EPON, fiber optik taşıma ağına dayalı uzun menzilli bir Ethernet erişim teknolojisidir. EPON, tek bir fiberin yukarı ve aşağı veri sinyallerini taşıdığı ve 1:N ayırıcıdan sonra, optik sinyalin birden fazla erişim noktasını veya optik dallara sahip erişim kullanıcılarını kapsayan N kanala bölündüğü, noktadan çok noktaya bir mimari benimser.
EPON Ağ mimarisi
EPON herhangi bir yanıltıcı niyet olmaksızın geleneksel olarak GEPON olarak da adlandırılır. Sektördeki ilk EPON cihazları, FE (Hızlı Ethernet) veriyoluna dayanıyordu. Ancak GE(Gigabit Ethernet) veri yoluna dayalı EPON cihazlarının piyasaya sürülmesinden sonra, ayırt etmek için bunlara GEPON adı verildi. Şu anda, endüstrideki EPON cihazlarının çoğunluğu temel olarak GE veriyoluna dayanmaktadır. Şu anda, genellikle EPON olarak anılmaktadırlar.
Tipik bir EPON sistemi OLT, ONU ve ODN'den oluşur ve EPON'un ağ yapısı Şekil 1'de gösterilmektedir.
OLT, bir L2 anahtarı veya L3 yönlendirme anahtarı olarak kabul edilebilecek merkezi sunucu odasına yerleştirilmiştir. Aşağı yönde, OLT, pasif optik ağlar (ODN) için fiber optik arabirimler sağlar; yukarı yönde OLT, GE optik/elektrik arayüzleri sağlayacak ve gelecekte, 10Gbit/sn Ethernet teknolojisi standardı tamamlandığında, OLT benzer yüksek hızlı arayüzleri de destekleyecektir. Çoklu hizmet erişimi sağlamak için OLT, geleneksel sesli erişim veya devre ana hat hizmetlerini gerçekleştirmek için E1 ve OC3 arayüzlerini de destekleyebilir.
EPON ağ yönetimi açısından OLT, kontrolü altındaki ONU terminal cihazlarını yönetebilen ve ağ yönetiminin beş işlevini yerine getirebilen yerleşik OAMP Aracısı ile ana kontrol merkezi olarak hizmet vermektedir. Ayrıca etkili kullanıcı izolasyonu sağlayabilir.
ODN, pasif fiber optik ayırıcılardan ve optik fiberlerden oluşan bir optik dağıtım ağıdır. Pasif bir fiber optik ayırıcı, OLT ve ONU'yu birbirine bağlayan pasif bir cihazdır ve işlevi aşağı akış verilerini dağıtmak ve yukarı akış verilerini merkezileştirmektir. Pasif ayırıcının konuşlandırılması oldukça esnektir ve pasif yapıları nedeniyle neredeyse tüm ortamlara uyarlanabilir. Genel pasif fiber optik ayırıcıların bölme oranları 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, 1:64, vb. , en fazla iki bölme seviyesi.
ONU, abone binası tarafına yerleştirilmiş bir terminal cihazıdır. EPON'daki ONU, uygun maliyetli Ethernet Katman 2 anahtarlama işlevselliği elde etmek için Ethernet protokolünü kullanır. Ethernet protokolünü kullanarak, kullanıcı verilerinin bir ONU'dan diğerine şeffaf iletimini sağlamak için iletişim süreci sırasında artık protokol dönüştürmeye gerek yoktur. Ayrıca kullanıcı verilerinin güvenliğini sağlamak için OLT ile ONU arasında şifreleme protokolü kullanılmaktadır.
EPON tabanlı FTTH'nin avantajı, son ofisten 20 km'ye kadar (1:32 bölünmüş oran) kapsayan ve her bir optik erişim noktasını ODN üzerinden bağlayan güçlü kapsama kapasitesinde yatmaktadır. Geleneksel optik erişim ağlarında, fiber optik uzantı aralığı tipik olarak ağ erişim noktasıyla sınırlıdır. Eve kadar fiber elde etmek için, erişim noktasında çok sayıda pahalı optik bağlantı noktası erişim katmanı anahtarının yapılandırılması gerekir. Pasif optik ağ teknolojisinin, özellikle de mevcut EPON teknolojisinin ortaya çıkması ve olgunlaşmasıyla birlikte, optik fiberi doğrudan kullanıcının sonuna ulaştırmak için ekonomik olarak uygun bir çözüm sağlayabilir ve FTTH'yi verimli bir erişim yöntemi haline getirir. EPON tabanlı FTTX çözümlerinde, binalara fiber optik kablo girişinin çözülmesi, toplulukta OLT planlaması, ODN dağıtımı ve iç mekan kullanıcı terminallerine (OUN) fiber bağlantı çok önemli hale geldi.
