¿Qué es PON?La tecnología de acceso a banda ancha está en auge y está destinada a convertirse en un campo de batalla donde el humo nunca se disipará.En la actualidad, la corriente principal nacional sigue siendo la tecnología ADSL, pero cada vez más fabricantes y operadores de equipos han centrado su atención en la tecnología de acceso a redes ópticas.
Los precios del cobre siguen aumentando, los precios del cable siguen bajando y la creciente demanda de servicios de IPTV y videojuegos está impulsando el crecimiento de FTTH.Se hace evidente la hermosa perspectiva de sustituir el cable de cobre y el cable coaxial alámbrico por el cable óptico, el teléfono, la televisión por cable y el triple play de datos de banda ancha.
Figura 1: topología PON
La red óptica pasiva PON (Passive Optical Network) es la principal tecnología para realizar fibra FTTH hasta el hogar, proporcionando acceso de fibra punto a multipunto, como se muestra en la Figura 1, es el OLT (terminal de línea óptica) y el lado del usuario de la lado de la oficina.La ONU (Unidad de red óptica) y la ODN (Red de distribución óptica) están compuestas. Generalmente, el enlace descendente adopta el modo de transmisión TDM y el enlace ascendente adopta el modo TDMA (Acceso múltiple por división de tiempo) para formar una topología de árbol punto a multipunto. .Lo más destacado de PON como tecnología de acceso óptico es “pasivo”.El ODN no contiene dispositivos electrónicos activos ni fuentes de alimentación electrónicas.Todos ellos están compuestos por componentes pasivos como splitters, que tienen bajos costes de gestión y operación.
Historia del desarrollo de PON
La investigación de la tecnología PON se originó en 1995. En octubre de 1998, la UIT adoptó el estándar de tecnología PON basado en ATM, G, defendido por la organización FSAN (red de acceso de servicio completo).983. También conocido como BPON (BroadbandPON).La velocidad es de 155 Mbps y, opcionalmente, puede admitir 622 Mbps.
EFMA (Ethernetin the First Mile Alliance) introdujo el concepto de Ethernet-PON (EPON) a finales del año 2000 con una velocidad de transmisión de 1 Gbps y una capa de enlace basada en una simple encapsulación Ethernet.
GPON (Gigabit-CapablePON) fue propuesto por la organización FSAN en septiembre de 2002, y la UIT adoptó en marzo de 2003 los acuerdos G. 984. 1 y G. 984. 2.G.984.1 Se especifican las características generales del sistema de acceso GPON.G.984. 2 especifica la subcapa relacionada con la distribución física de la ODN (Red de distribución óptica) de GPON. En junio de 2004, la UIT aprobó G nuevamente.984. 3, que especifica los requisitos para la capa de Convergencia de Transmisión (TC).
Comparación de productos EPON y GPON
EPON y GPON son los dos miembros principales del acceso a la red óptica, cada uno con sus propios méritos, compitiendo entre sí, complementándose y aprendiendo unos de otros.A continuación se comparan en varios aspectos:
Tasa
EPON proporciona enlace ascendente y descendente fijo de 1,25 Gbps, utilizando codificación de línea 8b/10b, y la velocidad real es de 1 Gbps.
GPON admite múltiples grados de velocidad y puede admitir velocidades asimétricas de enlace ascendente y descendente, 2,5 Gbps o 1,25 Gbps de bajada y 1,25 Gbps o 622 Mbps de enlace ascendente.De acuerdo con la demanda real, se determinan las tarifas de enlace ascendente y descendente, y se seleccionan los módulos ópticos correspondientes para aumentar la relación de precio de velocidad del dispositivo óptico.
Esta conclusión: GPON es mejor que EPON.
Relación de división
La relación de división es la cantidad de ONU (usuarios) que transporta un puerto OLT (oficina).
El estándar EPON define una relación de división de 1:32.
El estándar GPON define la relación de división en el siguiente 1:32;1:64;1:128
De hecho, los sistemas técnicos EPON también pueden lograr relaciones de división más altas, como 1:64, 1:128, el protocolo de control EPON puede admitir más ONU. La relación de carretera está limitada principalmente por las especificaciones de rendimiento del módulo óptico y la gran división. La relación hará que el costo del módulo óptico aumente significativamente.Además, la pérdida de inserción de PON es de 15 a 18 dB y la gran relación de división reduce la distancia de transmisión.Demasiado usuario compartiendo ancho de banda también es el costo de la gran proporción de división.
Esta conclusión: GPON proporciona selectividad múltiple, pero la consideración de costos no es obvia.La distancia física máxima que puede soportar el sistema GPON.Cuando la relación de división óptica es 1:16, se debe admitir la distancia física máxima de 20 km.Cuando la relación de división óptica es 1:32, se debe admitir la distancia física máxima de 10 km.EPON es el mismo,esta conclusión: igual.
QOS (calidad de servicio)
EPON agrega un MPCP (protocolo de control multipunto) de 64 bytes al encabezado Ethernet del encabezado MAC. MPCP controla el acceso a la topología punto a multipunto P2MP a través de mensajes, máquinas de estado y temporizadores para implementar la asignación dinámica de ancho de banda DBA. El MPCP implica el asignación de intervalos de tiempo de transmisión de ONU, descubrimiento automático y unión de ONU e informe de congestión a capas superiores para asignar dinámicamente ancho de banda. MPCP proporciona soporte básico para la topología P2MP.Sin embargo, el protocolo no clasifica las prioridades del servicio.Todos los servicios compiten aleatoriamente por el ancho de banda.GPON tiene un DBA más completo y excelentes capacidades de servicio QoS.
