Čo je PON?Technológia širokopásmového prístupu je na vzostupe a je predurčená stať sa bojiskom, kde sa dym nikdy nerozplynie.V súčasnosti je domácim mainstreamom stále technológia ADSL, no čoraz viac výrobcov a operátorov zariadení upriamuje svoju pozornosť na technológiu prístupu do optickej siete.
Ceny medi naďalej rastú, ceny káblov naďalej klesajú a rastúci dopyt po službách IPTV a videohier poháňa rast FTTH.Krásna perspektíva nahradenia medeného kábla a drôtového koaxiálneho kábla optickým káblom, telefónom, káblovou televíziou a širokopásmovým dátovým triple play sa stáva jasným.
Obrázok 1: Topológia PON
Pasívna optická sieť PON (Passive Optical Network) je hlavnou technológiou na realizáciu FTTH vlákna do domácnosti, ktorá poskytuje prístup z bodu do viacerých bodov, ako je znázornené na obrázku 1, je to OLT (terminál optickej linky) a užívateľská strana kancelárska strana.Jednotka ONU (Optical Network Unit) a ODN (Optical Distribution Network) sú zložené. Vo všeobecnosti downlink preberá režim vysielania TDM a uplink prijíma režim TDMA (Time Division Multiple Access) na vytvorenie stromovej topológie typu point-to-multipoint. .Najväčšou výhodou PON ako technológie optického prístupu je „pasívna“.ODN neobsahuje žiadne aktívne elektronické zariadenia a elektronické napájacie zdroje.Všetky sú zložené z pasívnych komponentov ako sú rozbočovače, ktoré majú nízke náklady na správu a prevádzku.
História vývoja PON
Výskum technológie PON vznikol v roku 1995. V októbri 1998 ITU prijala štandard technológie PON založený na ATM, G, ktorý presadzuje organizácia FSAN (sieť s plným servisom).983. Tiež známy ako BPON (BroadbandPON).Rýchlosť je 155 Mbps a voliteľne môže podporovať 622 Mbps.
EFMA (Ethernetin the First Mile Alliance) predstavila koncom roku 2000 koncept Ethernet-PON (EPON) s prenosovou rýchlosťou 1 Gbps a linkovou vrstvou založenou na jednoduchom ethernetovom zapuzdrení.
GPON (Gigabit-CapablePON) navrhla organizácia FSAN v septembri 2002 a ITU prijala G v marci 2003. 984.1 a G.984.2 dohodu.G. 984.1 Sú špecifikované celkové charakteristiky prístupového systému GPON.G.984. 2 špecifikuje podvrstvu ODN (optická distribučná sieť) GPON súvisiacu s fyzickou distribúciou. V júni 2004 ITU opäť prešla G.984. 3, ktorý špecifikuje požiadavky na vrstvu Transmission Convergence (TC).
Porovnanie produktov EPON a GPON
EPON a GPON sú dvaja hlavní členovia prístupu k optickej sieti, z ktorých každý má svoje prednosti, navzájom si konkurujú, dopĺňajú sa a učia sa jeden od druhého.Nasleduje ich porovnanie v rôznych aspektoch:
ohodnotiť
EPON poskytuje fixný uplink a downlink 1,25 Gbps pomocou kódovania linky 8b/10b a skutočná rýchlosť je 1 Gbps.
GPON podporuje viacero rýchlostných stupňov a môže podporovať asymetrické rýchlosti uplinku a downlinku, 2,5 Gbps alebo 1,25 Gbps downstream a 1,25 Gbps alebo 622 Mbps uplink.Podľa aktuálneho dopytu sa určujú rýchlosti uplinku a downlinku a vyberú sa zodpovedajúce optické moduly na zvýšenie pomeru ceny rýchlosti optického zariadenia.
Tento záver: GPON je lepší ako EPON.
Deliaci pomer
Delený pomer je počet ONU (používateľov) prenášaných jedným OLT portom (kancelária).
Štandard EPON definuje deliaci pomer 1:32.
