Wat is PON?De technologie voor breedbandtoegang is in opkomst en het is voorbestemd om een slagveld te worden waar de rook nooit zal verdwijnen.Momenteel is de binnenlandse mainstream nog steeds ADSL-technologie, maar steeds meer fabrikanten en exploitanten van apparatuur hebben hun aandacht gericht op optische netwerktoegangstechnologie.
De koperprijzen blijven stijgen, de kabelprijzen blijven dalen en de groeiende vraag naar IPTV- en videogamediensten stimuleert de groei van FTTH.Het mooie vooruitzicht om de koperkabel en de bekabelde coaxkabel te vervangen door de optische kabel, de telefoon, de kabeltelevisie en de triple play breedbanddata wordt duidelijk.
Figuur 1: PON-topologie
Het passieve optische netwerk PON (Passive Optical Network) is de belangrijkste technologie om FTTH-glasvezel tot in huis te realiseren en biedt point-to-multipoint glasvezeltoegang, zoals weergegeven in figuur 1. Het is de OLT (optical line terminal) en gebruikerszijde van de kantoor kant.De ONU (Optical Network Unit) en de ODN (Optical Distribution Network) zijn samengesteld. Over het algemeen gebruikt de downlink de TDM-uitzendmodus en de uplink de TDMA-modus (Time Division Multiple Access) om een point-to-multipoint boomtopologie te vormen Het grootste hoogtepunt van PON als optische toegangstechnologie is “passief”.De ODN bevat geen actieve elektronische apparaten en elektronische voedingen.Ze zijn allemaal samengesteld uit passieve componenten zoals splitters, die lage beheer- en exploitatiekosten hebben.
PON-ontwikkelingsgeschiedenis
Het PON-technologieonderzoek vond zijn oorsprong in 1995. In oktober 1998 nam de ITU de op ATM gebaseerde PON-technologiestandaard G over, bepleit door de FSAN-organisatie (full service access network).983. Ook bekend als BPON (BreedbandPON).De snelheid bedraagt 155 Mbps en ondersteunt optioneel 622 Mbps.
EFMA (Ethernetin the First Mile Alliance) introduceerde eind 2000 het concept Ethernet-PON (EPON) met een transmissiesnelheid van 1 Gbps en een linklaag gebaseerd op een eenvoudige Ethernet-inkapseling.
GPON (Gigabit-CapablePON) werd in september 2002 voorgesteld door de FSAN-organisatie, en de ITU keurde in maart 2003 de G. 984. 1- en G. 984. 2-overeenkomst goed.G. 984.1 De algemene kenmerken van het GPON-toegangssysteem zijn gespecificeerd.G.984. 2 specificeert de fysieke distributiegerelateerde sublaag van het ODN (Optical Distribution Network) van GPON. In juni 2004 passeerde de ITU opnieuw G.984. 3, waarin de vereisten voor de Transmission Convergence (TC)-laag worden gespecificeerd.
Vergelijking van EPON- en GPON-producten
EPON en GPON zijn de twee belangrijkste leden van de optische netwerktoegang, elk met zijn eigen verdiensten, die met elkaar concurreren, elkaar aanvullen en van elkaar leren.Het volgende vergelijkt ze in verschillende aspecten:
Tarief
EPON biedt vaste uplink en downlink van 1,25 Gbps, met behulp van 8b/10b-lijncodering, en de werkelijke snelheid is 1 Gbps.
GPON ondersteunt meerdere snelheidsgraden en kan uplink en downlink asymmetrische snelheden ondersteunen, 2,5 Gbps of 1,25 Gbps downstream, en 1,25 Gbps of 622 Mbps uplink.Afhankelijk van de werkelijke vraag worden de uplink- en downlink-snelheden bepaald en worden de overeenkomstige optische modules geselecteerd om de prijsverhouding van de optische apparaatsnelheid te verhogen.
Deze conclusie: GPON is beter dan EPON.
Splitsingsverhouding
De splitsingsratio is het aantal ONU's (gebruikers) dat wordt vervoerd door één OLT-poort (kantoor).
De EPON-norm definieert een splitsingsverhouding van 1:32.
