EPON (Ethernet Passive Optical Network)
1. 개념
- EPON은 Ethernet 기반의 PON(Passive Optical Network) 기술로, 광섬유를 이용하여 데이터, 음성, 영상 등의 서비스를 전송하는 통신 네트워크입니다.
- IEEE 802.3ah 표준에 기반하여 설계되었으며, Ethernet 프로토콜을 사용하여 네트워크 장비와의 호환성이 뛰어남.
2. 등장배경 & 목적
등장배경:
- 인터넷 사용자와 데이터 트래픽이 급증하면서 고속 전송망의 필요성이 대두됨.
- 기존 구리선을 사용하는 DSL 기술의 한계를 극복하고자 등장.
- Passive Optical Network(PON)의 경제성과 Ethernet의 단순함을 결합.
목적:
- 고속 데이터 전송을 제공하면서도 비용 효율성을 극대화.
- 광섬유의 대역폭과 Ethernet 기술을 활용하여 다양한 서비스를 통합적으로 제공.
3. 역할
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FTTx(Fiber To The x) 구현
- 가정(FTTH), 건물(FTTB), 노드(FTTN)까지 광섬유를 연결하여 고속 네트워크 제공.
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광전송 효율화
- Ethernet 기반 프로토콜을 사용하여 데이터, 음성, 영상 등을 통합적으로 전송.
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Passive 네트워크 구성
- 전력 공급이 필요 없는 분배기(Splitter)를 사용하여 경제성 제공.
4. 구성요소
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OLT (Optical Line Terminal)
- 서비스 제공자 측에 위치하여 광 네트워크를 관리하고 사용자 데이터 전송 제어.
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ONU/ONT (Optical Network Unit/Terminal)
- 사용자 측에 위치하여 데이터를 수신 및 송신.
- ONU는 네트워크 장치와의 인터페이스 역할을 함.
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Splitter
- 하나의 광섬유 신호를 여러 사용자로 분배.
- Passive 장치로 전력 공급이 필요 없음.
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광섬유
- OLT와 ONU/ONT를 물리적으로 연결.
5. 작동 방식 (시간순 과정)
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데이터 송신(Olt to Onu)
- OLT는 데이터를 광 신호로 변환하여 Splitter를 통해 다수의 ONU로 전송.
- 이 과정은 다운스트림(Downstream) 통신이라고 함.
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데이터 수신(Onu to Olt)
- ONU는 사용자의 데이터를 광 신호로 변환하여 OLT로 전송.
- 이 과정은 업스트림(Upstream) 통신이라고 함.
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TDMA(Time Division Multiple Access)
- 여러 ONU의 업스트림 데이터를 시간 슬롯으로 나누어 전송 충돌 방지.
6. EPON의 주요 특징
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Gigabit 속도 지원
- 최대 1Gbps 전송 속도 제공(802.3ah 표준 기준).
- 향후 10G-EPON(802.3av 표준)으로 업그레이드 가능.
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Passive 설계
- 중간 활성 장비가 필요 없어 설치 및 유지 비용이 저렴.
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Ethernet 호환성
- Ethernet 프로토콜 기반으로 기존 네트워크와 쉽게 통합 가능.
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멀티플렉싱 방식
- TDMA를 활용하여 여러 사용자 간 자원을 공유.
7. EPON의 장단점
장점:
1. 경제성: Passive Splitter를 사용하여 유지비용 절감.
2. 유연성: Ethernet 기반으로 다양한 서비스 제공 가능.
3. 확장성: 높은 대역폭을 제공하며 사용자 증가에 유연하게 대처.
단점:
1. 거리 제한: 광섬유 전송 거리는 약 20km로 제한.
2. 대역폭 공유: 여러 사용자가 동일한 대역폭을 공유하므로 트래픽 증가 시 성능 저하 가능.
3. QoS 부족: Ethernet 특성상 QoS(Quality of Service) 관리가 다소 부족.
8. EPON과 GPON의 비교
| 특징 | EPON | GPON |
|---|---|---|
| 표준화 | IEEE 802.3ah | ITU-T G.984 |
| 전송 속도 | 1Gbps / 10Gbps | 2.5Gbps 다운 / 1.25Gbps 업 |
| 프로토콜 | Ethernet 기반 | ATM, GEM 기반 |
| 효율성 | 데이터 서비스에 최적화 | 멀티플 서비스에 최적화 |
| 설치 비용 | 상대적으로 낮음 | EPON보다 높음 |
9. 전망 및 개선점
전망:
- 5G 네트워크와 FTTH의 확산으로 EPON의 수요가 지속적으로 증가.
- 데이터, 음성, 영상 통합 서비스의 핵심 기술로 자리잡을 전망.
개선점:
1. QoS 강화: Ethernet 프로토콜에 QoS 기능 추가.
2. 거리 한계 극복: 신호 증폭 기술 도입으로 전송 거리를 확장.
3. 대역폭 최적화: 대역폭 관리 알고리즘 개발로 성능 향상.
10. 쉽게 요약
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EPON이란?
- Ethernet 기반 광 네트워크로 데이터, 음성, 영상 서비스를 전송.
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장점
- 저비용, 높은 호환성, 유연한 서비스 제공.
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단점
- 거리 제한, QoS 관리 부족, 대역폭 공유 문제.
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EPON과 GPON의 차이점?
- EPON은 Ethernet 기반, GPON은 멀티플 프로토콜 기반으로 설계.
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왜 중요한가?
- 광대역 인터넷과 FTTx의 필수 기술로 활용됨.
