EPON은 광섬유 전송 네트워크를 기반으로 하는 장거리 이더넷 액세스 기술입니다. EPON은 단일 광섬유가 업스트림 및 다운스트림 데이터 신호를 전달하고 1:N 스플리터 후에 광 신호가 N 채널로 분할되어 여러 액세스 포인트 또는 광 분기를 통해 사용자에게 액세스하는 점대다 아키텍처를 채택합니다.
에폰 네트워크 아키텍처
에폰 오해의 소지가 있는 의도 없이 전통적으로 GEPON이라고도 합니다. 업계의 초기 EPON 장치는 FE(Fast Ethernet) 버스를 기반으로 했습니다. 그러나 GE(Gigabit Ethernet) 버스 기반의 EPON 장치가 등장한 이후에는 구분하기 위해 GEPON으로 불리게 되었다. 현재 업계에서 대부분의 EPON 장치는 기본적으로 GE 버스를 기반으로 합니다. 현재 그들은 일반적으로 EPON이라고합니다.
일반적인 EPON 시스템은 OLT, ONU, ODN으로 구성되며 EPON의 네트워크 구조는 그림 1과 같다.
OLT는 L2 스위치 또는 L3 라우팅 스위치로 간주될 수 있는 중앙 서버실에 배치됩니다. 다운스트림 방향에서 OLT는 ODN(수동 광 네트워크)을 위한 광섬유 인터페이스를 제공합니다. 업스트림 방향에서 OLT는 GE 광/전기 인터페이스를 제공할 것이며 향후 10Gbit/s 이더넷 기술 표준이 확정되면 OLT도 유사한 고속 인터페이스를 지원할 것입니다. 다중 서비스 액세스를 제공하기 위해 OLT는 E1 및 OC3 인터페이스를 지원하여 기존 음성 액세스 또는 회로 트렁킹 서비스를 실현할 수 있습니다.
EPON 네트워크 관리 측면에서 OLT는 자체 제어 하에 ONU 단말 장치를 관리하고 네트워크 관리의 XNUMX가지 기능을 수행할 수 있는 OAMP 에이전트가 내장된 주요 제어 센터 역할을 합니다. 또한 효과적인 사용자 격리를 제공할 수 있습니다.
ODN은 수동 광섬유 스플리터와 광섬유로 구성된 광 분배 네트워크입니다. 패시브 광섬유 스플리터는 OLT와 ONU를 연결하는 패시브 장치이며 그 기능은 다운 스트림 데이터를 분배하고 업스트림 데이터를 중앙 집중화하는 것입니다. 패시브 스플리터의 배치는 매우 유연하며 패시브 특성으로 인해 거의 모든 환경에 적용할 수 있습니다. 일반적인 패시브 광섬유 스플리터는 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, 1:64 등의 분할 비율을 가지고 있습니다. 일반적으로 한 수준의 분할을 사용하는 것이 좋으며 최대 , XNUMX개 이하의 분할 수준.
ONU는 가입자 구내에 배치된 단말 장치입니다. EPON의 ONU는 이더넷 프로토콜을 활용하여 비용 효율적인 이더넷 레이어 2 스위칭 기능을 구현합니다. 이더넷 프로토콜을 사용함으로써 한 ONU에서 다른 ONU로 사용자 데이터를 투명하게 전송하기 위해 통신 프로세스 중에 더 이상 프로토콜 변환이 필요하지 않습니다. 또한 사용자 데이터의 보안을 보장하기 위해 OLT와 ONU 사이에 암호화 프로토콜이 사용됩니다.
EPON 기반 FTTH의 장점은 엔드 오피스에서 최대 20km(1:32 분할 비율)를 커버하고 ODN을 통해 각 광 액세스 포인트를 연결하는 강력한 커버리지 기능에 있습니다. 기존의 광 액세스 네트워크에서 광섬유 확장 범위는 일반적으로 네트워크 액세스 포인트로 제한됩니다. 가정에 대한 광섬유를 구현하려면 액세스 포인트에서 많은 수의 값비싼 광 포트 액세스 레이어 스위치를 구성해야 합니다. 수동 광 네트워크 기술, 특히 현재 EPON 기술의 출현과 성숙으로 광섬유를 사용자의 끝으로 직접 전달하는 경제적으로 실행 가능한 솔루션을 제공하여 FTTH를 효율적인 액세스 방법으로 만들 수 있습니다. EPON 기반 FTTX 솔루션에서는 건물에 대한 광섬유 케이블 도입, 커뮤니티의 OLT 계획, ODN 배포 및 실내 사용자 단말기(OUN)에 대한 광섬유 연결 문제를 해결하는 것이 중요해졌습니다.
