В чем разница между оптоволоконными сетями EPON и GPON? - Выставка

В чем разница между оптоволоконными сетями EPON и GPON?

EPON и GPON являются популярными версиями пассивных оптических сетей (PON). Эти сети оптоволоконного кабеля ближней связи используются для доступа в Интернет, передачи голоса по Интернет-протоколу (VoIP) и доставки цифрового телевидения в городских районах. Другое использование включает в себя транзитные соединения для базовых станций сотовой связи, точки доступа Wi-Fi и даже распределенные антенные системы (DAS). Основные различия между ними заключаются в протоколах, используемых для нисходящей и восходящей связи.

Пассивные Оптические Сети

PON - это волоконно-оптическая сеть, в которой используются только оптоволоконные и пассивные компоненты, такие как сплиттеры и объединители, а не активные компоненты, такие как усилители, повторители или формирующие цепи. Такие сети стоят значительно дешевле, чем те, которые используют активные компоненты. Основным недостатком является более короткий диапазон покрытия, ограниченный силой сигнала. В то время как активная оптическая сеть (AON) может покрывать расстояние до 100 км (62 мили), PON, как правило, ограничивается оптоволоконным кабелем длиной до 20 км (12 миль). PON также называют волоконно-оптическими сетями (FTTH).

Термин FTTx используется, чтобы указать, как далеко проходит оптоволокно. В FTTH х для дома. Вы также можете увидеть его под названием FTTP или оптоволокно в помещении. Другим вариантом является FTTB для волокна в здание. Эти три версии определяют системы, в которых оптоволокно проходит весь путь от поставщика услуг до клиента. В других формах волокно не проходит весь путь к клиенту. Вместо этого он запускается во временный узел по соседству. Это называется FTTN для волокна к узлу. Другим вариантом является FTTC, или волокно для ограничения. Здесь также волокно не проходит всю дорогу до дома. Сети FTTC и FTTN могут использовать медную телефонную линию неэкранированной витой пары (UTP) клиента для расширения услуг с меньшими затратами. Например, быстрая линия ADSL передает данные оптоволокна на устройства заказчика.

Типичная схема PON представляет собой многоточечную (P2MP) сеть, в которой терминал центральной оптической линии (OLT) на объекте поставщика услуг распределяет услуги телевидения или Интернета для 16–128 абонентов на волоконно-оптическую линию (см. Рисунок). , Оптические сплиттеры, пассивные оптические устройства, которые разделяют один оптический сигнал на несколько одинаковых, но более слабых сигналов, распределяют сигналы среди пользователей. Оптический сетевой блок (ONU) завершает PON в доме клиента. ONU обычно связывается с терминалом оптической сети (ONT), который может быть отдельным блоком, который соединяет PON с телевизорами, телефонами, компьютерами или беспроводным маршрутизатором. ONU / ONT может быть одним устройством.

В основном методе работы для нисходящего распределения на одной длине волны света от OLT до ONU / ONT все клиенты получают одинаковые данные. ONU распознает данные, предназначенные для каждого пользователя. Для восходящего потока от ONU к OLT используется метод мультиплексирования с временным разделением (TDM), где каждому пользователю назначается временной интервал на различной длине волны света. При таком расположении сплиттеры действуют как сумматоры мощности. Передачи в восходящем направлении, называемые операциями пакетного режима, происходят случайным образом, поскольку пользователю необходимо отправить данные. Система назначает слот по мере необходимости. Поскольку в методе TDM участвуют несколько пользователей в одной передаче, скорость передачи данных в восходящем направлении всегда ниже скорости передачи в нисходящем направлении.

GPON

За прошедшие годы были разработаны различные стандарты PON. В конце 1990-х годов Международный союз электросвязи (МСЭ) создал стандарт APON, в котором для передачи пакетов на большие расстояния использовался режим асинхронной передачи (АТМ). Поскольку ATM больше не используется, была создана более новая версия, называемая широкополосным PON или BPON. Этот стандарт, обозначенный как ITU-T G.983, обеспечивает 622 Мбит / с в нисходящем и 155 Мбит / с восходящем.

Хотя BPON все еще может использоваться в некоторых системах, большинство современных сетей используют GPON или Gigabit PON. Стандарт ITU-T - G.984. Он обеспечивает 2,448 Гбит / с на выходе и 1,244 Гбит / с на входе.

GPON использует оптическое мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM), поэтому для передачи данных как в нисходящем, так и в восходящем направлении может использоваться одно волокно. Лазер на длине волны (λ) 1490 нм передает нисходящие данные. Восходящие данные передаются на длине волны 1310 нм. Если телевизор распространяется, используется длина волны 1550 нм.

