Vad är PON?Tekniken för bredbandsaccess ökar och det är avsett att bli ett slagfält där röken aldrig kommer att skingras.För närvarande är den inhemska mainstream fortfarande ADSL-teknik, men fler och fler utrustningstillverkare och operatörer har riktat sin uppmärksamhet mot optisk nätverksåtkomstteknik.
Kopparpriserna fortsätter att stiga, kabelpriserna fortsätter att sjunka och den växande efterfrågan på IPTV- och videospelstjänster driver tillväxten av FTTH.Den vackra utsikten att ersätta kopparkabeln och den trådbundna koaxialkabeln med den optiska kabeln, telefonen, kabel-TV:n och bredbandsdata triple play blir tydligt.
Figur 1: PON-topologi
PON (Passive Optical Network) passivt optiskt nätverk är den huvudsakliga tekniken för att realisera FTTH-fiber till hemmet, vilket ger punkt-till-multipunkt fiberåtkomst, som visas i figur 1, det är OLT (optisk linjeterminal) och användarsidan av kontorssidan.ONU (Optical Network Unit) och ODN (Optical Distribution Network) är sammansatta. I allmänhet antar nedlänken TDM-sändningsläget och upplänken antar TDMA-läget (Time Division Multiple Access) för att bilda en punkt-till-multipunkt-trädtopologi .Den största höjdpunkten med PON som optisk accessteknologi är "passiv".ODN innehåller inga aktiva elektroniska enheter och elektroniska strömförsörjningar.Alla är sammansatta av passiva komponenter som splitters, som har låga förvaltnings- och driftkostnader.
PON utvecklingshistorik
Forskningen om PON-tekniken startade 1995. I oktober 1998 antog ITU den ATM-baserade PON-teknikstandarden, G, som förespråkas av FSAN-organisationen (full service access network).983. Även känd som BPON (BroadbandPON).Hastigheten är 155 Mbps och kan valfritt stödja 622 Mbps.
EFMA (Ethernetin the First Mile Alliance) introducerade konceptet Ethernet-PON (EPON) i slutet av 2000 med en överföringshastighet på 1 Gbps och ett länklager baserat på en enkel Ethernet-inkapsling.
GPON (Gigabit-CapablePON) föreslogs av FSAN-organisationen i september 2002, och ITU antog G i mars 2003. 984. 1 och G. 984. 2-avtal.G. 984.1 De övergripande egenskaperna hos GPON-åtkomstsystemet specificeras.G.984. 2 specificerar det fysiska distributionsrelaterade underskiktet av ODN (Optical Distribution Network) av GPON. I juni 2004 passerade ITU G igen.984. 3, som specificerar kraven för TC-skiktet (Transmission Convergence).
Jämförelse av EPON- och GPON-produkter
EPON och GPON är de två huvudmedlemmarna i den optiska nätverksaccessen, var och en med sina egna fördelar, som konkurrerar med varandra, kompletterar varandra och lär av varandra.Följande jämför dem i olika aspekter:
Betygsätta
EPON tillhandahåller fast upplänk och nedlänk på 1,25 Gbps, med 8b/10b linjekodning, och den faktiska hastigheten är 1 Gbps.
GPON stöder flera hastighetsgrader och kan stödja asymmetriska upplänks- och nedlänkshastigheter, 2,5 Gbps eller 1,25 Gbps nedströms och 1,25 Gbps eller 622 Mbps upplänk.Enligt den faktiska efterfrågan bestäms upplänks- och nedlänkshastigheterna, och motsvarande optiska moduler väljs för att öka prisförhållandet för den optiska enhetens hastighet.
Denna slutsats: GPON är bättre än EPON.
Splittrat förhållande
Uppdelningsförhållandet är hur många ONU:er (användare) som bärs av en OLT-port (kontor).
EPON-standarden definierar ett splitförhållande på 1:32.
