Τι είναι το PON;Η τεχνολογία ευρυζωνικής πρόσβασης αυξάνεται και προορίζεται να γίνει ένα πεδίο μάχης όπου ο καπνός δεν θα εξαφανιστεί ποτέ.Προς το παρόν, το εγχώριο mainstream εξακολουθεί να είναι η τεχνολογία ADSL, αλλά όλο και περισσότεροι κατασκευαστές εξοπλισμού και χειριστές έχουν στρέψει την προσοχή τους στην τεχνολογία οπτικής πρόσβασης στο δίκτυο.
Οι τιμές του χαλκού συνεχίζουν να αυξάνονται, οι τιμές των καλωδίων συνεχίζουν να μειώνονται και η αυξανόμενη ζήτηση για υπηρεσίες IPTV και βιντεοπαιχνιδιών οδηγεί την ανάπτυξη του FTTH.Η όμορφη προοπτική αντικατάστασης του χάλκινου καλωδίου και του ενσύρματου ομοαξονικού καλωδίου από το οπτικό καλώδιο, το τηλέφωνο, την καλωδιακή τηλεόραση και την τριπλή αναπαραγωγή δεδομένων ευρυζωνικών δεδομένων γίνεται ξεκάθαρη.
Εικόνα 1: Τοπολογία PON
Το παθητικό οπτικό δίκτυο PON (Passive Optical Network) είναι η κύρια τεχνολογία για την υλοποίηση της ίνας FTTH στο σπίτι, παρέχοντας πρόσβαση σε ίνες από σημείο σε πολλαπλά σημεία, όπως φαίνεται στο σχήμα 1, είναι το OLT (τερματικό οπτικής γραμμής) και η πλευρά χρήστη του πλευρά γραφείου.Το ONU (Οπτική Μονάδα Δικτύου) και το ODN (Οπτικό Δίκτυο Διανομής) αποτελούνται. Γενικά, η κατερχόμενη ζεύξη υιοθετεί τη λειτουργία εκπομπής TDM και η ανοδική ζεύξη υιοθετεί τη λειτουργία TDMA (Πολλαπλή Πρόσβαση Διαίρεσης Χρόνου) για να σχηματίσει μια τοπολογία δέντρου από σημείο σε πολλαπλά σημεία .Το μεγαλύτερο χαρακτηριστικό του PON ως τεχνολογίας οπτικής πρόσβασης είναι η «παθητική».Το ODN δεν περιέχει ενεργές ηλεκτρονικές συσκευές και ηλεκτρονικά τροφοδοτικά.Όλα αποτελούνται από παθητικά εξαρτήματα όπως διαχωριστές, τα οποία έχουν χαμηλό κόστος διαχείρισης και λειτουργίας.
Ιστορικό Ανάπτυξης PON
Η έρευνα για την τεχνολογία PON ξεκίνησε το 1995. Τον Οκτώβριο του 1998, η ITU υιοθέτησε το πρότυπο τεχνολογίας PON που βασίζεται σε ATM, G, που υποστηρίζεται από τον οργανισμό FSAN (δίκτυο πρόσβασης πλήρους υπηρεσίας).983. Γνωστό και ως BPON (BroadbandPON).Ο ρυθμός είναι 155Mbps και μπορεί προαιρετικά να υποστηρίξει 622Mbps.
Η EFMA (Ethernetin the First Mile Alliance) εισήγαγε την έννοια του Ethernet-PON (EPON) στα τέλη του 2000 με ρυθμό μετάδοσης 1 Gbps και ένα επίπεδο σύνδεσης που βασίζεται σε μια απλή ενθυλάκωση Ethernet.
Το GPON (Gigabit-CapablePON) προτάθηκε από τον οργανισμό FSAN τον Σεπτέμβριο του 2002 και η ITU υιοθέτησε τη συμφωνία G τον Μάρτιο του 2003. 984. 1 και G. 984. 2.Ζ. 984.1 Καθορίζονται τα συνολικά χαρακτηριστικά του συστήματος πρόσβασης GPON.G.984. 2 καθορίζει το υποστρώμα που σχετίζεται με τη φυσική διανομή του ODN (Optical Distribution Network) του GPON. Τον Ιούνιο του 2004, η ITU πέρασε ξανά το G.984. 3, το οποίο καθορίζει τις απαιτήσεις για το επίπεδο Σύγκλισης Μετάδοσης (TC).
