk mendukung koneksi point-to-point; dengan demikian, di mana Ethernet bridging atau dukungan LAN / VLAN diperlukan, ini harus dilakukan di hulu dari OLT dengan peralatan overlay. Sebaliknya, pengiriman layanan yang ditentukan MEF adalah kemampuan standar sistem EPON.
Karena EPON dibangun di atas standar IEEE 802.3 Ethernet, ia mewarisi MIB Ethernet standar yang didukung dengan baik oleh sistem OSS yang sudah digunakan untuk mengelola jaringan operator. Selain itu, dukungan spesifikasi CableLabs® DPoE ™ sekarang sedang dibangun ke dalam peralatan EPON memungkinkan penggunaan API standar yang ada untuk dengan mudah menyediakan, mengelola, dan memelihara instalasi EPON. DPoE telah dirancang untuk menengahi antara sistem penyediaan dan manajemen DOCSIS operator yang ada untuk menyebabkan perangkat OLT dan ONU dalam jaringan PON muncul seolah-olah mereka adalah DOCSIS CMTS dan modem kabel. Penting untuk dicatat bahwa DPoE mendorong produsen peralatan untuk membangun kemampuan ke dalam sistem mereka sehingga mereka mendukung serangkaian API standar industri untuk layanan penyediaan. Ini tidak hanya memungkinkan operator kabel untuk mengotomatisasi penyediaan layanan Ethernet dengan cara yang berulang dan efisien menggunakan back office yang ada, tetapi juga menyediakan mekanisme penyediaan dan pemeliharaan standar bawaan untuk digunakan oleh semua perusahaan telekomunikasi. Manfaat ini tidak tersedia dalam produk GPON.
Sementara kerangka kerja penyediaan standar ini baru saja mulai diadopsi oleh penyedia kabel, kemampuan untuk menggunakan proses penyediaan dan instalasi yang dipahami dengan baik terlepas dari siapa yang memproduksi peralatan akan terus memicu peningkatan penyerapan penyebaran EPON di Amerika Utara. Ini karena operasi jaringan adalah "di mana karet memenuhi jalan" dalam arti bahwa itu adalah salah satu faktor yang paling penting dalam mengendalikan biaya dan meningkatkan efisiensi dan produktivitas. Sebagian besar sistem OSS yang ada ditulis untuk mengatasi jenis perangkat keras tertentu, daripada perangkat keras yang dirancang untuk menyesuaikan dengan serangkaian API standar industri. Adopsi standar perangkat lunak umum, daripada dominasi antarmuka OSS saat ini, akan memfasilitasi interoperabilitas dan memperlancar proses penyediaan dan pemberian layanan. Pada akhirnya, OSS API terstandarisasi akan meningkatkan pilihan pasar operator, memungkinkan mereka untuk memilih peralatan berdasarkan nilai ekonomis dan teknis alih-alih dikunci ke satu vendor seperti yang biasa terjadi di sebagian besar jaringan operator. Potensi manfaat dari perkembangan ini jelas terlihat.
GPON memiliki beberapa keunggulan marjinal dibandingkan EPON yang harus diperhatikan demi kepentingan keadilan. Satu keuntungan adalah penggunaan kode jalur NRZ dari GPON dibandingkan dengan penggunaan kode jalur 8B10B dari EPON, yang memberikan efisiensi bandwidth marjinal. Inilah sebabnya mengapa EPON memiliki tingkat garis 1,2 Gbps tetapi kapasitas maksimum 1 Gbps sementara kapasitas maksimum GPON adalah tingkat garis 1,2 atau 2,4 Gbps. Karena kedua sistem sekarang mendukung alternatif 10 Gbps, keuntungan ini menjadi sangat tidak relevan. Selain itu, standar GPON mendefinisikan switching perlindungan, alokasi bandwidth dinamis, dan mekanisme leveling daya ONU. Semua ini bersifat opsional atau tidak terdefinisi dalam standar EPON dan implementasi apa pun dari mereka akan spesifik-vendor dan mungkin tidak beroperasi di seluruh instance multivendor OLT / ONU.
