ポンって何ですか？ブロードバンド アクセス技術は急速に進歩しており、煙が消えることのない戦場になることが運命づけられています。現在、国内の主流は依然としてADSL技術ですが、光ネットワークアクセス技術に注目する機器メーカーや通信事業者が増えています。
銅価格は上昇し続け、ケーブル価格は下落し続けており、IPTV およびビデオ ゲーム サービスの需要の高まりが FTTH の成長を推進しています。銅ケーブルと有線同軸ケーブルを光ケーブル、電話、ケーブルテレビ、ブロードバンドデータのトリプルプレイに置き換えるという素晴らしい展望が明らかになりました。
図 1: PON トポロジ
PON (Passive Optical Network) パッシブ光ネットワークは、家庭への FTTH ファイバーを実現する主要なテクノロジーであり、ポイントツーマルチポイントのファイバー アクセスを提供します。図 1 に示すように、OLT (光回線端末) とユーザー側の光ファイバー アクセスが提供されます。事務所側。ONU (Optical Network Unit) と ODN (Optical Distribution Network) で構成されます。一般に、ダウンリンクは TDM ブロードキャスト モードを採用し、アップリンクは TDMA (Time Division Multiple Access) モードを採用して、ポイントツーマルチポイント ツリー トポロジを形成します。光アクセス技術としてのPONの最大の目玉は「パッシブ」です。ODN には、アクティブな電子デバイスや電子電源は含まれません。これらはすべてスプリッターなどの受動コンポーネントで構成されており、管理および運用コストが低くなります。
PON開発の歴史
PON 技術の研究は 1995 年に始まりました。1998 年 10 月に、ITU は FSAN 組織 (フル サービス アクセス ネットワーク) が提唱した ATM ベースの PON 技術標準 G を採用しました。983。BPON (BroadbandPON) とも呼ばれます。速度は 155Mbps で、オプションで 622Mbps をサポートできます。
EFMA (Ethernetin the First Mile Alliance) は、2000 年末に、1 Gbps の伝送速度と単純なイーサネット カプセル化に基づくリンク層を備えたイーサネット PON (EPON) の概念を導入しました。
GPON (Gigabit-CapablePON) は 2002 年 9 月に FSAN 組織によって提案され、ITU は 2003 年 3 月に G.984.1 および G.984.2 協定を採択しました。G. 984.1 GPON アクセス システムの全体的な特性が指定されています。984.2 は、GPON の ODN (Optical Distribution Network) の物理配信関連のサブレイヤを規定しています。2004 年 6 月に、ITU は G を再び通過させました。984.3 では、伝送コンバージェンス (TC) 層の要件が規定されています。
EPON製品とGPON製品の比較
EPON と GPON は光ネットワーク アクセスの 2 つの主要なメンバーであり、それぞれに独自の利点があり、互いに競合し、補完し合い、互いに学習します。以下では、さまざまな側面からそれらを比較します。
レート
EPON は、8b/10b ラインコーディングを使用して 1.25Gbps の固定アップリンクおよびダウンリンクを提供し、実際の速度は 1Gbps です。
GPON は複数のスピード グレードをサポートし、アップリンクとダウンリンクの非対称速度、ダウンストリーム 2.5 Gbps または 1.25 Gbps、アップリンク 1.25 Gbps または 622 Mbps をサポートできます。実際の需要に応じて、アップリンクおよびダウンリンクの速度が決定され、対応する光モジュールが選択されて、光デバイスの速度価格比が向上します。
結論としては、GPON は EPON よりも優れています。
スプリット比
分割率は、1 つの OLT ポート (局) で何台の ONU (ユーザー) を伝送するかを表します。
EPON 規格では、1:32 の分割比を定義しています。
GPON 規格では、分割比を次の 1:32 に定義しています。1:64;1:128
実際、技術的な EPON システムは、1:64、1:128 などのより高い分割比を達成することもできます。EPON 制御プロトコルは、より多くの ONU をサポートできます。道路比は主に光モジュールの性能仕様によって制限され、大きな分割この比率により、光モジュールのコストが大幅に上昇します。また、PONの挿入損失は15～18dBであり、分岐比が大きいため伝送距離が短くなります。ユーザーが帯域幅を共有しすぎると、大きな分割比のコストも発生します。
この結論は、GPON は複数の選択性を提供しますが、コストの考慮事項は明らかではありません。GPON システムがサポートできる最大物理距離。光分岐比が 1:16 の場合、最大物理距離 20km をサポートする必要があります。光分岐比が 1:32 の場合、最大物理距離 10km をサポートする必要があります。エポンも同様ですが、この結論は「平等」です。
QOS(サービス品質)
EPON は、MAC ヘッダーのイーサネット ヘッダーに 64 バイトの MPCP (マルチ ポイント コントロール プロトコル) を追加します。MPCP は、メッセージ、ステート マシン、タイマーを通じて P2MP ポイントツーマルチポイント トポロジへのアクセスを制御し、DBA の動的帯域幅割り当てを実装します。MPCP には、 ONU 送信タイム スロットの割り当て、ONU の自動検出と参加、帯域幅を動的に割り当てるための上位レイヤへの輻輳のレポート。MPCP は、P2MP トポロジの基本サポートを提供します。ただし、このプロトコルはサービスの優先順位を分類しません。すべてのサービスは帯域幅をランダムに競合します。GPON は、より完全な DBA と優れた QoS サービス機能を備えています。