Σύγκριση προϊόντων EPON και GPON
Το EPON και το GPON είναι τα δύο κύρια μέλη της πρόσβασης στο οπτικό δίκτυο, το καθένα με τα δικά του πλεονεκτήματα, ανταγωνίζονται μεταξύ τους, αλληλοσυμπληρώνονται και μαθαίνουν το ένα από το άλλο.Τα παρακάτω τα συγκρίνουν από διάφορες απόψεις:
Τιμή
Το EPON παρέχει σταθερή ανερχόμενη και κατερχόμενη ζεύξη 1,25 Gbps, χρησιμοποιώντας κωδικοποίηση γραμμής 8b/10b και ο πραγματικός ρυθμός είναι 1 Gbps.
Το GPON υποστηρίζει πολλαπλούς βαθμούς ταχύτητας και μπορεί να υποστηρίξει ασύμμετρες ταχύτητες ανερχόμενης και κατερχόμενης ζεύξης, 2,5Gbps ή 1,25Gbps κατάντη και 1,25Gbps ή 622Mbps uplink.Σύμφωνα με την πραγματική ζήτηση, προσδιορίζονται οι ρυθμοί ανερχόμενης και κατερχόμενης ζεύξης και επιλέγονται οι αντίστοιχες οπτικές μονάδες για να αυξηθεί η αναλογία τιμής ταχύτητας οπτικής συσκευής.
Αυτό το συμπέρασμα: Το GPON είναι καλύτερο από το EPON.
Αναλογία διαίρεσης
Η αναλογία διαχωρισμού είναι πόσα ONU (χρήστες) μεταφέρονται από μία θύρα OLT (γραφείο).
Το πρότυπο EPON ορίζει μια αναλογία διαχωρισμού 1:32.
Το πρότυπο GPON ορίζει την αναλογία διαχωρισμού στο ακόλουθο 1:32.1:64;1:128
Στην πραγματικότητα, τα τεχνικά συστήματα EPON μπορούν επίσης να επιτύχουν υψηλότερους λόγους διαχωρισμού, όπως 1:64, 1:128, το πρωτόκολλο ελέγχου EPON μπορεί να υποστηρίξει περισσότερα ONU. Η αναλογία δρόμου περιορίζεται κυρίως από τις προδιαγραφές απόδοσης της οπτικής μονάδας και τη μεγάλη διάσπαση αναλογία θα προκαλέσει το κόστος της οπτικής μονάδας να αυξηθεί σημαντικά.Επιπλέον, η απώλεια εισαγωγής PON είναι 15 έως 18 dB και ο μεγάλος λόγος διαχωρισμού μειώνει την απόσταση μετάδοσης.Το υπερβολικό εύρος ζώνης κοινής χρήσης χρηστών είναι επίσης το κόστος της μεγάλης αναλογίας διαχωρισμού.
Αυτό το συμπέρασμα: Το GPON παρέχει πολλαπλή επιλεκτικότητα, αλλά το κόστος δεν είναι προφανές.Η μέγιστη φυσική απόσταση που μπορεί να υποστηρίξει το σύστημα GPON.Όταν η αναλογία οπτικού διαχωρισμού είναι 1:16, θα πρέπει να υποστηρίζεται η μέγιστη φυσική απόσταση των 20 km.Όταν η αναλογία οπτικού διαχωρισμού είναι 1:32, θα πρέπει να υποστηρίζεται η μέγιστη φυσική απόσταση των 10 km.Η ΕΠΟΝ είναι η ίδια,αυτό το συμπέρασμα: ίσο.
QOS (Ποιότητα υπηρεσίας)
Το EPON προσθέτει ένα MPCP (πρωτόκολλο ελέγχου πολλών σημείων) 64 byte στην κεφαλίδα Ethernet της κεφαλίδας MAC. Το MPCP ελέγχει την πρόσβαση στην τοπολογία P2MP από σημείο σε πολλαπλό σημείο μέσω μηνυμάτων, μηχανών κατάστασης και χρονόμετρων για την υλοποίηση της δυναμικής κατανομής εύρους ζώνης DBA. Το MPCP περιλαμβάνει την κατανομή χρονοθυρίδων μετάδοσης ONU, αυτόματη ανακάλυψη και σύνδεση ONU και αναφορά συμφόρησης σε υψηλότερα επίπεδα για δυναμική κατανομή εύρους ζώνης. Το MPCP παρέχει βασική υποστήριξη για την τοπολογία P2MP.Ωστόσο, το πρωτόκολλο δεν ταξινομεί τις προτεραιότητες της υπηρεσίας.Όλες οι υπηρεσίες ανταγωνίζονται τυχαία για το εύρος ζώνης.Το GPON διαθέτει πιο ολοκληρωμένο DBA και εξαιρετικές δυνατότητες εξυπηρέτησης QoS.
