تفاوت مهم و اساسی بین EPON و GPON در پروتکل مورد استفاده و پهنای باند دانلود و آپلود خلاصه می شود.
PON یک شبکه مبتنی بر فیبر نوری و با استفاده از المانهای پسیو شامل اسپلیتر و امپلی فایر و ریپیتر و غیره می باشد که در کل هزینه پیاده سازی آن در مقایسه با شبکه های مبتنی بر تجهیزات اکتیو فوق العاده کمتر و در عوض از لحاظ رنج قابل پوشش دارای رنج کوتاهتر و توان سیگنال کمتری می باشد. در حالی که در یک شبکه AON(Active Optical Network) برد قابل ارایه ۱۰۰ کیلومتر می باشد در PON این عدد معادل ۲۰ کیلومتر خواهد بود. از PON بعضا به عنوان FTTX نیز یاد می شود
واژه FTTX که مخفف Fiber To The X می باشد در کاربردهای مختلف مورد استفاده به جای X از حروف مختلفی استفاده می گردد. در واقع منظور از FTTH ، Fiber to the Home و در FTTB منظور از B (Building)، در FTTC منظور از C (Curb) و یا در حقیقت باکس های مخابراتی در محله ها و خیابان ها می باشد که در آن فیبر به یک کافوی نوری منتقل و برای سرویس دهی به مشترک نهایی از کابلهای زوجی به هم تابیده مسی استفاده می شود، که بتوان هزینه نهایی سرویس دهی به مشترک را کمتر نمود. در این حالت با استفاده از تکنولوژی هایی نظیر ADSL از کافوی نوری داده با سرعت بالا به مشترک نهایی رسانده می شود.
به طور کلی PON یک شبکه Point to Multipoint می باشد که سرویسهایی نظیر اینترنت و یا تلویزیون به ۱۶ تا ۱۲۸ مشترک بر روی یک تار فیبر توسط تجهیز اکتیوی با نام OLT در مرکز سرویس دهی اپراتور قرار گرفته، توزیع می شود. این توزیع با استفاده از المانهای پسیوی با نام اسپلیتر انجام می شود که یک سیگنال نوری به طور کاملا مشابه ولی با توان کمتر بین یوزرها توزیع می شود. در سمت مشترک ONU این سیگنال را دریافت و به مشترک سرویس لازم را ارائه می نماید. در اغلب اوقات ONU با دستگاه انتهایی دیگری با نام ONT(Optical Network Terminal) در ارتباط می باشد که مستقیما به دستگاه های جانبی همچون تلویزیون ، تلفن، کامپیوتر و غیره متصل می شود. ONU و ONT می توانند هر دو یک تجهیز باشند.
روش انتقال به این شکل است که در حالت DowStream داده برای تمامی مشترکین بر روی یک طول موج توزیع می شود و ONU تشخیص می دهد که داده برای کدام مشترک ارسال گردیده است. در UpStream داده از سمت ONU به OLT از تکنیک TDM استفاده می شود که به هر کاربر بر اساس نوبت بندی زمانی (Time Slot) یک اسلات زمانی بر روی طول موجهای مختلف اختصاص می یابد در نهایت انتقالهای Upstream به صورت رندوم و با تقاضای هر یوزر برای انتقال ایجاد می شوند. به خاطر اینکه در کل انتقال داده Upstream بر اساس TDM عمل می نماید بنابراین درکل انتقال دانلود بسیار سریع تر از آپلود اتفاق می افتد.
GPON
در طی سالیان مختلف استاندارد های مختلفی برای PON تعریف گردید اولین آن در سال ۱۹۹۰ ، ITU استاندارد APON را معرفی نمود که بر اساس ATM( Asynchronous Transfer Mode) برای ارتباطات برد بلند استفاده می شد. از زمانی که دیگر از ATM استفاده نشد ورژن جدیدتری با نام Broadband PON یا BPON تحت شماره ITU-T G.983 معرفی گردید این استاندارد می توانست تا ۶۲۲ Mbit/s دانلود و ۱۵۵ Mbit/s آپلود را ارائه نماید.
در حالی که بسیاری از سیستمها از BPON استفاده می نمایند استاندارد GPON نیز تعریف گردید که در آن سرعت دانلود تا ۲٫۴۴ Gbit/s و آپلود تا ۱٫۲۴۴ Gbit/s افزایش یافت. در GPON از WDM استفاده شده که در آن یک فیبر می تواند همزمان برای ارسال و دریافت داده مورد استفاده قرار گیرد. یک نور لیزر بر روی طول موج (λ) ۱۴۹۰ nm برای downstream استفاده می نماید. همینطور برای استریم داده در سمت Upstream نیز از طول موج ۱۳۱۰ nm در این استاندارد استفاده می شود. علاوه بر این در صورتی که سیگنال تلویزیون نیز بخواهد بر روی این شبکه توزیع گردد از طول موج ۱۵۵۰ nm برای این استریم استفاده می گردد.
به جهت اینکه در GPON از TDMA برای تخصیص اسلات زمانی برای هر یوزر استفاده می شود با وجود اینکه در هر ONU نرخ داده Downstream برابر با ۲٫۴۸۸ Gbit/s می باشد با این حال هر یوزر سهمی معال ۱۰۰ Mbit/s بسته به اینکه ارائه دهنده سرویس چگونه تخصیص را انجام دهد دریافت خواهد نمود. این مسئله در خصوص سیگنال آپلود نیز اتفاق می افتد و سرعت آن کمتر از حد ماکزیمم استاندارد می باشد و علت آن این است که OLT براساس فاصله و تاخیر زمانی هر دستگاهی به صورت نرم افزاری تایم اسلات را برای دیتای آپلود هر کاربر اختصاص می دهد. به صورت معمول نسبت تقسیم اسپلیتر ها در سیستمها ۱:۳۲ ویا ۱:۶۴ قرار داده می شود که بنابراین ماکزیمم نرخ داده به نسبت لحاظ شده بین دستگاهها تقسیم می گردد این عدد در برخی سیستمها نیز تا ۱:۱۲۸ قابل افزایش می باشد.
