Qu’est-ce que PON ?La technologie d’accès à large bande connaît un essor considérable et est vouée à devenir un champ de bataille où la fumée ne se dissipera jamais.À l'heure actuelle, la technologie ADSL reste la technologie dominante au pays, mais de plus en plus de fabricants d'équipements et d'opérateurs se tournent vers la technologie d'accès aux réseaux optiques.
Les prix du cuivre continuent d'augmenter, les prix du câble continuent de baisser et la demande croissante de services de télévision sur IP et de jeux vidéo stimule la croissance du FTTH.La belle perspective de remplacer le câble en cuivre et le câble coaxial filaire par le câble optique, le téléphone, la télévision par câble et le triple play de données à large bande devient claire.
Figure 1 : Topologie PON
Le réseau optique passif PON (Passive Optical Network) est la principale technologie permettant de réaliser la fibre FTTH jusqu'à la maison, fournissant un accès fibre point à multipoint, comme le montre la figure 1, il s'agit de l'OLT (terminal de ligne optique) et du côté utilisateur du côté bureau.L'ONU (Optical Network Unit) et l'ODN (Optical Distribution Network) sont composés. Généralement, la liaison descendante adopte le mode de diffusion TDM et la liaison montante adopte le mode TDMA (Time Division Multiple Access) pour former une topologie arborescente point à multipoint. Le plus grand point fort de PON en tant que technologie d'accès optique est « passif ».L'ODN ne contient aucun appareil électronique actif ni alimentation électronique.Tous sont composés de composants passifs tels que des répartiteurs, qui ont de faibles coûts de gestion et d'exploitation.
Historique du développement de PON
La recherche sur la technologie PON a débuté en 1995. En octobre 1998, l'UIT a adopté la norme technologique PON basée sur ATM, G, préconisée par l'organisation FSAN (réseau d'accès à service complet).983. Également connu sous le nom de BPON (BroadbandPON).Le débit est de 155 Mbps et peut éventuellement prendre en charge 622 Mbps.
L'EFMA (Ethernetin the First Mile Alliance) a introduit fin 2000 le concept d'Ethernet-PON (EPON) avec un débit de transmission de 1 Gbps et une couche liaison basée sur une simple encapsulation Ethernet.
GPON (Gigabit-CapablePON) a été proposé par l'organisation FSAN en septembre 2002, et l'UIT a adopté les accords G en mars 2003. 984. 1 et G. 984. 2.G. 984.1 Les caractéristiques globales du système d'accès GPON sont spécifiées.G.984.2 spécifie la sous-couche liée à la distribution physique de l'ODN (réseau de distribution optique) de GPON. En juin 2004, l'UIT a de nouveau adopté G.984. 3, qui spécifie les exigences relatives à la couche Transmission Convergence (TC).
Comparaison des produits EPON et GPON
EPON et GPON sont les deux principaux membres de l'accès au réseau optique, chacun avec ses propres mérites, se faisant concurrence, se complétant et apprenant l'un de l'autre.Ce qui suit les compare sous divers aspects :
Taux
EPON fournit une liaison montante et descendante fixe de 1,25 Gbit/s, en utilisant un codage de ligne 8b/10b, et le débit réel est de 1 Gbit/s.
GPON prend en charge plusieurs niveaux de vitesse et peut prendre en charge des vitesses asymétriques de liaison montante et descendante, 2,5 Gbit/s ou 1,25 Gbit/s en aval et 1,25 Gbit/s ou liaison montante 622 Mbps.En fonction de la demande réelle, les tarifs de liaison montante et descendante sont déterminés et les modules optiques correspondants sont sélectionnés pour augmenter le rapport vitesse-prix du dispositif optique.
Cette conclusion : GPON est meilleur que EPON.
Rapport de division
Le rapport de répartition correspond au nombre d'ONU (utilisateurs) transportées par un port OLT (bureau).
La norme EPON définit un rapport de partage de 1:32.