Το GPON διαιρεί τη μέθοδο εκχώρησης εύρους ζώνης υπηρεσίας σε τέσσερις τύπους.Η υψηλότερη προτεραιότητα είναι σταθερή (Fixed), Assured, Non-Assured και BestEffort.Το DBA ορίζει περαιτέρω ένα κοντέινερ κίνησης (T-CONT) ως μονάδα προγραμματισμού κίνησης ανερχόμενης ζεύξης και κάθε T-CONT προσδιορίζεται από ένα Alloc-ID.Κάθε T-CONT μπορεί να περιέχει ένα ή περισσότερα GEMPort-ID. Το T-CONT χωρίζεται σε πέντε τύπους υπηρεσιών.Διαφορετικοί τύποι T-CONT έχουν διαφορετικούς τρόπους κατανομής εύρους ζώνης, οι οποίοι μπορούν να ικανοποιήσουν διαφορετικές απαιτήσεις QoS διαφορετικών ροών υπηρεσίας για καθυστέρηση, jitter και ρυθμό απώλειας πακέτων. Ο τύπος T-CONT 1 χαρακτηρίζεται από ένα σταθερό εύρος ζώνης, που αντιστοιχεί σε μια κατανομή σταθερού εύρους ζώνης (Σταθερή), κατάλληλη για υπηρεσίες ευαίσθητες σε καθυστερήσεις, όπως υπηρεσίες φωνής.Ο τύπος 2 χαρακτηρίζεται από σταθερό εύρος ζώνης αλλά απροσδιόριστο χρονικό διάστημα.Η αντίστοιχη κατανομή εγγυημένου εύρους ζώνης (Assured) είναι κατάλληλη για υπηρεσίες σταθερού εύρους ζώνης που δεν απαιτούν υψηλό jitter, όπως υπηρεσίες βίντεο κατ' απαίτηση.Ο τύπος 3 χαρακτηρίζεται από εγγύηση ελάχιστου εύρους ζώνης και δυναμικό μοίρασμα πλεονάζοντος εύρους ζώνης και έχει τον περιορισμό του μέγιστου εύρους ζώνης, που αντιστοιχεί στην κατανομή μη εξασφαλισμένου εύρους ζώνης (Μη Εξασφαλισμένο), κατάλληλο για υπηρεσίες με απαιτήσεις εγγύησης υπηρεσιών και μεγάλη κίνηση ριπής.Όπως το downloading business.Type 4 χαρακτηρίζεται από BestEffort, χωρίς εγγύηση εύρους ζώνης, κατάλληλο για υπηρεσίες με χαμηλό λανθάνοντα χρόνο και απαιτήσεις jitter, όπως η υπηρεσία περιήγησης WEB.Ο τύπος 5 είναι ένας τύπος συνδυασμού, μετά την κατανομή εγγυημένου και μη εγγυημένου εύρους ζώνης, επιπλέον Οι απαιτήσεις εύρους ζώνης κατανέμονται όσο το δυνατόν καλύτερα.
Συμπέρασμα: Το GPON είναι καλύτερο από το EPON
Λειτουργία και συντήρηση OAM
Το EPON δεν δίνει ιδιαίτερη σημασία στο OAM, αλλά απλώς ορίζει την ένδειξη απομακρυσμένου σφάλματος ONT, την παρακολούθηση βρόχου και σύνδεσης και είναι προαιρετική υποστήριξη.
Το GPON ορίζει το PLOAM (PhysicalLayerOAM) στο φυσικό επίπεδο και το OMCI (ONTManagementandControlInterface) ορίζεται στο ανώτερο επίπεδο για την εκτέλεση διαχείρισης OAM σε πολλαπλά επίπεδα. Το PLOAM χρησιμοποιείται για την εφαρμογή κρυπτογράφησης δεδομένων, ανίχνευσης κατάστασης και παρακολούθησης σφαλμάτων.Το πρωτόκολλο καναλιού OMCI χρησιμοποιείται για τη διαχείριση των υπηρεσιών που ορίζονται από το ανώτερο επίπεδο, συμπεριλαμβανομένου του συνόλου παραμέτρων λειτουργίας του ONU, του τύπου και της ποσότητας της υπηρεσίας T-CONT, των παραμέτρων QoS, των πληροφοριών διαμόρφωσης αιτήματος και των στατιστικών απόδοσης και ειδοποιεί αυτόματα τα συμβάντα που εκτελούνται του συστήματος για να εφαρμόσει τη διαμόρφωση του OLT στο ONT.Διαχείριση διάγνωσης βλαβών, απόδοσης και ασφάλειας.