GPON divide el método de asignación de ancho de banda del servicio en cuatro tipos.La prioridad más alta es fija (Fija), Asegurada, No asegurada y BestEffort.El DBA define además un contenedor de tráfico (T-CONT) como una unidad de programación de tráfico de enlace ascendente, y cada T-CONT se identifica mediante un Alloc-ID.Cada T-CONT puede contener uno o más GEMPort-ID. T-CONT se divide en cinco tipos de servicios.Los diferentes tipos de T-CONT tienen diferentes modos de asignación de ancho de banda, que pueden cumplir diferentes requisitos de QoS de diferentes flujos de servicio en cuanto a retardo, fluctuación y tasa de pérdida de paquetes. El T-CONT Tipo 1 se caracteriza por un intervalo de tiempo fijo de ancho de banda fijo, correspondiente a una asignación de ancho de banda fijo (Fixed), adecuada para servicios sensibles al retraso, como los servicios de voz.El tipo 2 se caracteriza por un ancho de banda fijo pero un intervalo de tiempo indeterminado.La correspondiente asignación de ancho de banda garantizado (Assured) es adecuada para servicios de ancho de banda fijo que no requieren una gran fluctuación, como los servicios de vídeo bajo demanda.El tipo 3 se caracteriza por una garantía mínima de ancho de banda y un intercambio dinámico de ancho de banda redundante, y tiene la restricción de un ancho de banda máximo, correspondiente a la asignación de ancho de banda no asegurado (Non-Assured), adecuado para servicios con requisitos de garantía de servicio y grandes ráfagas de tráfico.Como descargas comerciales. El tipo 4 se caracteriza por BestEffort, sin garantía de ancho de banda, adecuado para servicios con requisitos de baja latencia y fluctuación, como el servicio de navegación WEB.El tipo 5 es un tipo combinado. Después de asignar ancho de banda garantizado y no garantizado, los requisitos de ancho de banda adicionales se asignan lo mejor posible.
Conclusión: GPON es mejor que EPON
Operar y mantener OAM
EPON no tiene demasiada consideración para OAM, sino que simplemente define la indicación de falla remota de ONT, el loopback y el monitoreo de enlace, y es soporte opcional.
GPON define PLOAM (PhysicalLayerOAM) en la capa física y OMCI (ONTManagementandControlInterface) se define en la capa superior para realizar la gestión OAM en múltiples niveles. PLOAM se utiliza para implementar cifrado de datos, detección de estado y monitoreo de errores.El protocolo de canal OMCI se utiliza para gestionar los servicios definidos por la capa superior, incluido el conjunto de parámetros de función de la ONU, el tipo y cantidad del servicio T-CONT, los parámetros de QoS, la información de configuración de la solicitud y las estadísticas de rendimiento, y Notificar automáticamente los eventos en ejecución del sistema para implementar la configuración de la OLT a la ONT.Gestión del diagnóstico de fallas, desempeño y seguridad.
Conclusión: GPON es mejor que EPON
Encapsulación de capa de enlace y soporte multiservicio
Como se muestra en la Figura 2, EPON sigue un formato de datos Ethernet simple, pero agrega un protocolo de control punto a multipunto MPCP de 64 bytes al encabezado Ethernet para implementar la asignación de ancho de banda, el round-robin de ancho de banda y el descubrimiento automático en el sistema EPON.Trabajos de rango y otros.No hay mucha investigación sobre el soporte de servicios distintos de los de datos (como los servicios de sincronización TDM).Muchos proveedores de EPON han desarrollado algunos productos no estándar para resolver este problema, pero no son ideales y es difícil cumplir con los requisitos de QoS de clase portadora.
Figura 2: Comparación de pilas de protocolos GPON y EPON
GPON se basa en una capa de convergencia de transporte (TC) completamente nueva, que puede completar la adaptación de servicios de diversidad de alto nivel.Como se muestra en la Figura 2, define la encapsulación ATM y la encapsulación GFP (protocolo de entramado general).Puedes elegir ambos.Uno es para la encapsulación empresarial.En vista de la popularidad actual de las aplicaciones ATM, está disponible un GPON que solo admite la encapsulación GFP.Nació el dispositivo ligero, que eliminó el cajero automático de la pila de protocolos para reducir costos.
GFP es un procedimiento de capa de enlace genérico para múltiples servicios, definido por la UIT como G. 7041. Se realizó una pequeña cantidad de modificaciones a GFP en GPON y se introdujo PortID al principio de la trama GFP para admitir la multiplexación multipuerto.También se introduce una indicación de segmentación Frag (Fragmento) para aumentar el ancho de banda efectivo del sistema.Y solo admite el modo de procesamiento de datos para datos de longitud variable y no admite el modo de procesamiento transparente de datos para bloques de datos.GPON tiene una potente capacidad de carga multiservicio.La capa TC de GPON es esencialmente síncrona y utiliza el estándar 8 kHz (125μm) tramas de longitud fija, que permiten a GPON soportar temporización de extremo a extremo y otros servicios cuasi síncronos, especialmente para soportar directamente servicios TDM, los llamados NativeTDM.GPON tiene soporte “natural” para servicios TDM.
Esta conclusión: la capa TC que soporta GPON para multiservicio es más fuerte que el MPCP de EPON.
Conclusión
EPON y GPON tienen sus propias ventajas.GPON es mejor que EPON en términos de indicadores de rendimiento.Sin embargo, EPON tiene la ventaja de tiempo y costo.GPON se está poniendo al día.De cara al futuro, el mercado de acceso a la banda ancha tal vez no sea un sustituto, sino que debería ser complementario.Para ancho de banda, multiservicio, alta QoS y requisitos de seguridad, y tecnología ATM como cliente principal, GPON será más adecuado.Para los clientes con baja sensibilidad a los costos, QoS y requisitos de seguridad, EPON se ha convertido en el factor dominante.