ما هو بون؟إن تكنولوجيا الوصول إلى النطاق العريض آخذة في الارتفاع، ومن المقدر لها أن تصبح ساحة معركة حيث لن يتبدد الدخان أبدا.في الوقت الحاضر، لا يزال الاتجاه السائد المحلي هو تقنية ADSL، ولكن المزيد والمزيد من مصنعي ومشغلي المعدات حولوا انتباههم إلى تكنولوجيا الوصول إلى الشبكة الضوئية.
تستمر أسعار النحاس في الارتفاع، وتستمر أسعار الكابلات في الانخفاض، ويؤدي الطلب المتزايد على خدمات IPTV وألعاب الفيديو إلى دفع نمو FTTH.إن الاحتمال الجميل لاستبدال الكابل النحاسي والكابل المحوري السلكي بالكابل البصري والهاتف وتلفزيون الكابل والتشغيل الثلاثي لبيانات النطاق العريض يصبح واضحًا.
الشكل 1: طوبولوجيا PON
تعد الشبكة الضوئية المنفعلة PON (الشبكة الضوئية السلبية) هي التقنية الرئيسية لتوصيل ألياف FTTH إلى المنزل، مما يوفر وصولاً للألياف من نقطة إلى عدة نقاط، كما هو موضح في الشكل 1، فهي OLT (محطة الخط البصري) وجانب المستخدم من جانب المكتب.تتكون ONU (وحدة الشبكة الضوئية) وODN (شبكة التوزيع الضوئية). بشكل عام، يعتمد الوصلة الهابطة وضع البث TDM ويعتمد الوصلة الصاعدة وضع TDMA (الوصول المتعدد بتقسيم الوقت) لتشكيل طوبولوجيا شجرة من نقطة إلى عدة نقاط .إن أهم ما يميز PON كتقنية الوصول البصري هو "السلبية".لا يحتوي ODN على أي أجهزة إلكترونية نشطة ومصادر طاقة إلكترونية.وتتكون جميعها من مكونات سلبية مثل المقسمات، والتي تتميز بتكاليف إدارة وتشغيل منخفضة.
تاريخ تطوير بون
بدأت أبحاث تكنولوجيا PON في عام 1995. وفي أكتوبر 1998، اعتمد الاتحاد الدولي للاتصالات معيار تكنولوجيا PON القائم على ATM، G، الذي دعت إليه منظمة FSAN (شبكة الوصول إلى الخدمة الكاملة).983. يُعرف أيضًا باسم BPON (BroadbandPON).المعدل هو 155 ميجابت في الثانية ويمكن أن يدعم اختياريًا 622 ميجابت في الثانية.
قدمت EFMA (Ethernetin the First Mile Alliance) مفهوم Ethernet-PON (EPON) في نهاية عام 2000 بمعدل نقل يبلغ 1 جيجابت في الثانية وطبقة ارتباط تعتمد على تغليف Ethernet بسيط.
تم اقتراح GPON (Gigabit-CapablePON) من قبل منظمة FSAN في سبتمبر 2002، واعتمد الاتحاد الدولي للاتصالات اتفاقية G في مارس 2003.984.1 وG.984.2.G.984.1 تم تحديد الخصائص العامة لنظام الوصول GPON.G.984.2 يحدد الطبقة الفرعية ذات الصلة بالتوزيع المادي لشبكة التوزيع البصري (ODN) لـ GPON. في يونيو 2004، أقر الاتحاد الدولي للاتصالات G مرة أخرى.984.3، الذي يحدد متطلبات طبقة تقارب الإرسال (TC).
مقارنة بين منتجات EPON وGPON
EPON وGPON هما العضوان الرئيسيان للوصول إلى الشبكة الضوئية، ولكل منهما مزاياه الخاصة، ويتنافسان مع بعضهما البعض، ويكمل كل منهما الآخر ويتعلمان من بعضهما البعض.وفيما يلي مقارنة بينهما في جوانب مختلفة:
معدل
يوفر EPON وصلة صاعدة وهابطة ثابتة تبلغ 1.25 جيجابت في الثانية، باستخدام ترميز خط 8b/10b، والمعدل الفعلي هو 1 جيجابت في الثانية.
يدعم GPON درجات سرعة متعددة ويمكنه دعم السرعات غير المتماثلة للوصلة الصاعدة والهابطة، و2.5 جيجابت في الثانية أو 1.25 جيجابت في الثانية للتنزيل، والوصلة الصاعدة 1.25 جيجابت في الثانية أو 622 ميجابت في الثانية.وفقًا للطلب الفعلي، يتم تحديد معدلات الوصلة الصاعدة والوصلة الهابطة، ويتم اختيار الوحدات الضوئية المقابلة لزيادة نسبة سعر سرعة الجهاز البصري.
هذا الاستنتاج: GPON أفضل من EPON.
نسبة تقسيم
نسبة الانقسام هي عدد وحدات ONU (المستخدمين) التي يتم حملها بواسطة منفذ OLT واحد (مكتب).
