4.1.1 So sánh mạng GPON và EPON
Có lẽ sự khác biệt lớn nhất giữa hai giao thức là sự khác nhau ở cấu trúc. GPON cung cấp 3 mạng lớp 2: ATM cho thoại , Ethernet cho dữ liệu và đóng gói riêng cho thoại. Mặt khác, EPON dùng mạng lớp 2 đơn sử dụng IP để mang dữ liệu, thoại và video.
Giải pháp truyền đa điểm hỗ trợ cấu trúc GPON. Sử dụng kĩ thuật ATM, nhưng mạch ảo được phân bố cho những loại dịch vụ khác nhau gửi từ vị trí tổng đài trung tâm tới user đầu cuối kinh doanh. Kiểu vận chuyển này cung cấp dịch vụ chất lượng cao, nhưng bao hàm cả mào đầu bởi vì mạch ảo cần được phân bố cho mỗi loại dịch vụ. Hơn nữa, thiết bị GPON yêu cầu nhiều sự chuyển đổi giao thức, phân đoạn và ghép lại, đầu cuối kênh ảo và giao thức điểm - điểm.
EPON cung cấp liên kết liên mạch cho bất kì loại truyền thông dựa trên nền IP hay truyền thông gói. Khi thiết bị Ethernet tồn tại từ mạng gia đình trên tất cả các đường tới mạng đường trục vùng, quốc gia và toàn cầu, thực hiện EPON có hiệu quả kinh tế cao . Hơn nữa, dựa vào sự tiến bộ liên tục trong tốc độ truyền dẫn dựa trên Ethernet - bây giờ lên tới 10 Gigabit Ethernet - mức độ dịch vụ EPON cho khách hàng có thể từ luồng T1 lên tới 1 Gbps.
Rõ ràng, có vài sự khác biệt riêng giữa EPON và GPON ở lớp 2. Tuy nhiên, không chỉ có sự khác biệt ở kĩ thuật. Những nhà thiết kế cũng sẽ tìm ra những sự
khác biệt theo quan điểm: băng thông, phạm vi, hiệu quả, giá thành trên một thuê bao và quản lý.
Hình 4.1: Mạng GPON thực tế
Hình 4.2: Mạng EPON thực tế
Sự khác nhau đó thể hiện ở những yếu tố sau: a. Băng thông sử dụng :
Băng thông thay đổi giữa hai giao thức : GPON có tốc độ chiều xuống là 1.25 Gbps hay 2.5 Gbps và băng thông chiều lên dao động từ 155 Mbps tới 2.5 Gbps. EPON phân phối băng thông đối xứng 1Gbps. Dịch vụ Gigabit Ethernet của EPON thiết lập 1Gbps của băng thông cho dữ liệu và 250 Mbps của băng thông cho mã hóa. Phương pháp của EPON, như phần tiêu chuẩn Gigabit Ethernet, giống như phương pháp của Fast Ethernet cũng sử dụng 25% cho mã hóa.
Dịch vụ 1.25 Gbps của GPON xác định băng thông sử dụng là 1.25 Gbps, không yêu cầu cho mã hóa. Có phải GPON sẽ thêm vào băng thông 250 Mbps như là một ưu điểm của GPON không? Câu trả lời không dựa vào sự so sánh băng thông nhưng trong thực tế GPON vẫn dùng đường lên 1.25 Gbps.
Giao diện Gigabit Ethernet cho chuyển mạch tổng hợp, tổng đài trung tâm, và mạng metro hiện là cách thức tối ưu cho cổng truyền tốc độ 1Gbit. Không có bộ chuyển mạch tối ưu nào có khả năng truyền 1.25 Gbit, giá tiền băng thông mà GPON thêm có thể mua thiết bị EPON . Mặt khác, đường lên giá thấp cho dự đoán tương lai là Gigabit Ethernet, tốc độ bit chính xác của EPON. Ở điểm này, băng thông GPON thêm vào không thể chứng tỏ có lợi cho nhà cung cấp.
b. Phạm vi :
Với một giao thức, hạn chế thực tế xuất phát từ số lượng liên kết quang. Với phạm vi của cả hai giao thức hiện tại xác định ở khoảng cách xấp xỉ 20 km, sự khác nhau ở tốc độ tách - số ONU được hỗ trợ bởi một OLT - là một điểm khác biệt.
GPON sẽ hỗ trợ lên tới 128 ONU. Với tiêu chuẩn EPON, không hạn chế số ONU. Phụ thuộc vào độ lớn diode laser, khi sử dụng cáp quang giá thấp, EPON có thể phân chia 32 ONU trên một OLT, hoặc 64 với sửa lỗi chuyển tiếp.
c. Giá thành trên một thuê bao:
Sử dụng EPON cho phép nhà cung cấp loại trừ thiết bị ATM và SONET mắc tiền và phức tạp và để đơn giản mạng, giá thành thấp hơn cho thuê bao. Giá thiết bị
EPON xấp xỉ 1/10 giá thiết bị GPON và thiết bị EPON nhanh chóng trở thành giá cạnh tranh với VDSL.
d. Hiệu quả mỗi tiêu chuẩn :
Với hai giao thức PON, phần mào đầu được thêm vào cố định để truyền dữ liệu người dùng ở dạng gói . Trong EPON, truyền dữ liệu xảy ra ở gói có chiều dài thay đổi lên tới 1518 byte cùng với giao thức IEEE802.3 cho Ethernet. Trong ATM PON, bao gồm cả GPON, truyền dữ liệu xảy ra ở cell 53 byte có chiều dài cố định với 48 byte dữ liệu và 5 byte mào đầu như giao thức ATM xác định. Định dạng này không hiệu quả cho GPON mang lưu lượng định dạng cùng với IP, những cuộc gọi truyền dữ liệu này được phân đoạn thành những gói có chiều dài thay đổi 65,535 byte.
