EPON adalah teknologi akses Ethernet jarak jauh berdasarkan jaringan transportasi serat optik. EPON mengadopsi arsitektur point-to-multipoint, di mana satu serat membawa sinyal data hulu dan hilir, dan setelah pembagi 1: N, sinyal optik dibagi menjadi saluran N, yang mencakup beberapa titik akses atau pengguna akses dengan cabang optik.
EPON Arsitektur jaringan
EPON juga secara tradisional disebut GEPON, tanpa maksud yang menyesatkan. Perangkat EPON awal di industri didasarkan pada bus FE (Fast Ethernet). Namun, setelah pengenalan perangkat EPON berdasarkan bus GE (Gigabit Ethernet), mereka disebut GEPON untuk membedakannya. Saat ini, sebagian besar perangkat EPON di industri pada dasarnya berbasis bus GE. Saat ini, mereka umumnya disebut sebagai EPON.
Sistem EPON tipikal terdiri dari OLT, ONU, dan ODN, dan struktur jaringan EPON ditunjukkan pada Gambar 1.
OLT ditempatkan di ruang server pusat, yang dapat dianggap sebagai sakelar perutean L2 atau L3. Di arah hilir, OLT menyediakan antarmuka serat optik untuk jaringan optik pasif (ODN); di arah hulu, OLT akan menyediakan antarmuka optik/listrik GE, dan di masa depan, ketika standar teknologi Ethernet 10Gbit/dtk diselesaikan, OLT juga akan mendukung antarmuka berkecepatan tinggi serupa. Untuk menyediakan akses multi-layanan, OLT juga dapat mendukung antarmuka E1 dan OC3 untuk mewujudkan akses suara tradisional atau layanan trunking sirkuit.
Dalam hal manajemen jaringan EPON, OLT berfungsi sebagai pusat kendali utama dengan Agen OAMP bawaan, yang dapat mengelola perangkat terminal ONU di bawah kendalinya dan menjalankan lima fungsi manajemen jaringan. Itu juga dapat memberikan isolasi pengguna yang efektif.
ODN adalah jaringan distribusi optik, yang terdiri dari pembagi serat optik pasif dan serat optik. Pemisah serat optik pasif adalah perangkat pasif yang menghubungkan OLT dan ONU, dan fungsinya untuk mendistribusikan data hilir dan memusatkan data hulu. Penyebaran pembagi pasif sangat fleksibel dan dapat diadaptasi ke hampir semua lingkungan karena sifat pasifnya. Pemisah serat optik pasif umum memiliki rasio pemisahan 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, 1:64, dll. Umumnya disarankan untuk menggunakan satu tingkat pemisahan, dan paling banyak , tidak lebih dari dua tingkat pemisahan.
ONU adalah perangkat terminal yang ditempatkan di sisi tempat pelanggan. ONU di EPON menggunakan protokol Ethernet untuk mencapai fungsi switching Ethernet Layer 2 yang hemat biaya. Dengan menggunakan protokol Ethernet, tidak perlu lagi konversi protokol selama proses komunikasi untuk mencapai transmisi transparan data pengguna dari satu ONU ke ONU lainnya. Selain itu, dan protokol enkripsi digunakan antara OLT dan ONU untuk memastikan keamanan data pengguna.
Keunggulan FTTH berbasis EPON terletak pada kemampuan jangkauannya yang kuat, mencakup hingga 20 km (rasio split 1:32) dari kantor akhir dan menghubungkan setiap titik akses optik melalui ODN. Dalam jaringan akses optik tradisional, rentang ekstensi serat optik biasanya terbatas pada titik akses jaringan. Untuk mencapai serat ke rumah, sejumlah besar sakelar lapisan akses port optik yang mahal perlu dikonfigurasi di titik akses. Dengan munculnya dan pematangan teknologi jaringan optik pasif, terutama teknologi EPON saat ini, dapat memberikan solusi yang layak secara ekonomi untuk pengiriman langsung serat optik ke ujung pengguna, menjadikan FTTH sebagai metode akses yang efisien. Dalam solusi FTTX berbasis EPON, penyelesaian pengenalan kabel serat optik ke gedung, perencanaan OLT di komunitas, penerapan ODN, dan konektivitas serat ke terminal pengguna dalam ruangan (OUN) menjadi sangat penting.