يحدد معيار EPON نسبة تقسيم تبلغ 1:32.
يحدد معيار GPON نسبة الانقسام إلى 1:32 التالية؛1:64؛1:128
في الواقع، يمكن لأنظمة EPON التقنية أيضًا تحقيق نسب تقسيم أعلى، مثل 1:64، 1:128، ويمكن لبروتوكول التحكم EPON أن يدعم المزيد من وحدات ONU. وتقتصر نسبة الطريق بشكل أساسي على مواصفات أداء الوحدة الضوئية، والانقسام الكبير ستؤدي النسبة إلى ارتفاع تكلفة الوحدة الضوئية بشكل كبير.بالإضافة إلى ذلك، تتراوح خسارة إدخال PON من 15 إلى 18 ديسيبل، كما تقلل نسبة الانقسام الكبيرة من مسافة الإرسال.الكثير من عرض النطاق الترددي لمشاركة المستخدم هو أيضًا تكلفة نسبة التقسيم الكبيرة.
هذا الاستنتاج: يوفر GPON انتقائية متعددة، ولكن اعتبار التكلفة ليس واضحًا.الحد الأقصى للمسافة المادية التي يمكن لنظام GPON دعمها.عندما تكون نسبة الانقسام البصري 1:16، يجب دعم الحد الأقصى للمسافة المادية وهو 20 كم.عندما تكون نسبة الانقسام البصري 1:32، يجب دعم الحد الأقصى للمسافة المادية وهو 10 كم.إبون هو نفسه،هذا الاستنتاج: متساوي.
جودة الخدمة (جودة الخدمة)
يضيف EPON MPCP (بروتوكول التحكم متعدد النقاط) 64 بايت إلى رأس Ethernet لرأس MAC. يتحكم MPCP في الوصول إلى طوبولوجيا نقطة إلى عدة نقاط P2MP من خلال الرسائل وأجهزة الحالة وأجهزة ضبط الوقت لتنفيذ تخصيص عرض النطاق الديناميكي DBA. يتضمن MPCP تخصيص فترات إرسال ONU، والاكتشاف التلقائي لوحدات ONU والانضمام إليها، والإبلاغ عن الازدحام إلى الطبقات العليا لتخصيص عرض النطاق الترددي ديناميكيًا. يوفر MPCP الدعم الأساسي لطوبولوجيا P2MP.ومع ذلك، فإن البروتوكول لا يصنف أولويات الخدمة.جميع الخدمات تتنافس بشكل عشوائي على عرض النطاق الترددي.يتمتع GPON بقدرات DBA أكثر اكتمالاً وقدرات خدمة جودة الخدمة الممتازة.
يقسم GPON طريقة تخصيص النطاق الترددي للخدمة إلى أربعة أنواع.الأولوية العليا هي الثابتة (الثابتة)، والمؤكدة، وغير المؤكدة، وأفضل جهد.يحدد DBA أيضًا حاوية حركة المرور (T-CONT) كوحدة جدولة حركة مرور الوصلة الصاعدة، ويتم تعريف كل T-CONT بواسطة معرف تخصيص.يمكن أن يحتوي كل T-CONT على معرف GEMPort واحد أو أكثر. وينقسم T-CONT إلى خمسة أنواع من الخدمات.تحتوي الأنواع المختلفة من T-CONTs على أوضاع مختلفة لتخصيص عرض النطاق الترددي، والتي يمكنها تلبية متطلبات جودة الخدمة المختلفة لتدفقات الخدمة المختلفة للتأخير والارتعاش ومعدل فقدان الحزمة. يتميز النوع 1 من T-CONT بفترة زمنية ثابتة ذات نطاق ترددي ثابت، تتوافق مع تخصيص عرض النطاق الترددي الثابت (الثابت)، المناسب للخدمات الحساسة للتأخير، مثل الخدمات الصوتية.يتميز النوع 2 بعرض نطاق ثابت ولكن بفترة زمنية غير محددة.يعد تخصيص عرض النطاق الترددي المضمون (المضمون) المقابل مناسبًا لخدمات النطاق الترددي الثابت التي لا تتطلب ارتعاشًا عاليًا، مثل خدمات الفيديو عند الطلب.يتميز النوع 3 بضمان الحد الأدنى لعرض النطاق الترددي والتقاسم الديناميكي لعرض النطاق الترددي الزائد، وله قيد الحد الأقصى لعرض النطاق الترددي، المتوافق مع تخصيص عرض النطاق الترددي غير المضمون (غير المضمون)، ومناسب للخدمات ذات متطلبات ضمان الخدمة وحركة المرور المتلاحقة الكبيرة.مثل تنزيل الأعمال. يتميز النوع 4 بـ BestEffort، ولا يوجد ضمان للنطاق الترددي، ومناسب للخدمات ذات زمن الوصول المنخفض ومتطلبات الارتعاش، مثل خدمة تصفح الويب.النوع 5 هو نوع مركب، بعد تخصيص النطاق الترددي المضمون وغير المضمون، يتم تخصيص متطلبات النطاق الترددي الإضافي على أفضل وجه ممكن.