Đối với mạng GPON mang lưu lượng IP, các gói bị chia thành những đoạn 48 byte với 5 byte header cho mỗi đoạn. Quá trình này tốn nhiều thời gian và phức tạp và thêm chi phí cho OLT tổng đài trung tâm cũng như ONU đưa vào nhà khách hàng. Hơn nữa, 5 byte băng thông bị lãng phí cho mỗi đoạn 48 byte, tạo ra một mào đầu được xem như chi phí phải trả cho cell ATM. Đây là trường hợp với chế độ đóng gói ATM của GPON . Ở những chế độ đóng gói khác , được gọi là GEM , chi phí phải trả cho cell ATM không được ứng dụng.
Ngược lại, để sử dụng gói có chiều dài thay đổi, Ethernet mang lưu lượng IP và có thể giảm đáng kể mào đầu liên quan tới ATM. Một nhà nghiên cứu cho rằng khi phân phối kích thước gói 3 chế độ, mào đầu đóng gói gói Ethernet là 7.42 % trong khi mào đầu đóng gói gói ATM là 13.22%.
Thêm vào đó, khi khung Ethernet chứa tỉ lệ dữ liệu cho mào đầu cao hơn GPON, sự áp dụng cao có thể được đưa ra trong khi sử dụng cáp quang giá thấp. Định thời cho kết quả GPON càng chính xác thì giá cáp quang càng đắt. Cáp quang độ chính xác cao bắt buộc là một phần của tiêu chuẩn GPON.
EPON yêu cầu hệ thống quản lý đơn, trái với ba hệ thống quản lý cho ba giao thức lớp 2 ở GPON, nghĩa là những kết quả EPON trong tổng chi phí thấp hơn quyền sở hữu. EPON cũng không yêu cầu sự chuyển đổi đa điểm.
GPON không hỗ trợ dịch vụ multicast, đưa ra hỗ trợ cho video IP hơn là chi phối băng thông.
f. Hỗ trợ overlay CATV:
Cả hai giao thức hỗ trợ overlay truyền hình cáp CATV , đưa ra yêu cầu cho dịch vụ video chiều xuống tốc độ cao. Bước sóng EPON là 1490 nm chiều xuống và 1310 nm chiều lên, bỏ lại bước sóng 1550 nm cho overlay CATV - giống bước sóng cho BPON và GPON.
g. Mã hóa:
Với GPON, mã hóa là một phần của tiêu chuẩn ITU. Tuy nhiên, mã hóa GPON chỉ có ở chiều xuống. EPON sử dụng cơ cấu dựa vào tiêu chuẩn mã hóa mở rộng AES - Advanced Encryption Standard, được hỗ trợ bởi nhiều nhà cung cấp. Hơn nữa, mã hóa EPON có ở cả chiều xuống và chiều lên.
h. Bảo vệ mạng:
Cả hai giao thức cung cấp chức năng bảo vệ sóng mang cụ thể và nhà khách hàng cụ thể. Điều này bao gồm hỗ trợ chức năng vận hành, quản trị và bảo dưỡng sóng mang cụ thể và nhà khách hàng cụ thể.
4.1.2 Kết luận
EPON là sự kết hợp giữa mạng truy nhập quang thụ động PON và công nghệ Ethernet nên nó mang ưu điểm của cả hai công nghệ này. Việc triển khai EPON mang lại lợi ích rất to lớn bao gồm:
trong bất kỳ hệ thống truy cập quang thụ động nào. Tốc độ lưu lượng hướng xuống là 1Gbps và lưu lượng lên từ 64 ONU có thể vượt quá 800 Mbps. Với khả năng cung cấp băng thông rất lớn như vậy, EPON có một số lợi ích sau:
o Số lượng thuê bao trên một mạng PON lớn.
o Băng thông trên mỗi thuê bao nhiều.
o Khả năng cung cấp video.
o Chất lượng dịch vụ tốt hơn.
Chi phí đầu tư thấp hơn: Hệ thống EPON đang khắc phục giữa chi phí và hiệu suất bằng sợi quang và các lênh kiện Ethernet. EPON cung cấp các chức năng và đặc tính sợi quang với giá có thể so sánh được với DSL và cáp đồng T1s. Hơn nữa, việc giảm chi phí đạt được nhờ kiến trúc đơn giản, hiệu quả hoạt động cao và chi phí bảo dưỡng thấp. EPON chuyển giao những cơ hội giảm giá sau:
o Loại trừ những phần tử ATM và SONET phức tạp và đắc đỏ.
o Các lênh kiện quang thụ động sống lâu đã giảm được chi phí bảo dưỡng.
o Những giao diện Ethernet chuẩn loại trừ nhu cầu cho DSL và Modem cáp bổ sung.
Nhiều lợi nhuận hơn: EPON có thể hổ trợ đồng thời các dịch vụ thoại, dữ liệu và video, cho phép nhà cung cấp nâng cao dịch vụ băng rộng và linh hoạt. Ngoài ra, nó cũng cung cấp các dịch vụ truyền thống như POST, T1, 10/100 Base- T, hổ trợ các dịch vụ trên nền ATM, TDM-Time Division Multiplexing và SONET.