De GPON-standaard definieert de splitsingsverhouding op de volgende 1:32;1:64;1:128
In feite kunnen technische EPON-systemen ook hogere splitratio's bereiken, zoals 1:64, 1:128. Het EPON-controleprotocol kan meer ONU's ondersteunen. De wegverhouding wordt voornamelijk beperkt door de prestatiespecificaties van de optische module en de grote split Deze verhouding zal ervoor zorgen dat de kosten van de optische modules aanzienlijk zullen stijgen.Bovendien bedraagt het PON-insertieverlies 15 tot 18 dB en verkleint de grote splitratio de transmissieafstand.Te veel gebruikers die bandbreedte delen, zijn ook de kosten van de grote splitratio.
Deze conclusie: GPON biedt meervoudige selectiviteit, maar de kostenoverweging is niet duidelijk.De maximale fysieke afstand die het GPON-systeem kan ondersteunen.Wanneer de optische splitsingsverhouding 1:16 is, moet de maximale fysieke afstand van 20 km worden ondersteund.Wanneer de optische splitsingsverhouding 1:32 is, moet de maximale fysieke afstand van 10 km worden ondersteund.EPON is hetzelfde,deze conclusie: gelijk.
QOS (kwaliteit van de dienstverlening)
EPON voegt een 64-byte MPCP (multi point control protocol) toe aan de MAC header Ethernet header. MPCP regelt de toegang tot P2MP point-to-multipoint topologie via berichten, statusmachines en timers om DBA dynamische bandbreedtetoewijzing te implementeren. De MPCP omvat de toewijzing van ONU-transmissietijdslots, automatische detectie en samenvoeging van ONU's, en rapportage van congestie naar hogere lagen om bandbreedte dynamisch toe te wijzen. MPCP biedt basisondersteuning voor de P2MP-topologie.Het protocol classificeert de serviceprioriteiten echter niet.Alle services concurreren willekeurig om bandbreedte.GPON heeft een completere DBA en uitstekende QoS-servicemogelijkheden.
GPON verdeelt de toewijzingsmethode voor servicebandbreedte in vier typen.De hoogste prioriteit is vast (Vast), Verzekerd, Niet-zeker en BestEffort.De DBA definieert verder een verkeerscontainer (T-CONT) als een uplink-verkeersplanningseenheid, en elke T-CONT wordt geïdentificeerd door een Alloc-ID.Elke T-CONT kan één of meer GEMPort-ID's bevatten. T-CONT is onderverdeeld in vijf soorten diensten.Verschillende soorten T-CONT's hebben verschillende bandbreedtetoewijzingsmodi, die kunnen voldoen aan verschillende QoS-vereisten van verschillende servicestromen voor vertraging, jitter en pakketverlies. T-CONT Type 1 wordt gekenmerkt door een vast tijdslot met vaste bandbreedte, overeenkomend met een vaste bandbreedte (vaste) toewijzing, geschikt voor vertragingsgevoelige diensten, zoals spraakdiensten.Type 2 wordt gekenmerkt door een vaste bandbreedte maar een onbepaald tijdslot.De overeenkomstige toewijzing van gegarandeerde bandbreedte (Assured) is geschikt voor diensten met vaste bandbreedte die geen hoge jitter vereisen, zoals video-on-demand-diensten.Type 3 wordt gekenmerkt door minimale bandbreedtegarantie en dynamisch delen van redundante bandbreedte, en heeft de beperking van maximale bandbreedte, overeenkomend met niet-gegarandeerde bandbreedte (niet-gegarandeerde) toewijzing, geschikt voor diensten met servicegarantie-eisen en groot burst-verkeer.Zoals zakelijk downloaden. Type 4 wordt gekenmerkt door BestEffort, geen bandbreedtegarantie, geschikt voor diensten met lage latentie en jittervereisten, zoals WEB-browsingservice.Type 5 is een combinatietype, na toewijzing van gegarandeerde en niet-gegarandeerde bandbreedte, extra De bandbreedtebehoefte wordt zo goed mogelijk toegewezen.
Conclusie: GPON is beter dan EPON
OAM bedienen en onderhouden
EPON houdt niet al te veel rekening met OAM, maar definieert eenvoudigweg ONT-foutindicatie op afstand, loopback en linkmonitoring, en is optionele ondersteuning.