الخلاصة: GPON أفضل من EPON
تشغيل وصيانة OAM
لا يهتم EPON كثيرًا بـ OAM، ولكنه يحدد ببساطة إشارة الخطأ عن بعد ONT، والاسترجاع ومراقبة الارتباط، وهو دعم اختياري.
يحدد GPON PLOAM (PhysicalLayerOAM) في الطبقة المادية، ويتم تعريف OMCI (ONTManagementandControlInterface) في الطبقة العليا لأداء إدارة OAM على مستويات متعددة. يتم استخدام PLOAM لتنفيذ تشفير البيانات واكتشاف الحالة ومراقبة الأخطاء.يتم استخدام بروتوكول قناة OMCI لإدارة الخدمات المحددة بواسطة الطبقة العليا، بما في ذلك مجموعة معلمات الوظيفة لـ ONU، ونوع وكمية خدمة T-CONT، ومعلمات جودة الخدمة، ومعلومات تكوين الطلب وإحصائيات الأداء، و قم تلقائيًا بإخطار الأحداث الجارية للنظام لتنفيذ تكوين OLT إلى ONT.إدارة تشخيص الأخطاء والأداء والسلامة.
الخلاصة: GPON أفضل من EPON
تغليف طبقة الارتباط ودعم الخدمات المتعددة
كما هو موضح في الشكل 2، يتبع EPON تنسيق بيانات Ethernet بسيطًا، ولكنه يضيف بروتوكول تحكم من نقطة إلى عدة نقاط MPCP سعة 64 بايت إلى رأس Ethernet لتنفيذ تخصيص عرض النطاق الترددي وعرض النطاق الترددي الدائري والاكتشاف التلقائي في نظام EPON.تتراوح وغيرها من الأعمال.لا يوجد الكثير من الأبحاث حول دعم الخدمات الأخرى غير خدمات البيانات (مثل خدمات مزامنة TDM).قام العديد من بائعي EPON بتطوير بعض المنتجات غير القياسية لحل هذه المشكلة، لكنها ليست مثالية ومن الصعب تلبية متطلبات جودة الخدمة من فئة الناقل.
الشكل 2: مقارنة مكدسات بروتوكول GPON وEPON
يعتمد GPON على طبقة تقارب النقل (TC) الجديدة تمامًا، والتي يمكنها استكمال تكييف خدمات التنوع عالية المستوى.كما هو موضح في الشكل 2، فهو يحدد تغليف ATM وتغليف GFP (بروتوكول التأطير العام).يمكنك اختيار كليهما.أحدهما مخصص لتغليف الأعمال.في ضوء الشعبية الحالية لتطبيقات ATM، يتوفر GPON الذي يدعم تغليف GFP فقط.لقد ظهر الجهاز الخفيف إلى الوجود، حيث قام بإزالة أجهزة الصراف الآلي من مجموعة البروتوكولات لتقليل التكاليف.
GFP هو إجراء طبقة ارتباط عام لخدمات متعددة، تم تعريفه بواسطة الاتحاد الدولي للاتصالات باسم G.7041. تم إجراء عدد صغير من التعديلات على GFP في GPON، وتم تقديم PortID على رأس إطار GFP لدعم تعدد الإرسال متعدد المنافذ.يتم أيضًا تقديم مؤشر تجزئة Frag (الجزء) لزيادة عرض النطاق الترددي الفعال للنظام.وهو يدعم فقط وضع معالجة البيانات للبيانات ذات الطول المتغير ولا يدعم وضع المعالجة الشفافة للبيانات لكتل البيانات.تتمتع GPON بقدرة حمل قوية متعددة الخدمات.طبقة TC الخاصة بـ GPON متزامنة بشكل أساسي، باستخدام معيار 8 كيلو هرتز (125μم) الإطارات ذات الطول الثابت، والتي تسمح لـ GPON بدعم التوقيت الشامل والخدمات الأخرى شبه المتزامنة، خاصة لدعم خدمات TDM بشكل مباشر، ما يسمى NativeTDM.يتمتع GPON بدعم "طبيعي" لخدمات TDM.
هذا الاستنتاج: طبقة TC التي تدعم GPON للخدمات المتعددة أقوى من MPCP الخاص بـ EPON.
خاتمة
EPON وGPON لهما مزاياهما الخاصة.GPON أفضل من EPON من حيث مؤشرات الأداء.ومع ذلك، EPON لديه ميزة الوقت والتكلفة.GPON يلحق بالركب.إن التطلع إلى سوق الوصول إلى النطاق العريض في المستقبل قد لا يكون بديلاً، بل يجب أن يكون مكملاً.بالنسبة لعرض النطاق الترددي والخدمات المتعددة وجودة الخدمة العالية ومتطلبات الأمان وتقنية ATM كعميل أساسي، سيكون GPON أكثر ملاءمة.بالنسبة للعملاء ذوي الحساسية المنخفضة للتكلفة وجودة الخدمة ومتطلبات الأمان، أصبح EPON هو العامل المهيمن.