Štandard GPON definuje pomer delenia na 1:32;1:64;1:128
V skutočnosti môžu technické systémy EPON dosiahnuť aj vyššie pomery delenia, ako napríklad 1:64, 1:128, riadiaci protokol EPON môže podporovať viac jednotiek ONU. Cestný pomer je obmedzený najmä výkonnostnými špecifikáciami optického modulu a veľkým delením. pomer spôsobí výrazné zvýšenie nákladov na optický modul.Okrem toho je vložená strata PON 15 až 18 dB a veľký deliaci pomer znižuje prenosovú vzdialenosť.Príliš veľká šírka pásma zdieľania používateľov je tiež nákladom na veľký pomer delenia.
Tento záver: GPON poskytuje viacnásobnú selektivitu, ale zváženie nákladov nie je zrejmé.Maximálna fyzická vzdialenosť, ktorú môže systém GPON podporovať.Keď je optický deliaci pomer 1:16, mala by byť podporovaná maximálna fyzická vzdialenosť 20 km.Keď je optický deliaci pomer 1:32, mala by byť podporovaná maximálna fyzická vzdialenosť 10 km.EPON je rovnaký,tento záver: rovnaký.
QOS (Quality of Service)
EPON pridáva 64-bajtový MPCP (multi point control protocol) do ethernetovej hlavičky MAC hlavičky. MPCP riadi prístup k topológii P2MP point-to-multipoint prostredníctvom správ, stavových strojov a časovačov na implementáciu dynamickej alokácie šírky pásma DBA. MPCP zahŕňa prideľovanie časových úsekov prenosu ONU, automatické zisťovanie a spájanie ONU a hlásenie preťaženia vyšším vrstvám na dynamické prideľovanie šírky pásma. MPCP poskytuje základnú podporu pre topológiu P2MP.Protokol však neklasifikuje priority služby.Všetky služby náhodne súťažia o šírku pásma.GPON má kompletnejšiu DBA a vynikajúce služby QoS.
GPON rozdeľuje metódu prideľovania šírky pásma služby do štyroch typov.Najvyššia priorita je pevná (Fixed), Assured, Non-Assured a BestEffort.DBA ďalej definuje prevádzkový kontajner (T-CONT) ako jednotku plánovania uplinkovej prevádzky a každý T-CONT je identifikovaný pomocou Alloc-ID.Každý T-CONT môže obsahovať jedno alebo viac GEMPort-ID. T-CONT je rozdelený do piatich typov služieb.Rôzne typy T-CONT majú rôzne režimy prideľovania šírky pásma, ktoré môžu spĺňať rôzne požiadavky QoS rôznych tokov služieb na oneskorenie, jitter a rýchlosť straty paketov. Typ T-CONT 1 sa vyznačuje pevným časovým slotom s pevnou šírkou pásma, ktorý zodpovedá pridelenie pevnej šírky pásma (pevné), vhodné pre služby citlivé na oneskorenie, ako sú hlasové služby.Typ 2 sa vyznačuje pevnou šírkou pásma, ale neurčitým časovým úsekom.Zodpovedajúce pridelenie garantovanej šírky pásma (Assured) je vhodné pre služby s pevnou šírkou pásma, ktoré nevyžadujú vysoký jitter, ako sú napríklad služby videa na požiadanie.Typ 3 sa vyznačuje garanciou minimálnej šírky pásma a dynamickým zdieľaním redundantnej šírky pásma a má obmedzenie maximálnej šírky pásma, zodpovedajúce prideleniu nezabezpečenej šírky pásma (Non-Assured), vhodné pre služby s požiadavkami na záruku služieb a veľký nárazový prenos.Ako napríklad sťahovanie podnikov. Typ 4 sa vyznačuje BestEffort, bez záruky šírky pásma, vhodný pre služby s nízkou latenciou a požiadavkami na jitter, ako je služba prehliadania webu.Typ 5 je kombinovaný typ, po pridelení garantovanej a negarantovanej šírky pásma, dodatočné Požiadavky na šírku pásma sú pridelené čo najlepšie.
Záver: GPON je lepší ako EPON
Prevádzkovať a udržiavať OAM
EPON nezohľadňuje príliš veľa OAM, ale jednoducho definuje diaľkovú indikáciu poruchy ONT, spätnú slučku a monitorovanie spojenia a je voliteľnou podporou.