GPONではサービス帯域の割り当て方法を4種類に分けています。最も高い優先順位は、固定 (Fixed)、Assured、Non-Assured、および BestEffort です。DBA はさらに、アップリンク トラフィック スケジューリング単位としてトラフィック コンテナ (T-CONT) を定義し、各 T-CONT は Alloc-ID によって識別されます。各 T-CONT には 1 つ以上の GEMPort-ID を含めることができます。T-CONT は 5 種類のサービスに分かれています。さまざまなタイプの T-CONT にはさまざまな帯域幅割り当てモードがあり、遅延、ジッター、パケット損失率など、さまざまなサービス フローのさまざまな QoS 要件を満たすことができます。T-CONT タイプ 1 は、固定帯域幅の固定タイム スロットを特徴としています。固定帯域幅 (Fixed) の割り当て。音声サービスなどの遅延に敏感なサービスに適しています。タイプ 2 は、帯域幅は固定ですが、タイムスロットは不定であるという特徴があります。対応する保証帯域幅 (Assured) 割り当ては、ビデオ オン デマンド サービスなど、高ジッターを必要としない固定帯域幅サービスに適しています。タイプ 3 は、最低帯域幅保証と冗長帯域幅の動的共有を特徴とし、非保証帯域幅 (Non-Assured) 割り当てに対応する最大帯域幅の制約があり、サービス保証要件と大規模なバースト トラフィックのあるサービスに適しています。ダウンロード業務など。タイプ4は帯域保証なしのBestEffortが特徴で、WEBブラウジングサービスなど低遅延・低ジッタ要求のサービスに適しています。タイプ 5 は組み合わせタイプで、保証帯域幅と非保証帯域幅を割り当てた後、追加の帯域幅要件が可能な限り最適に割り当てられます。
結論: GPON は EPON よりも優れています
OAMの運用と保守
EPON は OAM についてあまり考慮しておらず、単に ONT リモート障害表示、ループバック、およびリンク監視を定義しており、オプションのサポートです。
GPONは物理層でPLOAM(PhysicalLayerOAM)を定義し、上位層でOMCI(ONTManagementandControlInterface)を定義して多層のOAM管理を行っています。PLOAMはデータの暗号化、状態検出、エラー監視の実装に使用されます。OMCI チャネル プロトコルは、ONU の機能パラメータ セット、T-CONT サービスのタイプと量、QoS パラメータ、要求構成情報、パフォーマンス統計など、上位層によって定義されたサービスを管理するために使用されます。システムの実行イベントを自動的に通知して、OLT の構成を ONT に実装します。故障診断、性能、安全性の管理。
結論: GPON は EPON よりも優れています
リンク層のカプセル化とマルチサービスのサポート
図 2 に示すように、EPON は単純なイーサネット データ形式に従いますが、64 バイトの MPCP ポイントツーマルチポイント制御プロトコルをイーサネット ヘッダーに追加して、EPON システムでの帯域幅割り当て、帯域幅ラウンドロビン、および自動検出を実装します。測距やその他の作業。データ サービス以外のサービス (TDM 同期サービスなど) のサポートに関する研究はあまりありません。多くの EPON ベンダーは、この問題を解決するためにいくつかの非標準製品を開発しましたが、それらは理想的なものではなく、キャリア クラスの QoS 要件を満たすことが困難です。
図 2: GPON と EPON のプロトコル スタックの比較
GPON は、高レベルのダイバーシティ サービスの適応を完了できる、まったく新しいトランスポート コンバージェンス (TC) 層に基づいています。図 2 に示すように、ATM カプセル化と GFP カプセル化 (一般的なフレーミング プロトコル) が定義されています。両方を選択することもできます。1 つはビジネスのカプセル化用です。現在の ATM アプリケーションの人気を考慮して、GFP カプセル化のみをサポートする GPON が利用可能です。ライト デバイスは、コストを削減するためにプロトコル スタックから ATM を削除して登場しました。
GFP は、複数のサービスのための汎用リンク層手順であり、ITU によって G. 7041 として定義されています。GPON の GFP に少数の変更が加えられ、マルチポート多重化をサポートするために GFP フレームの先頭に PortID が導入されました。システムの実効帯域幅を増やすために、Frag (フラグメント) セグメンテーション表示も導入されています。また、可変長データのデータ処理モードのみをサポートし、データ ブロックのデータ透過処理モードはサポートしません。GPON は強力なマルチサービス処理能力を備えています。GPON の TC レイヤーは基本的に同期であり、標準の 8 kHz (125μm) 固定長フレーム。これにより、GPON は、特に TDM サービス、いわゆる NativeTDM を直接サポートするために、エンドツーエンドのタイミングおよびその他の準同期サービスをサポートできるようになります。GPON は TDM サービスを「自然に」サポートしています。
この結論: マルチサービスの GPON をサポートする TC 層は、EPON の MPCP よりも強力です。
結論
EPON と GPON にはそれぞれ独自の利点があります。GPON は、パフォーマンス指標の点で EPON よりも優れています。ただし、EPON には時間とコストの利点があります。GPONが追いついてきた。将来のブロードバンド アクセス市場は代替品ではなく、補完的なものであるはずです。帯域幅、マルチサービス、高い QoS およびセキュリティ要件、およびバックボーン顧客としての ATM テクノロジには、GPON がより適しています。コスト重視、QoS、セキュリティ要件が低い顧客にとって、EPON が有力な要素となっています。