Teknologi hulu dan hilir EPON
EPON menggunakan serat tunggal antara OLT dan ONU untuk menyediakan bandwidth simetris 1.25Gbps, karena keterbatasan antarmuka fisik, EPON sebenarnya menyediakan bandwidth 1Gbps untuk mengirimkan layanan data, suara, dan video. EPON menggunakan teknologi multiplexing divisi panjang gelombang pada serat inti tunggal, memungkinkan aliran data hulu dan hilir untuk ditransmisikan dalam pita frekuensi yang berbeda. Diantaranya,
Tautan ke bawah 1490nm ;
Tautan naik 1310nm;
1550nm adalah opsional untuk CATV.
Aliran data downlink disiarkan, dan OLT mendorong aliran data bingkai Ethernet dalam format 802.3 ke semua ONU melalui replikasi unicast. ONU menentukan apakah akan menerima frame dengan menilai LLID (Logical Link ID) yang ditetapkan oleh OLT di header frame Ethernet. Mereka menerima bingkai data milik mereka dan membuang yang tidak. Ini ditunjukkan pada Gambar 2.
Aliran data uplink mengadopsi teknologi Time Division Multiple Access (TDMA), yang membagi waktu uplink menjadi beberapa slot waktu, Berdasarkan bandwidth yang dialokasikan dan prioritas layanan dari setiap ONU, slot waktu yang berbeda ditetapkan ke aliran data uplink masing-masing. Pada setiap slot waktu, hanya satu aliran data uplink ONU yang ditransmisikan melalui fiber. Melalui negosiasi antara OLT dan ONU, konflik antara aliran data uplink dari ONU yang berbeda dapat dihindari, memastikan tidak terjadi kehilangan data. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.
Perbandingan EPON dan ADSL
Setelah beberapa tahun pengembangan yang giat, ADSL telah menjadi metode akses broadband paling populer untuk operator jaringan tetap China. Dengan mentransmisikan data broadband, dan ADSL memanfaatkan sepenuhnya sumber daya kabel tembaga dari operator jaringan tetap, menjadikannya salah satu pilihan terbaik bagi operator seperti China Telecom dan China Netcom pada tahap awal akses broadband.
Layanan ADSL/ADSL2+ adalah teknologi akses broadband transmisi asimetris dengan bandwidth uplink terbatas kurang dari 1Mbps dan bandwidth downlink maksimum hingga 26Mbps. Dalam penggunaan komersial sebenarnya, ini mencakup jarak tidak lebih dari 3 km, umumnya menyediakan bandwidth downlink mulai dari 512Kbps hingga 2Mbps dan terutama diterapkan untuk akses Internet publik.
Namun, dengan munculnya berbagai layanan baru, khususnya layanan video, kebutuhan bandwidth pengguna semakin meningkat. Pesatnya pertumbuhan aplikasi seperti blogging, game online, pesan instan, telepon broadband, telepon video, dan berbagi album foto pribadi telah menyebabkan peningkatan permintaan bandwidth uplink dari pengguna.
Dalam perencanaan jaringan broadband China Telecom dan China Netcom, bandwidth dua arah di masa depan untuk pengguna individu akan mencapai 10M~20M. Bandwidth ADSL sangat dibatasi oleh jarak transmisi, dan bandwidth yang lebih tinggi hanya dapat dicapai dalam jarak pendek, Bahkan dengan transformasi "fiber menjadi tembaga" dan memperpendek jangkauan ADSL, itu hanya dapat memenuhi persyaratan bandwidth menjadi a batas tertentu dan untuk jangka waktu tertentu. Bahkan setelah transformasi "serat menjadi tembaga" dan pengurangan area jangkauan ADSL, itu hanya dapat memenuhi kebutuhan bandwidth dalam jangka waktu tertentu dan sampai batas tertentu.