GPON definuje PLOAM (PhysicalLayerOAM) na fyzickej vrstve a OMCI (ONTManagementandControlInterface) je definovaný na hornej vrstve na vykonávanie správy OAM na viacerých úrovniach. PLOAM sa používa na implementáciu šifrovania údajov, zisťovania stavu a monitorovania chýb.Kanálový protokol OMCI sa používa na riadenie služieb definovaných vyššou vrstvou, vrátane sady parametrov funkcie ONU, typu a množstva služby T-CONT, parametrov QoS, informácií o konfigurácii požiadaviek a štatistiky výkonu a automaticky upozorní prebiehajúce udalosti systému na implementáciu konfigurácie OLT do ONT.Riadenie diagnostiky porúch, výkonu a bezpečnosti.
Záver: GPON je lepší ako EPON
Zapuzdrenie linkovej vrstvy a podpora viacerých služieb
Ako je znázornené na obrázku 2, EPON sa riadi jednoduchým ethernetovým dátovým formátom, ale do ethernetovej hlavičky pridáva 64-bajtový riadiaci protokol MPCP point-to-multipoint na implementáciu prideľovania šírky pásma, cyklovania šírky pásma a automatického zisťovania v systéme EPON.Strelecké a iné práce.Nie je veľa výskumov o podpore iných služieb ako dátových služieb (ako sú synchronizačné služby TDM).Mnoho predajcov EPON vyvinulo niektoré neštandardné produkty na vyriešenie tohto problému, ale nie sú ideálne a je ťažké splniť požiadavky na QoS na úrovni operátora.
Obrázok 2: Porovnanie zásobníkov protokolov GPON a EPON
GPON je založený na úplne novej vrstve transportnej konvergencie (TC), ktorá dokáže dokončiť adaptáciu služieb diverzity na vysokej úrovni.Ako je znázornené na obrázku 2, definuje zapuzdrenie ATM a zapuzdrenie GFP (všeobecný rámcový protokol).Môžete si vybrať oboje.Jeden je určený na obchodné zapuzdrenie.Vzhľadom na súčasnú popularitu ATM aplikácií je k dispozícii GPON, ktorý podporuje iba zapuzdrenie GFP.Vzniklo jednoduché zariadenie, ktoré odstránilo ATM zo zásobníka protokolov, aby sa znížili náklady.
GFP je generická procedúra spojovej vrstvy pre viacero služieb, definovaná ITU ako G. 7041. V GFP sa v GPON vykonalo malé množstvo úprav a PortID bol zavedený v čele rámca GFP na podporu multiportového multiplexovania.Zavádza sa aj indikácia segmentácie Frag (Fragment), aby sa zvýšila efektívna šírka pásma systému.A podporuje len režim spracovania dát pre dáta s premenlivou dĺžkou a nepodporuje dátový transparentný režim spracovania dátových blokov.GPON má výkonnú prenosovú kapacitu viacerých služieb.Vrstva TC GPON je v podstate synchrónna, používa štandardných 8 kHz (125μm) rámce s pevnou dĺžkou, čo umožňuje GPON podporovať end-to-end časovanie a ďalšie kvázi-synchrónne služby, najmä pre priamu podporu TDM služieb, takzvaný NativeTDM.GPON má „prirodzenú“ podporu pre služby TDM.
Tento záver: Vrstva TC podporujúca GPON pre viacero služieb je silnejšia ako MPCP EPON.
Záver
EPON a GPON majú svoje výhody.GPON je z hľadiska ukazovateľov výkonu lepší ako EPON.EPON má však výhodu času a nákladov.GPON dobieha.Výhľad na budúci trh so širokopásmovým prístupom nemusí byť náhradou, mal by byť doplnkový.Pre šírku pásma, multi-service, vysoké QoS a bezpečnostné požiadavky a ATM technológiu ako chrbticového zákazníka bude GPON vhodnejší.Pre zákazníkov s nízkou citlivosťou na náklady, QoS a bezpečnostnými požiadavkami sa EPON stal dominantným faktorom.