1. 개요
Passive Optical Network.[1]광 케이블을 사용하는 네트워크에서는 SFP모듈[2]이 상당히 고가에 속하는데[3], 이를 가능한 적게 사용하기 위한 목적으로 만들어진 기술이다. AON 에서는 매 중간 단계마다 광모듈이 추가로 필요하지만, PON 에서는 양 끝단에만 필요하다. 그대신, AON 은 100km 까지 충분히 전송가능하지만, 일반적으로 PON의 최대 분기율은 1:64, 거리는 20km 정도가 한계이나 품질저하에 대한 여유분으로 1:32까지만 사용한다. Class C+모듈의 경우 최대 60km에 1:128의 분기율을 제공한다.
여러 종류의 기술이 제안되었는데, 현재 대한민국에 가정용 인터넷 서비스용으로 도입된 기술은 'E-PON'과 'G-PON'이라는 기술이며, 현재 사용되는 기가 인터넷 또는 FTTH의 기반이 되는 기술이다. 접속 방식은 TDMA(시 분할 다중 접속)를 사용한다.
E-PON은 Ethernet PON의 약어이며, 이더넷의 호환성을 고려하여 설계된 방식이다. 성능은 상/하향 각각 최대 1.25 Gbps로 대칭형이다. E-PON은 표준이 딱히 정해진 것도 정해지지 않은 것도 아닌 묘한 상태인데, Ethernet in the first mile 이란 이름으로 IEEE 802.3ah 표준의 일부로 언급된다. KT와 LG U+는 E-PON을 사용한 FTTH 방식으로 제공된다. E-PON의 후속 기술로 10G-E-PON이 제시된 상태이다.
G-PON은 Gigabit-capable PON의 약어이며, ITU-T G.984 표준에 정의되어 있다. 성능은 하향 최대 2.5 Gbps, 상향 최대 1.25 Gbps로 비대칭이다. 다만 실제 가정에는 1 Gbps로 제공된다. 한국에서는 SK브로드밴드에서 G-PON을 이용한 서비스를 제공한다.관련기사 G-PON의 차세대 기술은 XG-PON(ITU-T G.987 표준)이란 이름을 사용한다. 원래 10G-PON이라는 이름을 사용하려고 했으나, E-PON 진영에서 10G-E-PON이라는 이름을 먼저 사용하는 바람에 지금의 이름으로 정해졌다.
2. 관련 기술
2.1. A-PON / B-PON
ATM(Asynchronous Transfer Mode) 기술 기반으로 하는 A-PON 또는 ATM-PON 이라는 기술이 있었다. 하향/상향 155/155Mbps 를 지원하는 기술이다. 그리고, 이 기술을 표준화하면서 변경/보완되고 새로 이름을 부여받은 것이 B-PON 으로, Broadband PON의 약자이다. ITU-T G.983 표준으로 규정되었다.처음에는 하향/상향 155/155Mbps 를 지원하였으나, 이후 업그레이드 되어 622/622Mbps 까지 지원 가능하다.
대한민국에서 서비스되진 않았다.
2.2. G-PON
B-PON 을 확장해서 ATM과 이더넷을 동시 지원하는 것을 목표로 설계된 기술이며, ITU-T G.984 표준을 따르며, Gigabit-capable PON 의 약자이다. 하향/상향으로 2.5 / 1.25Gbps 까지 지원된다. 다만, 초창기에는 1.25G / 1.25Gbps 만을 사용해서, 실질적으로 1G / 1G 의 기가 인터넷 서비스를 제공했다.뛰어난 QOS 기능을 제공하며, 이로 인해서 멀티미디어 서비스에 유리하다는 장점이 있다.
SK브로드밴드, LG헬로비전에서 기가 인터넷을 제공하기 위해서 사용한 기술이다. 2018년 5월 SKB 에서 2.5G 서비스가 시작되며, 제한적이지만 10기가 인터넷가 시작되었다. [4]
2.3. E-PON
E-PON은 Ethernet PON의 약자인데, ATM은 포기하고 오로지 이더넷에 특화시켜 만든 기술이다. IEEE 802.3ah EFM (Ethernet in the First Mile) 표준을 따른다. 하향/상향으로 1.25 / 1.25 Gbps까지 지원되며, 실질적으로 1G / 1G 서비스를 제공했다. GE-PON 또는 1G-EPON이라고도 부르는데, 'Giga'를 강조하기 위한 네이밍이다.처음부터 이더넷에 특화시켰기 때문에, G-PON에 비해 상대적으로 구축 비용이 저렴하다는 장점이 있다. KT와 LG U+에서 기가 인터넷을 위한 FTTH망을 구성할 때 채택한 기술이다.
