GPON, EPON и XGS-PON: что выбрать провайдеру

Когда небольшой провайдер или застройщик решает строить сеть «до квартиры» по оптике, первый же вопрос звучит одинаково: какую технологию брать — GPON, EPON или уже сразу XGS-PON? В интернете на этот счёт десятки таблиц с гигабитами и нанометрами, и после них выбор проще не становится. Попробуем разобраться иначе: сначала — как вообще устроена такая сеть, потом — чем три технологии отличаются на практике, и в конце — по каким признакам выбирают именно вам.

Что такое PON и почему одна линия обслуживает десятки абонентов

PON (Passive Optical Network) — это «пассивная оптическая сеть». Слово «пассивная» означает, что между станцией провайдера и абонентом нет никакой активной электроники, которой нужно питание: ни коммутаторов в подъездах, ни усилителей. Вместо них стоят оптические делители (сплиттеры) — маленькие пассивные устройства, которые просто делят свет на несколько равных частей.

Схема всегда одна. На стороне провайдера стоит OLT — станционный терминал, у него есть PON-порты. От одного такого порта уходит одно волокно, которое доходит до первого сплиттера, а дальше расходится на десятки волокон. На конце каждого волокна у абонента — ONU или ONT (это одно и то же: небольшая коробочка, которая превращает свет в обычный Ethernet и Wi-Fi). Получается «дерево»: один порт OLT — до 32, 64 и более абонентов. Именно поэтому PON так дёшев в строительстве: не нужно тянуть отдельное волокно от станции до каждого дома.

Важная особенность: скорость порта OLT делится между всеми абонентами на дереве. Если на порту GPON 2,5 Гбит/с сидят 32 абонента, это не значит, что каждый получает по 78 Мбит/с постоянно — трафик распределяется динамически, и большую часть времени абонент видит скорость намного выше. Но в часы пик общая ёмкость порта — это реальный потолок, о котором стоит помнить при выборе технологии.

EPON — простой Ethernet по оптике

EPON (Ethernet PON, стандарт IEEE 802.3ah) выросла из мира Ethernet и потому «говорит» на привычном языке: данные внутри неё ходят обычными Ethernet-кадрами. Скорость — 1 Гбит/с в обе стороны (реальная линейная скорость 1,25 Гбит/с). Приём и передача идут на разных длинах волн — 1490 нм вниз к абоненту и 1310 нм вверх, ровно как мы разбирали в статье про WDM-модули и выбор SFP по дальности.

Плюсы EPON — простота и низкая цена оборудования: терминалы ONU у неё обычно самые дешёвые на рынке, а сама технология давно отлажена. Минус — скорость 1 Гбит/с симметрично сегодня уже не выглядит запасом на будущее, а часть функций для сложных сервисов (гарантия качества для голоса и видео, тонкое управление) реализована менее удобно, чем в GPON. EPON хорошо чувствует себя там, где сеть уже построена на ней, или где нужен максимально дешёвый старт для небольшого жилого массива.

GPON — стандарт, на котором живёт большинство сетей

GPON (Gigabit PON, стандарт ITU-T G.984) — самая распространённая технология в мире для «оптики до дома». Скорость — 2,5 Гбит/с вниз и 1,25 Гбит/с вверх на один PON-порт. Длины волн те же: 1490 нм вниз, 1310 нм вверх, и дополнительно 1550 нм для передачи кабельного ТВ поверх той же оптики.

Сильная сторона GPON — зрелая экосистема. Терминалов ONU множество, от простейших до моделей с Wi-Fi, IP-телефонией и несколькими портами; оборудование OLT выпускают десятки производителей; в ней хорошо проработаны сервисные функции — приоритеты трафика, гарантированная полоса для голоса и видео. Стандарт допускает деление до 1:128, а на практике чаще ставят 1:32 или 1:64, чтобы сохранить запас скорости на абонента. Слабая сторона — скорость вверх всего 1,25 Гбит/с на порт, что для бизнес-абонентов и мобильных вышек уже тесновато.

