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Com o progresso contínuo da ciência e da tecnologia, a internet gradualmente chegou aos lares das pessoas comuns, e a velocidade da banda larga tornou-se um tema cada vez mais presente no entretenimento e no trabalho. Da conexão discada de banda estreita à internet de banda larga, passando pela internet de fibra óptica e chegando às redes de banda larga, a tecnologia PON (Ponto de Conexão Óptica) vem ganhando cada vez mais destaque. Atualmente, dois padrões PON bastante convincentes foram oficialmente lançados: o padrão GPON, desenvolvido pela ITU/FSAN, e o padrão EPON , desenvolvido pelo grupo de trabalho IEEE 802.3ah. A tecnologia PON é, sem dúvida, a solução definitiva para a futura era FTTH (Fiber to the Home). Qual deles, EPON ou GPON, dominará o mercado de FTTH tornou-se um novo debate acalorado. Qual a diferença entre EPON e GPON?
Diferenças entre GPON e EPON
Talvez a distinção mais marcante entre os dois protocolos seja a diferença na abordagem arquitetônica. O GPON oferece três redes de Camada 2: ATM para voz, Ethernet para dados e encapsulamento proprietário para voz. O EPON, por outro lado, emprega uma única rede de Camada 2 que usa IP para transportar dados, voz e vídeo.
Uma solução de transporte multiprotocolo suporta a estrutura GPON (Figura 1). Utilizando a tecnologia ATM, circuitos virtuais são provisionados para diferentes tipos de serviços enviados de uma central, principalmente para usuários finais corporativos. Esse tipo de transporte oferece serviço de alta qualidade, mas envolve uma sobrecarga significativa, pois circuitos virtuais precisam ser provisionados para cada tipo de serviço. Além disso, o equipamento GPON requer múltiplas conversões de protocolo, segmentação e remontagem (SAR), terminação de canal virtual (VC) e protocolo ponto a ponto (PPP).
A EPON proporciona conectividade perfeita para qualquer tipo de comunicação baseada em IP ou outras comunicações "em pacotes" (Figura 2). Como os dispositivos Ethernet são onipresentes, desde redes domésticas até redes backbone regionais, nacionais e globais, a implementação de EPONs pode ser altamente rentável. Além disso, com base nos avanços contínuos na taxa de transferência do transporte baseado em Ethernet — agora até 10 Gigabit Ethernet — os níveis de serviço EPON para os clientes são escaláveis de T1 (1,5 Mbit/s) até 1 Gbit/s.
Largura de banda de upstream
A largura de banda disponível de uplink é obtida subtraindo-se as diversas sobrecargas de operação do sistema da largura de banda total de transmissão de uplink. Ela está diretamente relacionada ao número de ONUs (Unidades de Rede Operacional) presentes no sistema, ao ciclo de polling do algoritmo DBA (Alocação Dinâmica de Largura de Banda), ao tipo de serviço de transporte e à proporção de uso comercial. EPON e GPON são tecnologias de acesso de banda larga que hospedam serviços de dados IP para empresas. A seguir, calcularemos a largura de banda disponível de uplink para serviços IP puros em sistemas EPON e GPON com 32 ONUs, acopladores de fibra óptica e um período de polling de 750 segundos.
EPON
A taxa de transmissão upstream do EPON é de 1,25 Gbit/s. Devido à codificação de linha 8B/10B, cada 10 bits correspondem a 8 bits de dados válidos, resultando em uma largura de banda de transmissão upstream efetiva de 1 Gbit/s. A sobrecarga de upstream do EPON e sua proporção em relação à largura de banda total são apresentadas a seguir:
1. Utilizado para a recepção de rajadas de sobrecarga da camada física: cerca de 3,5%;
2. Sobrecarga de encapsulamento de quadros Ethernet: cerca de 7,4%;
3. Sobrecarga do protocolo de manutenção MPCP (Multi-Point Control Protocol) e OAM e gerenciamento: cerca de 2,9%;
4. O algoritmo DBA resulta no desperdício dos intervalos de tempo restantes (que não são suficientes para transferir um intervalo de tempo completo de um quadro Ethernet): cerca de 0,6%;
5. A sobrecarga total de upstream do EPON, que engloba todos os itens acima, é de aproximadamente 144 Mbit/s, e a largura de banda disponível é de cerca de 856 Mbit/s.
GPON
A GPON suporta uma variedade de níveis de taxa, com taxas assimétricas em que o downlink é de 2,5 Gbps ou 1,25 Gbps, e o uplink é de 1,25 Gbps ou 622 Mbps. A codificação NRZ oferece uma largura de banda total de uplink de 1,244 Gbit/s. A sobrecarga de uplink da GPON para operar o sistema é a seguinte:
1. A proporção da sua largura de banda total utilizada para a recepção de rajadas da sobrecarga da camada física é de cerca de 2,0%;
2. Sobrecarga de encapsulamento do quadro GEM (método de encapsulamento GPON) e do quadro Ethernet: cerca de 5,8%;
3. A sobrecarga do protocolo PLOAM (operação, gerenciamento e manutenção da camada física): cerca de 2,1%;
4. Os slots restantes do algoritmo DBA introduziram uma sobrecarga de encapsulamento adicional: cerca de 0,8%.
5. A sobrecarga total de upstream do GPON, incluindo todos os itens acima, é de aproximadamente 133 Mbit/s, e a largura de banda disponível é de cerca de 1111 Mbit/s.
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