2.4. WDM-PON
약간 성향이 다른 기술로 WDM-PON 이라는 것도 있는데, 광 파장을 구분하여 가입자를 구분하는 방식이다. 문제는 WDM-PON 광모듈은 굉장히 고가여서 전송량 대비 가성비가 떨어지기에 일반 소비자 시장에서는 외면받았다. 본래 WDM기술은 장거리전송에 쓰이는 기술로, 해저 광 케이블과 같은 전화국간 연결에 쓰이는 녀석이다. 이 이미지에 간략하게 설명되어있다.(국내한정)
일반 인터넷 가입자를 위해 쓰이기 보다는 기지국과 기지국을 연결하는 용도로 주로 사용된다.
3. 10G급 기술
3.1. 10G-EPON
E-PON의 후속 기술이며 10 Gbps를 지원하기 위해서 만들어졌다. 2009년 규정된 IEEE 802.3av 표준을 따른다.하향/상향 둘다 10G / 10Gbps를 기준으로 설계되었다. 다만 기술적으로는 중간단계로 10G / 1G의 비대칭 모드 규격도 존재는 하지만, 한국에서는 사용하지 않는다.
KT와 LG U+에서 10기가 인터넷 서비스를 제공하기 위해서 사용된다.
3.2. XG-PON / XGS-PON
G-PON 의 후속기술이며 10G 를 지원하기 위해서 만들어 졌다. 2010년 규정된 ITU-T G.987, G.988 과 G.9801 등의 표준을 따른다.XG-PON 은 하향/상향 10G / 2.5G 의 비대칭 모드이며, XGS-PON 은 하향/상향 10G / 10G 대칭 모드[5]를 제공한다. 10G-EPON 과 마찬가지로 XG-PON 은 기술적으로만 존재하며 널리 사용되지 않고, 이 기술을 채택한 경우 대부분 XGS-PON 이다.
참고로, 원래 이름은 10-Gigabit-capable passive optical network 이고 이를 축약한 10G-PON 을 사용하려고 했는데, EPON 진영이 먼저 10G-EPON 이름을 선점해 버리면서 혼란이 발생하는 문제가 생겼다. 그래서, 로마 숫자에서 10을 뜻하는 X 를 가져와서 XG-PON 이란 이름을 선택하였다.
일본의 SONET (Sony Network)에서 채택하고 있다. 관련정보 한국에서는 SK 브로드밴드가 채택하여 10G 서비스를 제공하고 있다. 관련기사
4. 차세대 기술
4.1. NG-PON2
40-Gigabit-capable passive optical networks 로 10G 를 넘어 40G 급 서비스를 목표로 하는 기술이다. XGS-PON 의 후속 기술이며, ITU-T G.989 에서 표준화가 진행중이다.이전 기술과의 차이점은 TWDMA 방식으로 TDM 과 WDM 을 모두 사용한다는 점이다. 이런 이유 때문인지 G-PON, XG-PON 과 호환되지 않는 문제가 있었다. 그렇기에 호환성을 고려한 NG-PON1 과 호환을 포기하고 성능을 추구한 NG-PON2 로 구분하여 투트랙으로 진행되었다. 그런데, 기존 인터넷 사용자들의 요구를 수용하여 NG-PON2 에서도 호환성을 가지는 방향으로 표준이 재정비되었다. 그러면서 NG-PON1 은 자연스럽게 흡수/폐기되고, NG-PON2 만 남았다.
참고로, 계속 G-PON 기술을 채택한 SK브로드밴드가 표준화 작업에도 참여하고 있다.
4.2. NG-EPON
Next Generation Ethernet Passive Optical Network 의 약자로, IEEE P802.3ca 에서 표준화가 진행중이다.2020년 기준 25G 와 50G 속도를 목표로 하고 있다. 초기에는 100G-EPON 도 고려한 듯 싶지만, 보류된 것으로 보인다. 이런 문서에 100G-EPON 의 흔적이 남아 있다.
5. 관련 문서
[1] 이와 반대되는 개념으로 Active Optical Network(AON)가 있다. Passive는 보통 '수동소자'라고 부르며, 전원이 없이도 동작하는 소자를 의미한다. 반대로 Active는 '능동소자'라고 부르며, 전원을 공급해줘야 동작하는 소자를 의미한다. 회선을 분기하는 스플리터 장비가 수동소자이기 때문에 PON이란 이름이 사용된다. 이렇게 생겼다.[2] 보통 지빅(GBIC)이라 많이 부른다.[3] 저렴한 것은 2만원대부터 시작해서 50만원이 넘는 것도 있다.[4] 가입자포트는 여전히 1G로만 제공되었기 때문에, PC 가 1대인 경우는 1G 와 동일한 성능이 나왔다. 대역폭을 제대로 활용하기 위해서는 PC 를 2대 이상 연결해야 한다.[5] S 는 symmetric 의 약자