XGS-PON — «десятка» в обе стороны

XGS-PON (ITU-T G.9807.1) — следующее поколение: 10 Гбит/с симметрично на один порт. Длины волн другие — 1577 нм вниз и 1270 нм вверх, поэтому XGS-PON можно запускать по той же самой оптической сети, что и GPON, одновременно, разделяя их специальным фильтром — это называют сосуществованием (coexistence). Отсюда главная практическая идея: провайдер строит сеть под GPON, а по мере роста запросов добавляет XGS-PON на тех же волокнах и сплиттерах, не перестраивая кабельную часть.

Минусы XGS-PON — цена OLT-порта и терминалов пока заметно выше, чем у GPON, а массовый абонент 10 Гбит/с пока не требует. Технология оправдана там, где на одном дереве много ёмкого трафика: бизнес-центры, ЖК с плотной застройкой, вышки сотовой связи, IPTV высокой чёткости в каждой квартире.

Скорость: что реально означают цифры

Если брать линейную скорость на один PON-порт, картина такая: EPON — около 1,25 Гбит/с, GPON — 2,5 Гбит/с вниз, XGS-PON — 10 Гбит/с. Разница в четыре раза между GPON и XGS-PON — это ровно тот запас, который позволяет либо посадить на порт вчетверо больше абонентов, либо давать каждому вчетверо больше скорости. Для типичной квартиры с тарифом 100–300 Мбит/с GPON пока вполне достаточно; XGS-PON нужен тому, кто планирует бизнес-клиентов, гигабитные тарифы или выдачу трафика сотовых базовых станций.

Оптический бюджет и сплиттеры: считаем, сколько абонентов потянет дерево

Как и в обычной оптической линии, в PON главное ограничение — затухание. Каждый сплиттер «съедает» часть сигнала пропорционально числу отводов. Ориентировочные потери типичных планарных (PLC) сплиттеров такие: 1:2 — около 3,7 дБ, 1:4 — около 7,2 дБ, 1:8 — около 10,5 дБ, 1:16 — около 13,7 дБ, 1:32 — около 17,1 дБ.

Разберём пример. Дерево на 32 абонента: один сплиттер 1:32 (17,1 дБ), волокно до самого дальнего абонента 10 км (10 × 0,35 = 3,5 дБ), четыре разъёма по 0,4 дБ (1,6 дБ) и четыре сварки по 0,1 дБ (0,4 дБ). Итого около 22,6 дБ. Оптический бюджет GPON-порта класса B+ — 28 дБ, то есть запас почти 5,4 дБ: линия точно заработает, и ещё останется резерв на старение разъёмов и лишнюю сварку при ремонте. Если же попробовать на том же дереве поставить 1:64 (около 20,5 дБ вместо 17,1), запас сожмётся уже до двух децибел — а это как раз тот случай, когда лучше брать порт с бюджетом класса C+ или уменьшать длину линии.

Можно ли смешивать технологии на одной сети

Смешивать на одном PON-порту EPON и GPON нельзя: это разные стандарты, у них разные протоколы, и OLT «говорит» только на одном из них. Терминал ONU должен соответствовать стандарту OLT — GPON ONU с EPON OLT не заработает и наоборот. При этом GPON и XGS-PON на одном волокне сосуществовать могут, но только через специальные фильтры сосуществования и на разных OLT-портах или комбинированных портах. Поэтому выбор технологии на старте — это выбор экосистемы оборудования на годы вперёд.

С чего начинается запуск сети и где чаще всего теряют время

Практический порядок работ обычно такой. Сначала проектируют «дерево»: где стоит OLT, в каких колодцах и шкафах будут сплиттеры, какой длины получаются самые дальние отводы. Затем считают оптический бюджет для самого неудачного абонента — самого дальнего и с наибольшим числом стыков. После монтажа каждую линию измеряют: мощностью и рефлектометром, и результат сохраняют в паспорт линии — через год-два эти измерения станут точкой отсчёта при поиске неисправностей.

Больше всего времени теряют на двух вещах. Первая — «неизвестные» стыки: если в колодце остался старый участок кабеля с непонятной историей, он может давать заметные потери, а находится только при измерении. Вторая — путаница со сплиттерами: на одной линии стоит 1:8, а по документам числится 1:16, и расчёт запаса оказывается неверным на несколько децибел. Поэтому маркировка каждого сплиттера и схема дерева — не формальность, а рабочий инструмент. Если на конце линии нужно подключить оборудование с медным портом к оптике, часто выручает медиаконвертер.