GPON definieert PLOAM (PhysicalLayerOAM) op de fysieke laag, en OMCI (ONTManagementandControlInterface) wordt gedefinieerd op de bovenste laag om OAM-beheer op meerdere niveaus uit te voeren. PLOAM wordt gebruikt om gegevenscodering, statusdetectie en foutmonitoring te implementeren.Het OMCI-kanaalprotocol wordt gebruikt om de services te beheren die zijn gedefinieerd door de bovenste laag, inclusief de functieparameterset van de ONU, het type en de hoeveelheid van de T-CONT-service, de QoS-parameters, de verzoekconfiguratie-informatie en de prestatiestatistieken, en automatisch de lopende gebeurtenissen van het systeem op de hoogte stellen om de configuratie van de OLT naar de ONT te implementeren.Beheer van foutdiagnose, prestaties en veiligheid.
Conclusie: GPON is beter dan EPON
Inkapseling van linklagen en ondersteuning voor meerdere services
Zoals weergegeven in Figuur 2 volgt EPON een eenvoudig Ethernet-gegevensformaat, maar voegt een 64-byte MPCP point-to-multipoint-besturingsprotocol toe aan de Ethernet-header om bandbreedtetoewijzing, bandbreedte-round-robin en automatische detectie in het EPON-systeem te implementeren.Variëren en ander werk.Er is niet veel onderzoek gedaan naar de ondersteuning van andere diensten dan datadiensten (zoals TDM-synchronisatiediensten).Veel EPON-leveranciers hebben een aantal niet-standaardproducten ontwikkeld om dit probleem op te lossen, maar deze zijn niet ideaal en het is moeilijk om aan de QoS-vereisten van carrier-klasse te voldoen.
Figuur 2: Vergelijking van GPON- en EPON-protocolstacks
GPON is gebaseerd op de volledig nieuwe transportconvergentielaag (TC), die de aanpassing van hoogwaardige diversiteitsdiensten kan voltooien.Zoals weergegeven in Figuur 2, definieert het ATM-inkapseling en GFP-inkapseling (algemeen framingprotocol).Je kunt beide kiezen.Eén daarvan is voor zakelijke inkapseling.Gezien de huidige populariteit van ATM-toepassingen is er een GPON beschikbaar die alleen GFP-inkapseling ondersteunt.Het Lite-apparaat ontstond, waarbij ATM uit de protocolstack werd verwijderd om de kosten te verlagen.
GFP is een generieke linklaagprocedure voor meerdere services, door de ITU gedefinieerd als G. 7041. Er is een klein aantal wijzigingen aangebracht aan GFP in GPON, en PortID is geïntroduceerd aan de kop van het GFP-frame om multiplexing met meerdere poorten te ondersteunen.Er wordt ook een Frag (Fragment) segmentatie-indicatie geïntroduceerd om de effectieve bandbreedte van het systeem te vergroten.En het ondersteunt alleen de gegevensverwerkingsmodus voor gegevens met variabele lengte en ondersteunt niet de gegevenstransparante verwerkingsmodus voor gegevensblokken.GPON heeft een krachtig draagvermogen voor meerdere services.De TC-laag van GPON is in wezen synchroon en gebruikt standaard 8 kHz (125.000 kHz).μm) frames met een vaste lengte, waardoor GPON end-to-end timing en andere quasi-synchrone services kan ondersteunen, vooral voor de directe ondersteuning van TDM-services, de zogenaamde NativeTDM.GPON heeft “natuurlijke” ondersteuning voor TDM-services.
Deze conclusie: de TC-laag die GPON ondersteunt voor multi-service is sterker dan de MPCP van EPON.
Conclusie
EPON en GPON hebben hun eigen voordelen.GPON is beter dan EPON wat betreft prestatie-indicatoren.EPON heeft echter het voordeel van tijd en kosten.GPON is bezig met een inhaalslag.Vooruitkijken naar de toekomstige markt voor breedbandtoegang mag geen vervanging zijn, maar moet complementair zijn.Voor bandbreedte, multi-service, hoge QoS- en beveiligingsvereisten en ATM-technologie als backbone-klant zal GPON geschikter zijn.Voor klanten met lage kostengevoeligheid, QoS en beveiligingseisen is EPON de dominante factor geworden.