Co je PON?Technologie širokopásmového přístupu je na vzestupu a je předurčena stát se bojištěm, kde se kouř nikdy nerozplyne.V současnosti je tuzemským mainstreamem stále technologie ADSL, ale stále více výrobců a operátorů zařízení obrátilo svou pozornost k technologii přístupu k optické síti.
Ceny mědi nadále rostou, ceny kabelů nadále klesají a rostoucí poptávka po službách IPTV a videoher pohání růst FTTH.Krásná vyhlídka na nahrazení měděného kabelu a drátového koaxiálního kabelu optickým kabelem, telefonem, kabelovou televizí a širokopásmovým datovým triple play je jasná.
Obrázek 1: Topologie PON
Pasivní optická síť PON (Passive Optical Network) je hlavní technologií pro realizaci FTTH vlákna do domácnosti, která poskytuje přístup k vláknu point-to-multipoint, jak je znázorněno na obrázku 1, je to OLT (terminál optické linky) a uživatelská strana kancelářská strana.Jednotka ONU (Optical Network Unit) a ODN (Optical Distribution Network) jsou složeny. Obecně platí, že downlink přijímá režim vysílání TDM a uplink přijímá režim TDMA (Time Division Multiple Access) za účelem vytvoření stromové topologie bod-multibod. Největší předností PON jako technologie optického přístupu je „pasivní“.ODN neobsahuje žádná aktivní elektronická zařízení a elektronické napájecí zdroje.Všechny jsou složeny z pasivních komponent jako jsou splittery, které mají nízké náklady na správu a provoz.
Historie vývoje PON
Výzkum technologie PON vznikl v roce 1995. V říjnu 1998 ITU přijala standard technologie PON založený na ATM, G, obhajovaný organizací FSAN (full service access network).983. Také známý jako BPON (BroadbandPON).Rychlost je 155 Mbps a volitelně může podporovat 622 Mbps.
EFMA (Ethernetin the First Mile Alliance) představila koncept Ethernet-PON (EPON) na konci roku 2000 s přenosovou rychlostí 1 Gbps a linkovou vrstvou založenou na jednoduchém zapouzdření Ethernetu.
GPON (Gigabit-CapablePON) byl navržen organizací FSAN v září 2002 a ITU přijala G v březnu 2003. 984.1 a G.984.2.G. 984.1 Jsou specifikovány celkové charakteristiky přístupového systému GPON.G.984. 2 specifikuje podvrstvu ODN (Optical Distribution Network) GPON související s fyzickou distribucí. V červnu 2004 ITU znovu prošla G.984. 3, který specifikuje požadavky na vrstvu Transmission Convergence (TC).
Srovnání produktů EPON a GPON
EPON a GPON jsou dva hlavní členové přístupu k optické síti, z nichž každý má své vlastní přednosti, vzájemně si konkurují, doplňují se a učí se jeden od druhého.Následující text je porovnává z různých hledisek:
Hodnotit
EPON poskytuje fixní uplink a downlink 1,25 Gbps s použitím kódování linky 8b/10b a skutečná rychlost je 1 Gbps.
GPON podporuje více rychlostních stupňů a může podporovat asymetrické rychlosti uplinku a downlinku, 2,5 Gbps nebo 1,25 Gbps downstream a 1,25 Gbps nebo 622 Mbps uplink.Podle aktuální poptávky jsou určeny rychlosti uplinku a downlinku a jsou vybrány odpovídající optické moduly pro zvýšení poměru ceny rychlosti optického zařízení.
Tento závěr: GPON je lepší než EPON.
Dělicí poměr
Dělicí poměr je počet ONU (uživatelů) přenášených jedním OLT portem (kancelář).
Standard EPON definuje dělicí poměr 1:32.
Standard GPON definuje dělicí poměr na následujících 1:32;1:64;1:128
Ve skutečnosti mohou technické systémy EPON také dosáhnout vyšších dělicích poměrů, jako je 1:64, 1:128, řídicí protokol EPON může podporovat více ONU. Silniční poměr je omezen především výkonnostními specifikacemi optického modulu a velkým rozdělením poměr způsobí výrazné zvýšení nákladů na optický modul.Kromě toho je vložný útlum PON 15 až 18 dB a velký dělicí poměr snižuje přenosovou vzdálenost.Příliš velká šířka pásma sdílení uživatelů je také cenou velkého rozdělení poměru.
Tento závěr: GPON poskytuje vícenásobnou selektivitu, ale zvažování nákladů není zřejmé.Maximální fyzická vzdálenost, kterou může systém GPON podporovat.Když je optický dělicí poměr 1:16, měla by být podporována maximální fyzická vzdálenost 20 km.Když je optický dělicí poměr 1:32, měla by být podporována maximální fyzická vzdálenost 10 km.EPON je stejný,tento závěr: rovný.
QOS (Quality of Service)
EPON přidává do ethernetové hlavičky MAC hlavičky 64bajtový MPCP (protokol řízení více bodů). přidělování časových slotů vysílání ONU, automatické zjišťování a spojování ONU a hlášení přetížení vyšším vrstvám za účelem dynamického přidělování šířky pásma. MPCP poskytuje základní podporu pro topologii P2MP.Protokol však neklasifikuje priority služeb.Všechny služby náhodně soutěží o šířku pásma.GPON má úplnější DBA a vynikající služby QoS.