La norme GPON définit le rapport de division comme suit : 1:32 ;1:64 ;1:128
En fait, les systèmes techniques EPON peuvent également atteindre des rapports de répartition plus élevés, tels que 1:64, 1:128, le protocole de contrôle EPON peut prendre en charge plus d'ONU. Le rapport routier est principalement limité par les spécifications de performances du module optique et la grande répartition. Le rapport entraînera une augmentation significative du coût du module optique.De plus, la perte d'insertion PON est de 15 à 18 dB et le rapport de division élevé réduit la distance de transmission.Trop de bande passante partagée par les utilisateurs constitue également le coût du ratio de partage élevé.
Cette conclusion : GPON offre une sélectivité multiple, mais la considération en matière de coût n'est pas évidente.La distance physique maximale que le système GPON peut prendre en charge.Lorsque le rapport de division optique est de 1:16, la distance physique maximale de 20 km doit être prise en charge.Lorsque le rapport de division optique est de 1:32, la distance physique maximale de 10 km doit être prise en charge.EPON est le même,cette conclusion : égale.
QOS (Qualité de Service)
EPON ajoute un MPCP (protocole de contrôle multipoint) de 64 octets à l'en-tête Ethernet de l'en-tête MAC. MPCP contrôle l'accès à la topologie point à multipoint P2MP via des messages, des machines à états et des minuteries pour mettre en œuvre l'allocation dynamique de bande passante DBA. Le MPCP implique le allocation des créneaux horaires de transmission ONU, découverte et adhésion automatiques des ONU et rapport de congestion aux couches supérieures pour allouer dynamiquement la bande passante. MPCP fournit une prise en charge de base pour la topologie P2MP.Cependant, le protocole ne classe pas les priorités des services.Tous les services se disputent aléatoirement la bande passante.GPON dispose d'un DBA plus complet et d'excellentes capacités de service QoS.
GPON divise la méthode d'allocation de bande passante de service en quatre types.La priorité la plus élevée est fixe (Fixed), Assured, Non-Assured et BestEffort.Le DBA définit en outre un conteneur de trafic (T-CONT) en tant qu'unité de planification du trafic de liaison montante, et chaque T-CONT est identifié par un Alloc-ID.Chaque T-CONT peut contenir un ou plusieurs GEMPort-ID. T-CONT est divisé en cinq types de services.Différents types de T-CONT ont différents modes d'allocation de bande passante, qui peuvent répondre à différentes exigences de QoS de différents flux de service en termes de retard, de gigue et de taux de perte de paquets. Le T-CONT Type 1 est caractérisé par un intervalle de temps fixe à bande passante fixe, correspondant à une allocation de bande passante fixe (Fixed), adaptée aux services sensibles au retard, tels que les services vocaux.Le type 2 se caractérise par une bande passante fixe mais une tranche horaire indéterminée.L'allocation de bande passante garantie (Assurée) correspondante convient aux services de bande passante fixe qui ne nécessitent pas de gigue élevée, tels que les services de vidéo à la demande.Le type 3 se caractérise par une garantie de bande passante minimale et un partage dynamique de bande passante redondante, et a la contrainte de bande passante maximale, correspondant à une allocation de bande passante non assurée (non assurée), adaptée aux services avec des exigences de garantie de service et un trafic en rafales important.Tel que le téléchargement, le type 4 se caractérise par BestEffort, aucune garantie de bande passante, adapté aux services avec de faibles exigences de latence et de gigue, tels que le service de navigation WEB.Le type 5 est un type combiné, après avoir alloué une bande passante garantie et non garantie, les besoins supplémentaires en bande passante sont alloués au mieux.
Conclusion : GPON est meilleur que EPON
Exploiter et maintenir OAM
EPON ne prend pas trop en compte l'OAM, mais définit simplement l'indication de défaut à distance ONT, le bouclage et la surveillance des liaisons, et constitue une prise en charge facultative.