Pekerjaan pengembangan standar saat ini pada EPON hanya akan memperluas daya tariknya, terutama untuk operator kabel. Yang pertama adalah pengembangan standar EPoC, saat ini sedang dilakukan oleh IEEE. Hal ini memungkinkan penggunaan infrastruktur kabel koaksial yang ada sebagai media fisik untuk EPON, sehingga menghilangkan persyaratan untuk membangun serat mil terakhir untuk setiap pelanggan. Karena manfaat biaya yang jelas yang terlibat, pengembangan ini tentu akan memiliki dampak pasar yang meluas karena operator kabel memanfaatkannya untuk memperluas layanan bisnis dan penyebaran EPON di perumahan. Pengembangan kedua adalah penambahan WDM ke PON. PON WDM akan memberikan operator kemampuan untuk mencurahkan panjang gelombang untuk pelanggan tertentu, menghilangkan kekhawatiran tentang EPON sebagai media bersama. WDM PON akan membuat EPON solusi yang layak untuk backhaul seluler dan instalasi perusahaan besar di mana kelebihan langganan media bersama tidak diinginkan.
Keuntungan Total Biaya Kepemilikan EPON
Pada akhir 1990-an ketika ATM dan SONET mendominasi jaringan transportasi operator, hanya sedikit yang membayangkan dominasi yang dimiliki Carrier Ethernet saat ini. Dalam 40 tahun sejak diperkenalkan, Ethernet telah memperoleh posisi saat ini sebagai teknologi transportasi yang dominan karena fleksibilitas, kesederhanaan, dan skala ekonomis yang secara alami menurunkan biaya dibandingkan dengan alternatif di pasar. Kemampuan teknis dan dinamika pasar yang sama ini akan terus memberi EPON keuntungan total biaya kepemilikan atas GPON. Jelas, EPON dengan cepat mendapatkan keuntungan teknis dan ekonomis yang selanjutnya akan mendorong operator untuk memilihnya daripada GPON. Seperti halnya transportasi Ethernet yang telah memenangkan SONET dan ATM, karena EPON mendapatkan momentum di pasar Amerika Utara, biaya pembuatannya akan terus turun secara eksponensial dari waktu ke waktu seperti yang dilakukan transportasi Ethernet di jaringan metro. Pada akhirnya, produk yang menyediakan fitur yang lebih baik dan biaya yang lebih rendah mendominasi di pasar dan EPON diposisikan dengan baik untuk menjadi mekanisme pengiriman serat jarak jauh yang dominan.
Akronim
API-Antarmuka Pemrograman Aplikasi
APON -ATM PON
ASIC -Aplikasi Khusus Sirkuit Terpadu
ATM - Mode Transfer Tidak Sinkron
CMTS - Sistem Penghentian Modem Kabel
DOCSIS -Data Spesifikasi Antarmuka Layanan Kabel
DPoE -DOCSIS Penyediaan EPON
EPoC -EPON melalui Coax
EPON -Ethernet Pasif Optical Network
FPGA -Field-Programmable Gate Array
FTTH-Serat ke Rumah
Metode Enkapsulasi GEM-GPON
Konvergensi Transmisi GTC-GPON
IEEE - Institusi Insinyur Listrik dan Elektronik
IP-Protokol Internet
ITU - Serikat Telekomunikasi Internasional
LAN -Local Area Network
LTE - Evolusi Jangka Panjang
MIB - Basis Informasi Manajemen
NRZ -Non-Kembali ke Nol
OLT - Terminator Saluran Elektronik
ONU - Unit Jaringan Resmi
Sistem Pendukung OSS -Operasi
PON -Passive Optical Network
SONET -Sinkron Jaringan Optik
TDM-Time-Division Multiplexing
VLAN - Jaringan Area Lokal Virtual
WDM -Wavelength-Division Multiplexing