EPON의 업스트림 및 다운스트림 기술
EPON은 OLT와 ONU 사이에 단일 파이버를 사용하여 물리적 인터페이스의 제한으로 인해 대칭 1.25Gbps 대역폭을 제공하며 실제로 데이터, 음성 및 비디오 서비스를 전송하기 위해 1Gbps 대역폭을 제공합니다. EPON은 단일 코어 광섬유에서 파장 분할 다중화 기술을 사용하여 업스트림 및 다운스트림 데이터 스트림을 서로 다른 주파수 대역에서 전송할 수 있습니다. 그 중,
다운링크 1490nm ;
업링크 1310nm ;
1550nm는 CATV의 경우 선택 사항입니다.
다운링크 데이터 스트림이 브로드캐스트되고 OLT는 유니캐스트 복제를 통해 모든 ONU에 802.3 형식의 이더넷 프레임 데이터 스트림을 푸시합니다. ONU는 이더넷 프레임 헤더에서 OLT가 할당한 LLID(Logical Link ID)를 판단하여 프레임 수신 여부를 결정한다. 그들은 자신에게 속한 데이터 프레임을 받고 그렇지 않은 데이터 프레임은 버립니다. 이는 그림 2에 나와 있습니다.
업링크 데이터 스트림은 업링크 시간을 여러 시간 슬롯으로 나누는 시분할 다중 액세스(TDMA) 기술을 채택합니다. 각 ONU의 할당된 대역폭과 서비스 우선 순위에 따라 서로 다른 시간 슬롯이 각각의 업링크 데이터 스트림에 할당됩니다. 각 시간 슬롯에서 하나의 ONU의 업링크 데이터 스트림만 광섬유를 통해 전송됩니다. OLT와 ONU 간의 협상을 통해 서로 다른 ONU의 업링크 데이터 스트림 간의 충돌을 방지하여 데이터 손실이 발생하지 않도록 합니다. 그림 3과 같이.
EPON과 ADSL의 비교
ADSL은 수년간의 활발한 개발 끝에 중국의 고정 네트워크 사업자에게 가장 인기 있는 광대역 액세스 방법이 되었습니다. 광대역 데이터를 전송함으로써 ADSL은 고정 네트워크 사업자의 구리선 자원을 최대한 활용하여 광대역 액세스 초기 단계에서 China Telecom 및 China Netcom과 같은 사업자에게 최고의 선택 중 하나가 되었습니다.
ADSL/ADSL2+ 서비스는 1Mbps 미만의 제한된 업링크 대역폭과 최대 26Mbps의 최대 다운링크 대역폭을 갖는 비대칭 전송 광대역 액세스 기술입니다. 실제 상용화에서는 3km 이하의 거리를 커버하며 일반적으로 512Kbps에서 2Mbps에 이르는 다운링크 대역폭을 제공하며 주로 공중 인터넷 접속에 적용된다.
그러나 다양한 신규 서비스, 특히 비디오 서비스의 등장으로 사용자의 대역폭 요구 사항이 증가하고 있습니다. 블로그, 온라인 게임, 인스턴트 메시징, 광대역 전화, 화상 전화, 개인 사진 앨범 공유와 같은 애플리케이션의 급속한 성장으로 인해 사용자의 업링크 대역폭에 대한 수요가 증가했습니다.