Συμπέρασμα: Το GPON είναι καλύτερο από το EPON
Ενθυλάκωση επιπέδου σύνδεσης και υποστήριξη πολλαπλών υπηρεσιών
Όπως φαίνεται στο Σχήμα 2, το EPON ακολουθεί μια απλή μορφή δεδομένων Ethernet, αλλά προσθέτει ένα πρωτόκολλο ελέγχου MPCP 64-byte από σημείο σε πολλαπλό σημείο στην κεφαλίδα Ethernet για την υλοποίηση της κατανομής εύρους ζώνης, του κυκλικού εύρους ζώνης και της αυτόματης ανακάλυψης στο σύστημα EPON.Εκτροφή και άλλες εργασίες.Δεν υπάρχει πολλή έρευνα για την υποστήριξη υπηρεσιών εκτός από υπηρεσίες δεδομένων (όπως οι υπηρεσίες συγχρονισμού TDM).Πολλοί προμηθευτές EPON έχουν αναπτύξει ορισμένα μη τυποποιημένα προϊόντα για να λύσουν αυτό το πρόβλημα, αλλά δεν είναι ιδανικά και είναι δύσκολο να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις QoS κατηγορίας φορέα.
Εικόνα 2: Σύγκριση στοίβων πρωτοκόλλων GPON και EPON
Το GPON βασίζεται στο εντελώς νέο επίπεδο σύγκλισης μεταφορών (TC), το οποίο μπορεί να ολοκληρώσει την προσαρμογή υπηρεσιών πολυμορφίας υψηλού επιπέδου.Όπως φαίνεται στο Σχήμα 2, ορίζει την ενθυλάκωση ATM και την ενθυλάκωση GFP (γενικό πρωτόκολλο πλαισίωσης).Μπορείτε να επιλέξετε και τα δύο.Το ένα είναι για επιχειρηματική ενθυλάκωση.Λόγω της τρέχουσας δημοτικότητας των εφαρμογών ATM, είναι διαθέσιμο ένα GPON που υποστηρίζει μόνο ενθυλάκωση GFP.Η συσκευή lite δημιουργήθηκε, αφαιρώντας το ATM από τη στοίβα πρωτοκόλλων για μείωση του κόστους.
Το GFP είναι μια γενική διαδικασία επιπέδου σύνδεσης για πολλαπλές υπηρεσίες, που ορίζεται από την ITU ως G. 7041. Έγινε ένας μικρός αριθμός τροποποιήσεων στο GFP στο GPON και το PortID εισήχθη στην κορυφή του πλαισίου GFP για να υποστηρίζει την πολυπλεξία πολλαπλών θυρών.Μια ένδειξη τμηματοποίησης Frag (Fragment) εισάγεται επίσης για να αυξηθεί το αποτελεσματικό εύρος ζώνης του συστήματος.Και υποστηρίζει μόνο τη λειτουργία επεξεργασίας δεδομένων για δεδομένα μεταβλητού μήκους και δεν υποστηρίζει τη διαφανή λειτουργία επεξεργασίας δεδομένων για μπλοκ δεδομένων.Το GPON έχει ισχυρή ικανότητα μεταφοράς πολλαπλών υπηρεσιών.Το επίπεδο TC του GPON είναι ουσιαστικά σύγχρονο, χρησιμοποιώντας τυπικά 8 kHz (125μm) καρέ σταθερού μήκους, που επιτρέπει στο GPON να υποστηρίζει τον χρονισμό από άκρο σε άκρο και άλλες σχεδόν σύγχρονες υπηρεσίες, ειδικά για την άμεση υποστήριξη υπηρεσιών TDM, το λεγόμενο NativeTDM.Το GPON έχει «φυσική» υποστήριξη για υπηρεσίες TDM.
Αυτό το συμπέρασμα: Το επίπεδο TC που υποστηρίζει GPON για πολλές υπηρεσίες είναι ισχυρότερο από το MPCP του EPON.
συμπέρασμα
Το EPON και το GPON έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα.Το GPON είναι καλύτερο από το EPON όσον αφορά τους δείκτες απόδοσης.Ωστόσο, η ΕΠΟΝ έχει το πλεονέκτημα του χρόνου και του κόστους.Το GPON πλησιάζει.Το να προσβλέπουμε στη μελλοντική αγορά ευρυζωνικής πρόσβασης μπορεί να μην είναι αντικατάσταση, θα πρέπει να είναι συμπληρωματικό.Για εύρος ζώνης, πολλαπλές υπηρεσίες, υψηλές απαιτήσεις QoS και ασφάλεια και τεχνολογία ATM ως βασικός πελάτης, το GPON θα είναι πιο κατάλληλο.Για πελάτες με χαμηλό κόστος ευαισθησίας, QoS και απαιτήσεις ασφάλειας, το EPON έχει γίνει ο κυρίαρχος παράγοντας.