GPON rozděluje metodu přidělení šířky pásma služby do čtyř typů.Nejvyšší priorita je pevná (Fixed), Assured, Non-Assured a BestEffort.DBA dále definuje kontejner provozu (T-CONT) jako jednotku plánování provozu uplinku a každý T-CONT je identifikován pomocí Alloc-ID.Každý T-CONT může obsahovat jedno nebo více GEMPort-ID. T-CONT je rozdělen do pěti typů služeb.Různé typy T-CONTů mají různé režimy přidělování šířky pásma, které mohou splňovat různé požadavky na QoS různých toků služeb na zpoždění, jitter a rychlost ztráty paketů. Typ T-CONT 1 se vyznačuje pevným časovým slotem s pevnou šířkou pásma, odpovídající alokace s pevnou šířkou pásma (Fixed), vhodná pro služby citlivé na zpoždění, jako jsou hlasové služby.Typ 2 se vyznačuje pevnou šířkou pásma, ale neurčitým časovým slotem.Odpovídající alokace garantované šířky pásma (Assured) je vhodná pro služby s pevnou šířkou pásma, které nevyžadují vysoký jitter, jako jsou služby videa na vyžádání.Typ 3 je charakterizován zárukou minimální šířky pásma a dynamickým sdílením redundantní šířky pásma a má omezení maximální šířky pásma, odpovídající alokaci nezajištěné šířky pásma (Non-Assured), vhodné pro služby s požadavky na záruku služeb a velkým nárazovým provozem.Jako je stahování business.Type 4 se vyznačuje BestEffort, bez záruky šířky pásma, vhodný pro služby s nízkou latencí a požadavky na jitter, jako je služba procházení webu.Typ 5 je kombinovaný typ, po přidělení garantované a negarantované šířky pásma, další Požadavky na šířku pásma jsou přiděleny co nejlépe.
Závěr: GPON je lepší než EPON
Provozovat a udržovat OAM
EPON nebere příliš v úvahu OAM, ale jednoduše definuje ONT vzdálenou indikaci poruchy, zpětnou smyčku a monitorování spojení a je volitelnou podporou.
GPON definuje PLOAM (PhysicalLayerOAM) na fyzické vrstvě a OMCI (ONTManagementandControlInterface) je definován na horní vrstvě pro provádění správy OAM na více úrovních. PLOAM se používá k implementaci šifrování dat, zjišťování stavu a monitorování chyb.Kanálový protokol OMCI se používá ke správě služeb definovaných horní vrstvou, včetně sady funkčních parametrů ONU, typu a množství služby T-CONT, parametrů QoS, informací o konfiguraci požadavku a statistik výkonu a automaticky upozorňovat na běžící události systému za účelem implementace konfigurace OLT do ONT.Řízení diagnostiky poruch, výkonu a bezpečnosti.
Závěr: GPON je lepší než EPON
Zapouzdření linkové vrstvy a podpora více služeb
Jak je znázorněno na obrázku 2, EPON se řídí jednoduchým ethernetovým datovým formátem, ale k ethernetové hlavičce přidává 64bajtový řídicí protokol MPCP point-to-multipoint pro implementaci alokace šířky pásma, kruhového provozu šířky pásma a automatického zjišťování v systému EPON.Ranking a další práce.O podpoře jiných než datových služeb (jako jsou synchronizační služby TDM) není mnoho výzkumů.Mnoho prodejců EPON vyvinulo některé nestandardní produkty k vyřešení tohoto problému, ale ty nejsou ideální a je obtížné splnit požadavky na QoS pro operátory.
Obrázek 2: Porovnání zásobníků protokolů GPON a EPON
GPON je založen na zcela nové vrstvě transportní konvergence (TC), která dokáže dokončit přizpůsobení služeb diverzity na vysoké úrovni.Jak je znázorněno na obrázku 2, definuje zapouzdření ATM a zapouzdření GFP (obecný rámcový protokol).Můžete si vybrat obojí.Jeden je pro obchodní zapouzdření.Vzhledem k současné popularitě ATM aplikací je k dispozici GPON, který podporuje pouze zapouzdření GFP.Vzniklo jednoduché zařízení, které odstranilo ATM ze zásobníku protokolů, aby se snížily náklady.
GFP je generická procedura spojové vrstvy pro více služeb, definovaná ITU jako G. 7041. V GFP bylo provedeno několik úprav v GPON a PortID bylo zavedeno v čele rámce GFP pro podporu multiportového multiplexování.Pro zvýšení efektivní šířky pásma systému je také zavedena indikace segmentace Frag (Fragment).A podporuje pouze režim zpracování dat pro data s proměnnou délkou a nepodporuje režim zpracování dat transparentně pro datové bloky.GPON má výkonnou přenosovou kapacitu pro více služeb.Vrstva TC GPON je v podstatě synchronní, používá standardních 8 kHz (125μm) rámce pevné délky, což umožňuje GPON podporovat end-to-end časování a další kvazisynchronní služby, zejména pro přímou podporu TDM služeb, tzv. NativeTDM.GPON má „přirozenou“ podporu pro služby TDM.
Tento závěr: Vrstva TC podporující GPON pro více služeb je silnější než MPCP EPON.
Závěr
EPON a GPON mají své výhody.GPON je z hlediska ukazatelů výkonu lepší než EPON.EPON má však výhodu času a nákladů.GPON dohání.Pohled na budoucí trh širokopásmového přístupu nemusí být náhradou, měl by být doplňkový.Pro šířku pásma, více služeb, vysoké požadavky na QoS a zabezpečení a technologii ATM jako páteřního zákazníka bude vhodnější GPON.Pro zákazníky s nízkou citlivostí na náklady, QoS a bezpečnostními požadavky se EPON stal dominantním faktorem.