China Telecom과 China Netcom의 광대역 네트워크 계획에서 개인 사용자의 향후 양방향 대역폭은 10M~20M에 이를 것입니다. ADSL의 대역폭은 전송 거리에 의해 엄격히 제한되며 더 높은 대역폭은 단거리에서만 달성할 수 있습니다. 일정 기간 동안 일정 기간 동안. "광섬유에서 구리로" 변환하고 ADSL 커버리지 영역을 축소한 후에도 일정 기간 및 일정 범위 내에서만 대역폭 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
광섬유 기반 액세스 네트워크의 대역폭은 이론적으로 무한대로 확장 가능합니다. 따라서 EPON 기술이 성숙함에 따라 높은 대역폭과 장거리 커버리지로 인해 EPON은 ADSL 기술을 대체하는 기술 개발을 위한 불가피한 선택이 되었습니다.
ADSL에 비해 EPON은 예비 장비 비용과 섬유 부설 비용을 포함하여 초기 건설 비용이 더 높습니다. 그러나 네트워크 연결을 위해 수동 광 네트워크 기술을 사용하기 때문에 광섬유 기반 PON 기술은 ADSL 및 구리선에 비해 운영 및 유지 보수 비용이 크게 낮습니다.
낮은 사후 운영 및 유지 보수 비용을 통해 더 높은 대역폭과 장거리 서비스 범위를 제공할 수 있는 능력은 추가 신규 서비스 제공을 허용하여 더 많은 비즈니스 수익을 가져오고 장비 및 회선 비용에 대한 투자를 상대적으로 상쇄할 수 있습니다. 광섬유 비용은 이미 낮고 FTTX는 급속한 성장기에 진입했으며 장비 비용은 건설 중에 계속 감소할 것입니다. 따라서 사업자는 EPON을 배치함으로써 광대역 액세스를 포함한 모든 범위의 서비스 경쟁력을 강화할 수 있으므로 가입자 자원을 안정화하고 손실된 가입자를 다시 확보하여 사업자에게 더 많은 비즈니스 수익을 가져다주고 장기적으로 혜택을 줄 수 있습니다.
에폰의 기술적 장점
EPON 기술의 성숙도에 따라 업계의 주류 통신업체는 FTTX 애플리케이션을 시작하기 위해 EPON 시스템을 대규모로 배포하기 시작했습니다. 이를 기반으로 트리플 플레이(Triple Play, 음성, 데이터, 영상 서비스 제공)를 구현해 트리플 플레이 액세스 플랫폼을 구축하는 것을 목표로 하고 있다.
2004년부터 EPON 기술은 일본, 한국, 미국 및 유럽과 같은 성숙한 FTTH 시장에 널리 배치되어 IPTV 사업의 번영을 더욱 촉진했습니다. 중국 시장에서 EPON 제품은 모든 지방에서 시범적으로 사용되고 상업적으로 이용 가능합니다.
EPON 기술은 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 기술을 사용하여 단일 파이버에서 대칭 1Gbps 대역폭을 달성하고 고객 세그먼트에 근접한 다운스트림 분할을 가능하게 하여 많은 백본 파이버 리소스를 절약합니다. EPON 시스템의 또 다른 장점은 20:1 분할 비율에서 최대 32km, 10:1 분할 비율에서 64km의 강력한 커버리지 기능입니다. 이것은 안정적인 장비 수렴을 보장합니다. 1:32 분할 비율에서 각 ONU 사용자의 평균 대역폭은 30M 이상에 도달할 수 있으므로 비디오 서비스에 충분한 대역폭을 보장합니다.
EPON 시스템에서 패시브 광 분배기를 사용하면 서버 룸 및 전원 공급 장치 패키지를 포함하여 상당한 유지 관리 리소스를 절약할 수 있으므로 FTTX 네트워크의 전체 구성 및 유지 관리 비용이 절감됩니다. 최근 몇 년 동안 광섬유 비용이 감소함에 따라 FTTX 배치에서 케이블 인프라 비용이 절감되었습니다.
현재 운영자가 제공하는 광대역 액세스 서비스는 주로 ADSL 및 LAN 액세스의 두 가지 유형입니다. 또한 대역폭에 대한 수요가 증가함에 따라 VDSL도 점차 옵션이 되고 있습니다. 케이블 모뎀, 전력선 액세스와 같은 다른 액세스 방법은 업계의 리소스 제약으로 인해 시장 점유율이 제한적입니다.