Типичные ошибки при выборе

Выбирают по цене терминалов, забыв про OLT. Дешёвый ONU в паре с дорогим OLT и его лицензиями за порт может обойтись дороже, чем «более дорогая» на бумаге технология. Считать нужно весь комплект на весь срок жизни сети.

Не закладывают запас по оптическому бюджету. Считают линию впритык под цифры из таблицы, а потом при первой же перекладке кабеля затухание «уплывает» и часть абонентов теряет связь.

Ставят слишком большое деление ради экономии. Разветвление 1:128 выглядит выгодным на бумаге, но реальная скорость на абонента в вечерние часы падает, а линия упирается в оптический бюджет.

Используют полированные UPC-разъёмы там, где нужен APC. В PON используют разъёмы с угловой полировкой SC/APC (зелёные): они меньше отражают свет обратно, а отражения в такой сети мешают приёму. Смешение UPC и APC в одной линии — причина «необъяснимых» потерь.

Не планируют рост. Строят сеть «на сегодня», а через два года упираются в потолок порта. Если есть вероятность, что появятся бизнес-абоненты или гигабитные тарифы, стоит с самого начала строить кабельную часть с расчётом на будущий XGS-PON.

Чек-лист: как выбрать технологию PON

Есть ли уже работающая сеть — если да, продолжайте на той же технологии, а не начинайте вторую.

Какие тарифы вы собираетесь продавать сейчас и через 2–3 года.

Будут ли бизнес-абоненты и сотовые вышки — им нужна симметричная скорость.

Сколько абонентов вы планируете на одном PON-порту и какое деление это даёт.

Оптический бюджет: потери сплиттеров + волокна + разъёмов + запас 3 дБ.

Разъёмы SC/APC на всех точках дерева, без смешения с UPC.

Стоимость всего комплекта: OLT, лицензии, ONU, а не только терминала абонента.

Что в наличии у Lider Team

Для пассивной части PON — планарных делителей 1x2 … 1x32 с оконцовкой SC/APC, оптических муфт и кроссов — подбор и наличие уточняйте у наших менеджеров: под ваш проект соберём комплект, посчитаем число сплиттеров и запас по бюджету. Для проверки построенной линии у Pixietech есть оптические рефлектометры.

Частые вопросы

Что лучше для небольшого провайдера — GPON или EPON?

Для нового строительства чаще выбирают GPON: более богатая экосистема оборудования и сервисных функций, выше скорость вниз. EPON имеет смысл, если сеть уже построена на ней или нужен минимальный бюджет старта.

Можно ли начать с GPON, а потом перейти на XGS-PON без перестройки сети?

Да, в этом главное преимущество XGS-PON: он использует другие длины волн и может работать по тому же оптическому кабелю и сплиттерам, что и GPON. Понадобятся OLT-порты XGS-PON и фильтры сосуществования.

Сколько абонентов можно подключить к одному порту GPON?

Стандарт допускает до 128, а на практике чаще ставят 32 или 64, чтобы сохранить запас по скорости и по оптическому бюджету.

Почему в PON используют разъёмы SC/APC, а не UPC?

Угловая полировка APC отправляет отражённый свет в сторону, а не обратно в линию. Отражения мешают приёму на длинах волн PON, поэтому в таких сетях применяют APC.

Что такое ONU и ONT, есть ли между ними разница?

На практике это одно и то же — абонентский терминал, превращающий оптический сигнал в Ethernet и Wi-Fi. ONT чаще называют терминал, стоящий внутри квартиры.

Как понять, что у линии не хватает оптического бюджета?

Абоненты на дальних концах дерева теряют связь или получают сильно сниженную скорость, а уровень сигнала на ONU близок к границе чувствительности. Точную картину даёт измерение мощности и рефлектометр.

Нужен ли рефлектометр при строительстве PON?

Да, он позволяет увидеть каждый стык, разъём и сплиттер на линии и найти место обрыва или перегиба.

Читайте также

• Как выбрать SFP-модуль: WDM, CWDM и дальность передачи

Пришлите схему дерева — длину линий, число сварок и планируемое число абонентов, посчитаем оптический бюджет и подскажем, где закладывать запас. Телефон Lider Team: +998 (71) 205-85-85, Telegram: t.me/liderteamuz.