В то время как каждое ONU получает полную скорость в нисходящем направлении 2,448 Гбит / с, GPON использует формат множественного доступа с временным разделением (TDMA) для выделения конкретного временного интервала каждому пользователю. Это делит полосу пропускания, поэтому каждый пользователь получает долю, такую как 100 Мбит / с, в зависимости от того, как поставщик услуг выделяет ее.

Скорость восходящего потока меньше максимальной, поскольку она используется совместно с другими ONU в схеме TDMA. OLT определяет расстояние и время задержки каждого абонента. Затем программное обеспечение предоставляет способ выделить временные интервалы для восходящих данных для каждого пользователя.

Типичное разделение одного волокна - 1:32 или 1:64. Это означает, что каждое волокно может обслуживать до 32 или 64 абонентов. В некоторых системах возможны коэффициенты разделения до 1: 128.

Что касается формата данных, пакеты GPON могут обрабатывать пакеты ATM напрямую. Напомним, что ATM упаковывает все в 53-байтовые пакеты с 48 для данных и 5 для служебных данных. GPON также использует общий метод инкапсуляции для переноса других протоколов. Он может инкапсулировать протоколы Ethernet, IP, TCP, UDP, T1 / E1, видео, VoIP или другие, как требуется для передачи данных. Минимальный размер пакета составляет 53 байта, а максимальный - 1518. Шифрование AES используется только в нисходящем направлении.

Последняя версия GPON представляет собой 10-гигабитную версию, называемую XGPON, или 10G-PON. Поскольку спрос на видео и услуги телевизионного вещания (OTT) возрос, растет потребность в увеличении скорости передачи данных для обработки огромных данных видео высокой четкости. XGPON служит этой цели. Стандарт ITU - G.987.

Максимальная скорость XGPON составляет 10 Гбит / с (9,95328) в нисходящем направлении и 2,5 Гбит / с (2,48832) в нисходящем направлении. Используются разные длины волны WDM: 1577 нм вниз по течению и 1270 нм вверх по течению. Это позволяет службе 10 Гбит / с сосуществовать на одном и том же волокне со стандартным GPON. Оптическое разделение составляет 1: 128, а форматирование данных такое же, как у GPON. Максимальная дальность до сих пор 20 км. XGPON еще не получил широкого применения, но предоставляет отличный способ обновления для поставщиков услуг и клиентов.

Большинство PON настроены так. Количество разделителей и разделенных уровней зависит от поставщика и системы. Коэффициенты разделения обычно составляют 1:32 или 1:64, но могут быть и выше.

EPON

Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) разработал еще один новый стандарт PON. Основанный на стандарте Ethernet 802.3, EPON 802.3ah определяет аналогичную пассивную сеть с дальностью до 20 км. Он использует WDM с теми же оптическими частотами, что и GPON и TDMA. Скорость передачи исходных данных составляет 1,25 Гбит / с как в нисходящем, так и в восходящем направлениях. Иногда вы будете слышать сеть, называемую Gigabit Ethernet PON или GEPON.

EPON полностью совместим с другими стандартами Ethernet, поэтому нет необходимости в преобразовании или инкапсуляции при подключении к сетям на основе Ethernet на любом конце. Тот же кадр Ethernet используется с полезной нагрузкой до 1518 байтов. EPON не использует метод доступа CSMA / CD, используемый в других версиях Ethernet. Поскольку Ethernet является основной сетевой технологией, используемой в локальных сетях (LAN) и в настоящее время в городских сетях (MAN), преобразование протоколов не требуется.

Существует также версия Ethernet 10 Гбит / с, обозначенная как 802.3av. Фактическая скорость линии составляет 10,3125 Гбит / с. Основной режим - 10 Гбит / с в восходящем и нисходящем направлении. Вариация использует 10 Гбит / с нисходящего и 1 Гбит / с восходящего. В версиях 10 Гбит / с используются разные длины оптических волн в волокне, от 1575 до 1580 нм ниже по потоку и от 1260 до 1280 нм вверх по потоку, поэтому систему со скоростью 10 Гбит / с можно мультиплексировать по длине волны на том же волокне, что и стандартная скорость 1 Гбит / с. система.

Резюме

Телекоммуникационные компании используют PON для предоставления услуг Triple Play, включая телевидение, телефон VoIP и интернет-услуги для абонентов. Преимущество заключается в гораздо более высоких скоростях передачи данных, которые необходимы для распространения видео и других интернет-услуг. Низкая стоимость пассивных компонентов означает более простые системы с меньшим количеством компонентов, которые выходят из строя или требуют обслуживания. Основным недостатком является более короткая возможная дальность, обычно не более 20 км или 12 миль. Популярность PON растет, так как растет спрос на более быстрые интернет-услуги и больше видео. GPON является самым популярным в США, например, система Verizon Foist. Системы EPON более распространены в Азии и Европе.