Bandwidth jaringan akses berbasis serat secara teoritis dapat diskalakan tanpa batas. Oleh karena itu, dengan kematangan teknologi EPON, bandwidth tinggi dan jangkauan jarak jauhnya menjadikan EPON pilihan yang tak terelakkan untuk pengembangan teknologi, menggantikan teknologi ADSL.
Dibandingkan dengan ADSL, EPON memiliki biaya konstruksi awal yang lebih tinggi, termasuk biaya peralatan awal dan biaya peletakan serat. Namun, karena penggunaan teknologi jaringan optik pasif untuk konektivitas jaringan, teknologi PON berbasis serat memiliki biaya pengoperasian dan pemeliharaan yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan ADSL dan kabel tembaga.
Kemampuan untuk menyediakan bandwidth yang lebih tinggi dan cakupan layanan jarak jauh melalui biaya pasca operasi dan pemeliharaan yang lebih rendah, memungkinkan penyediaan layanan baru tambahan, yang menghasilkan lebih banyak pendapatan bisnis, secara relatif dapat mengimbangi investasi dalam biaya peralatan dan saluran. Biaya fiber sudah rendah, FTTX telah memasuki masa pertumbuhan yang pesat, dan biaya peralatan akan terus menurun selama konstruksi. Oleh karena itu, dengan menerapkan EPON, operator dapat meningkatkan daya saing dari berbagai layanan, termasuk akses broadband, sehingga menstabilkan sumber daya pelanggan dan bahkan mendapatkan kembali pelanggan yang hilang, yang akan membawa lebih banyak pendapatan bisnis bagi operator dan menguntungkan mereka dalam jangka panjang.
Keunggulan teknis EPON
Dengan kematangan teknologi EPON, operator arus utama di industri telah memulai penerapan sistem EPON skala besar untuk meluncurkan aplikasi FTTX. Mereka bertujuan untuk mewujudkan Triple Play (bermain tiga kali, menyediakan layanan suara, data, dan video) atas dasar ini untuk membangun platform akses triple-play.
Sejak 2004, teknologi EPON telah digunakan secara luas di pasar FTTH yang matang seperti Jepang, Korea, serta AS dan Eropa, yang selanjutnya mendorong kemakmuran bisnis IPTV. Di pasar China, produk EPON telah diujicobakan dan tersedia secara komersial di semua provinsi.
Teknologi EPON menggunakan teknologi panjang gelombang divisi multiplexing (WDM) untuk mencapai bandwidth 1 Gbps simetris pada satu serat, dan memungkinkan pemisahan hilir di dekat segmen pelanggan, menghemat banyak sumber daya serat backbone. Keunggulan lain dari sistem EPON adalah kemampuan jangkauannya yang kuat, dengan jangkauan maksimum 20 km dengan rasio pisah 1:32 dan 10 km dengan rasio pisah 1:64. Ini memastikan konvergensi peralatan yang andal. Di bawah rasio split 1:32, bandwidth rata-rata setiap pengguna ONU dapat mencapai lebih dari 30 juta, memberikan jaminan bandwidth yang cukup untuk layanan video.
Penggunaan pembagi optik pasif dalam sistem EPON menghemat sumber daya pemeliharaan yang signifikan, termasuk menghemat ruang server dan paket catu daya, sehingga mengurangi keseluruhan biaya konstruksi dan pemeliharaan jaringan FTTX. Penurunan biaya serat optik dalam beberapa tahun terakhir telah berkontribusi pada pengurangan biaya infrastruktur kabel dalam penyebaran FTTX.
Saat ini, layanan akses broadband yang disediakan oleh operator terutama terdiri dari dua jenis: akses ADSL dan LAN. Selain itu, dengan meningkatnya permintaan bandwidth, VDSL juga secara bertahap menjadi pilihan. Metode akses lainnya, seperti Cable Modem, power line access, memiliki pangsa pasar yang terbatas karena kendala sumber daya di industri.