GPON définit PLOAM (PhysicalLayerOAM) au niveau de la couche physique et OMCI (ONTManagementandControlInterface) est défini au niveau de la couche supérieure pour effectuer la gestion OAM à plusieurs niveaux. PLOAM est utilisé pour mettre en œuvre le cryptage des données, la détection d'état et la surveillance des erreurs.Le protocole de canal OMCI est utilisé pour gérer les services définis par la couche supérieure, y compris l'ensemble de paramètres de fonction de l'ONU, le type et la quantité du service T-CONT, les paramètres de QoS, les informations de configuration de demande et les statistiques de performances, et notifier automatiquement les événements en cours du système pour mettre en œuvre la configuration de l'OLT à l'ONT.Gestion du diagnostic des pannes, des performances et de la sécurité.
Conclusion : GPON est meilleur que EPON
Encapsulation de la couche liaison et prise en charge multiservice
Comme le montre la figure 2, EPON suit un format de données Ethernet simple, mais ajoute un protocole de contrôle point à multipoint MPCP de 64 octets à l'en-tête Ethernet pour mettre en œuvre l'allocation de bande passante, le tourniquet de bande passante et la découverte automatique dans le système EPON.Télémétrie et autres travaux.Il n'existe pas beaucoup de recherches sur la prise en charge de services autres que les services de données (tels que les services de synchronisation TDM).De nombreux fournisseurs EPON ont développé des produits non standard pour résoudre ce problème, mais ils ne sont pas idéaux et il est difficile de répondre aux exigences de qualité de service des opérateurs.
Figure 2 : Comparaison des piles de protocoles GPON et EPON
GPON est basé sur la toute nouvelle couche de convergence de transport (TC), qui peut compléter l'adaptation des services de diversité de haut niveau.Comme le montre la figure 2, il définit l'encapsulation ATM et l'encapsulation GFP (protocole de tramage général).Vous pouvez choisir les deux.L’un concerne l’encapsulation commerciale.Compte tenu de la popularité actuelle des applications ATM, un GPON prenant uniquement en charge l'encapsulation GFP est disponible.Le dispositif léger a vu le jour, supprimant l'ATM de la pile de protocoles pour réduire les coûts.
GFP est une procédure générique de couche liaison pour plusieurs services, définie par l'UIT comme G. 7041. Un petit nombre de modifications ont été apportées à GFP dans GPON, et PortID a été introduit en tête de la trame GFP pour prendre en charge le multiplexage multiport.Une indication de segmentation Frag (Fragment) est également introduite pour augmenter la bande passante effective du système.Et il ne prend en charge que le mode de traitement des données pour les données de longueur variable et ne prend pas en charge le mode de traitement transparent des données pour les blocs de données.GPON possède une puissante capacité de charge multiservice.La couche TC de GPON est essentiellement synchrone, utilisant la norme 8 kHz (125μm) des trames de longueur fixe, qui permettent à GPON de prendre en charge la synchronisation de bout en bout et d'autres services quasi-synchrones, en particulier pour prendre en charge directement les services TDM, appelés NativeTDM.GPON dispose d'un support « naturel » pour les services TDM.
Cette conclusion : la couche TC prenant en charge GPON pour le multiservice est plus puissante que le MPCP d'EPON.
Conclusion
EPON et GPON ont leurs propres avantages.GPON est meilleur qu'EPON en termes d'indicateurs de performance.Cependant, EPON présente l’avantage du temps et du coût.GPON rattrape son retard.Dans l'attente du futur marché de l'accès au haut débit, il se peut qu'il ne soit pas un remplacement, il devrait être complémentaire.Pour les exigences de bande passante, multiservices, de qualité de service et de sécurité élevées, ainsi que la technologie ATM en tant que client principal, GPON sera plus adapté.Pour les clients ayant des exigences de faible sensibilité aux coûts, de QoS et de sécurité, EPON est devenu le facteur dominant.