Redes ópticas de acesso: uma análise comparativa entre EPON e SuperPON

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2024-12-12

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The demand for high transmission rates for Internet services has been increasing over time, resulting in a large flow of data. This project focuses on access networks, which provide quality intemet services to homes and small business. Optical fiber offers high transmission rates, both for upstream and downstream, capable of transporting several Gbps, depending on the network architecture and equipment used, such as the OLT (Optical Line Terminal). Passive optical networks are access networks that use interconnected optical fibers in a star topology and point-to-multipoint configuration, consisting only of passive optical components between the Optical Line Terminal (OLT) and the Optical Network Unit (ONU). As a technological evolution strategy, they can be used to leverage the installed base of copper cables and coaxial cables in the access network, serving as feeder cables for technologies such as Digital Subscriber Line (DSL), cable modem, and Local Multipoint Distribution System (LMDS), and, in the future, to provide optical fiber to user premises. This project aims to show the difference between EPON and SuperPON technologies, both of which are passive network technologies, and to verify the cost-effectiveness of both. In this work, we explore the particularities of both technologies, considering the size of the network. We observe that EPON (Ethernet Passive Optical Network) stands out for its significantly lower cost compared to SuperPON when expanding the network to smaller areas. This is due to the lower need for expenses with CO (Central Office) and equipment. On the other hand, SuperPON presents a cost advantage when expanding to larger areas, as it requires less CO. Therefore, it becomes a more advantageous option compared to EPON in such network expansion scenarios. Another comparison we will address is the number of ONUs (Optical Network Unit) that we can obtain compared to EPON and SuperPON. In EPON, one fiber can support up to 64 ONUs in a network with a 1:8 splitter, resulting in 8 CTOs (Optical Termination Boxes). In a network with a 1:16 splitter, we can have 4 CTOs. On the other hand, in the SuperPON network, we can accommodate up to 1024 ONUS on a single fiber with a 1:8 splitter, resulting in 128 CTOs. With a 1:16 splitter, we can have 64 CTOs.

Descrição

A demanda por elevadas taxas de transmissão para serviços de internet tem aumentado ao longo do tempo, resultando em um grande fluxo de dados. Este projeto foca nas redes de acesso, que fornecem internet de qualidade para residências e pequenas empresas. A fibra óptica, conhecida por prometer altas taxas de transmissão tanto para upstream quanto para downstream, pode transportar vários Gbps, dependendo da arquitetura da rede e dos equipamentos utilizados, como o OLT (Optical Line Terminal). Redes ópticas passivas, que utilizam fibras ópticas interligadas na topologia estrela e na configuração ponto-multiponto, são compostas apenas por componentes ópticos passivos entre o terminal de linha óptica (OLT) e a unidade de rede óptica (ONU). Como uma estratégia de evolução tecnológica, essas redes podem ser utilizadas para aproveitar a infraestrutura existente de cabos de cobre e coaxiais na rede de acesso, servindo como cabo alimentador para tecnologias como Digital Subscriber Line (DSL), Cable Modem, e Local Multipoint Distribution System (LMDS), futuramente, para levar a fibra óptica até as instalações dos usuários. Todo o projeto foi realizado em um simulador devido ao alto custo e à novidade da tecnologia SuperPON, que é difícil de encontrar em lojas convencionais. Porém, a tecnologia EPON é extremamente acessível, pois está consolidada no mercado há bastante tempo. com vários provedores já utilizando essa tecnologia para levar internet a bairros ou cidades, dependendo do projeto, porém tanto a EPON como a SuperPON foi feita no omnet++ versão 4.1. Este projeto visa demonstrar a diferença entre as tecnologias EPON e SuperPON, ambas redes ópticas passivas, avaliando o custo-benefício de cada uma. Neste estudo, as particularidades de ambas as tecnologias são exploradas, considerando o tamanho da rede. Observa-se que a EPON (Ethernet Passiva Optical Network) se destaca por seu custo significativamente mais baixo em comparação com a SuperPON ao expandir a rede para áreas menores, devido à menor necessidade de gastos com CO (Central Office) e equipamentos. Em contrapartida, a SuperPON apresenta uma vantagem de custo ao expandir para áreas maiores, pois requer menos CO, tornando-se uma opção mais vantajosa nesses cenários. Outra comparação realizada neste trabalho é a quantidade de ONUs (Optical Network Units) que podem ser suportadas pelas redes EPON e SuperPON. Na EPON, uma fibra pode suportar até 64 ONUs em uma rede com um divisor 1:8, resultando em 8 CTOs (Caixas de Terminação Óptica). Em uma rede com um divisor 1:16, é possível ter 4 CTOs. Por outro lado, na rede SuperPON. é possível acomodar até 1024 ONUs em uma única fibra com um divisor 1:8, o que se traduz em 128 CTOs. Com um divisor 1:16, podemos ter 64 CTOs.

Palavras-chave

Redes ópticas passivas, Desempenho, Custo

Referência

SILVA, Marcos Antonio da. Redes ópticas de acesso: uma análise comparativa entre EPON e SuperPON. 2024. 55 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciência da Computação) – Departamento de Computação, Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife, 2024.

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