EPON'un yukarı akış ve aşağı akış teknolojileri
EPON, fiziksel arayüzün sınırlamaları nedeniyle simetrik 1.25 Gbps bant genişliği sağlamak için OLT ve ONU arasında tek bir fiber kullanır, aslında veri, ses ve video hizmetlerini iletmek için 1 Gbps bant genişliği sağlar. EPON, tek çekirdekli bir fiber üzerinde dalga boyu bölmeli çoğullama teknolojisi kullanır ve yukarı akış ve aşağı akış veri akışlarının farklı frekans bantlarında iletilmesine izin verir. Bunlar arasında,
Aşağı bağlantı 1490nm;
Yukarı bağlantı 1310nm;
CATV için 1550nm isteğe bağlıdır.
Aşağı bağlantı veri akışı yayınlanır ve OLT, 802.3 formatındaki Ethernet çerçeve veri akışını tek noktaya yayın çoğaltma yoluyla tüm ONU'lara gönderir. ONU'lar, Ethernet çerçeve başlığında OLT tarafından atanan LLID'yi (Mantıksal Bağlantı Kimliği) değerlendirerek çerçevelerin alınıp alınmayacağını belirler. Kendilerine ait olan veri çerçevelerini alırlar ve olmayanları atarlar. Bu, Şekil 2'de gösterilmiştir.
Yer-uydu bağı veri akışı, yer-uydu bağı süresini birden fazla zaman dilimine bölen Zaman Bölmeli Çoklu Erişim (TDMA) teknolojisini benimser. Her zaman diliminde, fiber üzerinden yalnızca bir ONU'nun yukarı bağlantı veri akışı iletilir. OLT ve ONU arasındaki müzakere yoluyla, farklı ONU'lardan gelen yukarı bağlantı veri akışları arasındaki çakışmalar önlenerek hiçbir veri kaybının olmaması sağlanır. Şekil 3'te gösterildiği gibi.
EPON ve ADSL Karşılaştırması
Birkaç yıl süren güçlü bir gelişmeden sonra ADSL, Çin'in sabit ağ operatörleri için en popüler geniş bant erişim yöntemi haline geldi. ADSL, geniş bant verilerini ileterek sabit ağ operatörlerinin bakır tel kaynaklarından tam olarak yararlanır ve geniş bant erişiminin ilk aşamasında China Telecom ve China Netcom gibi operatörler için en iyi seçeneklerden biri haline gelir.
ADSL/ADSL2+ hizmeti, 1 Mbps'den az sınırlı yukarı bağlantı bant genişliğine ve 26 Mbps'ye kadar maksimum aşağı bağlantı bant genişliğine sahip asimetrik bir iletim geniş bant erişim teknolojisidir. Gerçek ticari kullanımda, 3 km'den fazla olmayan bir mesafeyi kapsar, genellikle 512 Kbps ila 2 Mbps arasında bir aşağı bağlantı bant genişliği sağlar ve genel olarak halka açık İnternet erişimi için uygulanır.
Bununla birlikte, başta video hizmetleri olmak üzere çeşitli yeni hizmetlerin artmasıyla, kullanıcıların bant genişliği gereksinimleri artmaktadır. Blog oluşturma, çevrimiçi oyun oynama, anında mesajlaşma, geniş bant telefon, görüntülü telefon ve kişisel fotoğraf albümü paylaşımı gibi uygulamaların hızlı büyümesi, kullanıcılardan yukarı bağlantı bant genişliği talebinin artmasına neden olmuştur.
China Telecom ve China Netcom'un geniş bant ağ planlamasında, bireysel kullanıcılar için gelecekteki iki yönlü bant genişliği 10M~20M'ye ulaşacak. ADSL'in bant genişliği, iletim mesafesi ile kesin olarak sınırlandırılmıştır ve daha yüksek bant genişliği ancak kısa mesafelerde elde edilebilir. belli bir ölçüde ve belli bir süre için. “Fiberin bakıra” dönüşmesi ve ADSL kapsama alanının küçülmesinden sonra bile bant genişliği ihtiyacını ancak belli bir süre içinde ve belli bir oranda karşılayabilmektedir.