در GPON پکتهای ATM به طور مستفیم قابل ارسال می باشد در ATM هربسته دارای طول ۵۳ بایتی می باشد که در آن ۴۸ بایت اصل داده و ۵ بایت برای سربار استفاده می شود . به علاوه GPON از یک مکانیزم کپسوله کردن برای انتقال بسته های سایر پروتکلها استفاده می کند این استاندارد می تواند بسته های پروتکلهایی نظیر Ethernet ، UDP، TCP، T1/E1 ، Video و غیره را ارسال نماید که حداقل طول بسته در آن ۵۳ بایت و ماکزیمم ۱۵۱۸ بایت می باشد برای کدینگ در این استاندارد از AES تنها بر روی سیگنال downstream استفاده می شود.
آخرین ورژن GPON دارای نرخ انتقال ۱۰-Gigabit بوده و با نام XGPON و یا ۱۰G-PON شناخته می شود. این ورژن بر ای پاسخ دهی به نیاز روزافزون پهنای باند برای انتقال تصویر ویدیو و به تبع آن ویدیوهای HD معرفی گردیده و تحت استاندارد ITU G.987 می باشد. در XGPON نرخ downstream برابر با ۹٫۹۵۳۲۸ Gbit/s و برای آپلود ۲٫۵Gbit/s می باشد در این ورژن از طول موجهای متفاوتی ) ۱۵۷۷ برای استریم دانلود و از ۱۲۷۰ برای استریم آپلود( استفاده می شود استفاده از این طول موجهای متفاوت باعث می شود که بتوان به طور همزمان از GPON معمولی نیز بر روی یک تار فیبر استفاده نمود.
بیشتر شبکه های PON به صورت دیاگرام بالا پیکربندی می گردند وتعداد اسپلیتر ها و سطح استفاده از آنها در طراحی های مختلف و بر اساس تولیدات برندها، متفاوت می باشد به طور معمول نسبت تقسیم در اسپلیترها ۱:۳۲ و ۱:۶۴ می باشد.
EPON
موسسه بین المللی IEEE استاندارد جدید دیگری برای استفاده در شبکه های PON با نام EPON و بر اساس استاندارد ۸۰۲٫۳ معرفی نمود. استاندارد EPON 802.3ah یک شبکه پسیو با برد ۲۰ کیلومتر را مشخص می نماید که از همان طول موجهای GPON و TDMA و WDM استفاده می نماید. در این استاندارد نرخ ناخالص داده در هر دو سمت آپلود و دانلود برابر با ۱٫۲۵ Gbit/s می باشد و گاها آن را با نام های Ethernet PON و GEPON نیز فراخوانی می نمایند
این استاندارد با سایر استاندارد های اترنت تطابق کامل دارد بنابراین نیازی به تبدیل و یا کپسوله کردن داده ها برای اتصال شبکه های اترنت به دو سر انتهایی این شبکه نمی باشد. در این استاندارد از همان فریم اترنت با طول ۱۵۱۸ بایت استفاده می شود با این تفاوت که در EPON از CSMA/CD استفاده نمی شود.
در این استاندارد نیز ورژن پرسرعت تحت استاندارد ۸۰۲٫۳av با نرخ ۱۰ Gbit/s تعریف گردیده است. در این استاندارد نرخ اصلی انتقال ۱۰٫۳۱۲۵ Gbit/s می باشد که در مود اولیه در هر دو سمت نرخ داده برابر ۱۰Gbit/s ولی در یک نسخه دیگر در جهت دانلود نرخ برابر ۱۰Gbit/s و در سمت آپلود برابر با ۱ Gbit/s می تواند تنظیم گردد. در نسخه های ۱۰Gbit/s از طول موجهای متفاوتی بر روی فیبر استفاده می شود که در آن از طول موج ۱۵۷۵-۱۵۸۰ nm برای استریم دانلود و از ۱۲۶۰-۱۲۸۰ nm برای استریم آپلود استفاده می گردد.
در نهایت می توان اشاره نمود که شرکت های سرویس دهنده برای ارائه سرویسهای متنوعی همچون تلویزیون اینترنتی و VOIP و اینترنت به صورت تجمیعی به مشترکین خود به عنوان بهترین گزینه ممکن از تکنولوژی PON استفاده نمایند. مزیت های این تکنولوژی نرخ بالاتر داده برای انتقال سرویس های ویدیویی و هزینه کمتر المانهای پسیو مورد نیاز در آن به علاوه هزینه پایین تر نگهداری در آن می باشد. با این حال اولین ایراد این تکنولوژی حداکثر ۲۰ کیلومتر برای دسترسی و ارتباط به مشترکین می باشد. در هر صورت این تقاضا برای استفاده از PON در دنیا رو به گسترش بوده و کمپانی های بزرگی همچون Verizon به طور گسترده از آن استفاده می نمایند. سیستمهای مبتنی بر EPON در حال حاضر بیشتر در آسیا و اروپا مورد استفاده قرار می گیرد.