Fiber tabanlı erişim ağının bant genişliği teorik olarak sonsuz ölçeklenebilir. Bu nedenle, EPON teknolojisinin olgunlaşmasıyla birlikte, yüksek bant genişliği ve uzun mesafe kapsama alanı, EPON'u ADSL teknolojisinin yerini alan teknoloji geliştirme için kaçınılmaz bir seçim haline getiriyor.
ADSL ile karşılaştırıldığında EPON, ön ekipman maliyeti ve fiber döşeme maliyeti dahil olmak üzere daha yüksek ilk inşaat giderlerine sahiptir. Bununla birlikte, ağ bağlantısı için pasif optik ağ teknolojisinin kullanılması nedeniyle, fiber tabanlı PON teknolojisi, ADSL ve bakır tel ile karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha düşük işletme ve bakım maliyetlerine sahiptir.
Daha düşük işletme sonrası ve bakım maliyetleri aracılığıyla daha yüksek bant genişliği ve daha uzun mesafeli hizmet kapsamı sağlama yeteneği, ek yeni hizmetlerin sağlanmasına izin vererek daha fazla işletme geliri sağlar ve ekipman ve hat maliyetlerine yapılan yatırımı nispeten dengeleyebilir. Fiber maliyeti zaten düşük, FTTX hızlı bir büyüme dönemine girdi ve inşaat sırasında ekipman maliyeti düşmeye devam edecek. Bu nedenle, operatörler, EPON'u devreye alarak, geniş bant erişimi de dahil olmak üzere tüm hizmetlerin rekabet gücünü artırabilir, böylece abone kaynaklarını dengeleyebilir ve hatta kaybedilen aboneleri geri kazanabilir, bu da operatörlere daha fazla iş geliri getirecek ve uzun vadede onlara fayda sağlayacaktır.
EPON'un teknik avantajları
EPON teknolojisinin olgunlaşmasıyla birlikte, sektördeki ana taşıyıcılar, FTTX uygulamalarını başlatmak için EPON sistemlerinin büyük ölçekli dağıtımını yapmaya başladı. Bu temelde bir üçlü oyun erişim platformu oluşturmak için Üçlü Oynatmayı (üçlü oyun, ses, veri ve video hizmetleri sağlama) gerçekleştirmeyi hedefliyorlar.
2004'ten bu yana EPON teknolojisi, Japonya, Kore, ABD ve Avrupa gibi olgun FTTH pazarlarında geniş çapta konuşlandırıldı ve IPTV işinin refahını daha da artırdı. Çin pazarında, EPON ürünleri tüm illerde denendi ve ticari olarak temin edildi.
EPON teknolojisi, tek bir fiber üzerinde simetrik 1 Gbps bant genişliği elde etmek için dalga boyu bölmeli çoğullama (WDM) teknolojisini kullanır ve müşteri segmentine yakın bir yerde aşağı akışta bölme sağlayarak çok sayıda omurga fiber kaynağı tasarrufu sağlar. EPON sisteminin bir diğer avantajı da, 20:1 bölünme oranında maksimum 32 km ve 10:1 bölünme oranında 64 km maksimum kapsama alanı ile güçlü kapsama kapasitesidir. Bu, güvenilir ekipman yakınsama sağlar. 1:32 bölünmüş oranın altında, her ONU kullanıcısının ortalama bant genişliği 30M'nin üzerine çıkarak video hizmetleri için yeterli bant genişliği garantisi sağlar.
EPON sistemlerinde pasif optik ayırıcıların kullanılması, sunucu odalarından ve güç kaynağı paketlerinden tasarruf etmek dahil olmak üzere önemli bakım kaynaklarından tasarruf sağlar ve böylece FTTX ağlarının genel yapım ve bakım maliyetlerini azaltır. Son yıllarda fiber optik maliyetinin düşmesi, FTTX dağıtımlarında kablo altyapısının maliyetinin düşmesine katkıda bulunmuştur.
Şu anda operatörler tarafından sağlanan genişbant erişim hizmetleri başlıca iki türdür: ADSL ve LAN erişimi. Ek olarak, artan bant genişliği talebiyle birlikte VDSL de giderek bir seçenek haline geliyor. Kablo Modem, elektrik hattı erişimi gibi diğer erişim yöntemleri, sektördeki kaynak kısıtlamaları nedeniyle sınırlı pazar payına sahiptir.