GPON-standarden definierar delningsförhållandet till följande 1:32;1:64;1:128
Faktum är att tekniska EPON-system också kan uppnå högre delade förhållanden, såsom 1:64, 1:128, EPON-kontrollprotokollet kan stödja fler ONUs. Vägförhållandet begränsas huvudsakligen av prestandaspecifikationerna för den optiska modulen och den stora splittringen förhållandet kommer att göra att kostnaden för den optiska modulen stiger avsevärt.Dessutom är PON-insättningsförlusten 15 till 18 dB, och det stora splitförhållandet minskar överföringsavståndet.För mycket användardelning av bandbredd är också kostnaden för det stora delade förhållandet.
Denna slutsats: GPON ger multipel selektivitet, men kostnadsövervägandet är inte uppenbart.Det maximala fysiska avståndet som GPON-systemet kan stödja.När det optiska delingsförhållandet är 1:16 bör det maximala fysiska avståndet på 20 km stödjas.När det optiska delingsförhållandet är 1:32 bör det maximala fysiska avståndet på 10 km stödjas.EPON är densamma,denna slutsats: lika.
QOS (Quality of Service)
EPON lägger till ett 64-byte MPCP (multi point control protocol) till MAC-headern Ethernet-header. MPCP styr åtkomsten till P2MP punkt-till-multipunkt-topologi genom meddelanden, tillståndsmaskiner och timers för att implementera DBA dynamisk bandbreddsallokering. MPCP involverar tilldelning av ONU-överföringstidsluckor, automatisk upptäckt och sammanfogning av ONU:er och rapportering av överbelastning till högre lager för att dynamiskt allokera bandbredd. MPCP ger grundläggande stöd för P2MP-topologin.Protokollet klassificerar dock inte tjänsteprioriteringarna.Alla tjänster tävlar slumpmässigt om bandbredd.GPON har en mer komplett DBA och utmärkta QoS-tjänster.
GPON delar in tjänstebandbreddsallokeringsmetoden i fyra typer.Den högsta prioriteten är fast (Fast), Assured, Non-Assured och BestEffort.DBA definierar vidare en trafikbehållare (T-CONT) som en trafikplaneringsenhet för upplänk, och varje T-CONT identifieras av ett Alloc-ID.Varje T-CONT kan innehålla ett eller flera GEMPort-ID. T-CONT är indelat i fem typer av tjänster.Olika typer av T-CONT har olika bandbreddsallokeringslägen, som kan möta olika QoS-krav för olika tjänsteflöden för fördröjning, jitter och paketförlusthastighet. en fast bandbredd (fast) allokering, lämplig för fördröjningskänsliga tjänster, såsom rösttjänster.Typ 2 kännetecknas av en fast bandbredd men en obestämd tidslucka.Motsvarande tilldelning av garanterad bandbredd (Assured) är lämplig för tjänster med fast bandbredd som inte kräver högt jitter, såsom video on demand-tjänster.Typ 3 kännetecknas av minimal bandbreddsgaranti och dynamisk delning av redundant bandbredd, och har begränsningen av maximal bandbredd, motsvarande osäkrad bandbredd (Non-Assured) allokering, lämplig för tjänster med krav på servicegaranti och stor bursttrafik.Som att ladda ner business.Typ 4 kännetecknas av BestEffort, ingen bandbreddsgaranti, lämplig för tjänster med låg latens och jitterkrav, såsom webbsurfningstjänst.Typ 5 är en kombinationstyp, efter allokering av garanterad och icke-garanterad bandbredd, ytterligare Bandbreddskraven allokeras så bra som möjligt.
Slutsats: GPON är bättre än EPON
Driv och underhåll OAM
EPON tar inte alltför mycket hänsyn till OAM, utan definierar helt enkelt ONT fjärrfelindikering, loopback och länkövervakning, och är valfritt stöd.
GPON definierar PLOAM (PhysicalLayerOAM) på det fysiska lagret, och OMCI (ONTManagementandControlInterface) definieras i det övre lagret för att utföra OAM-hantering på flera nivåer. PLOAM används för att implementera datakryptering, statusdetektering och felövervakning.OMCI-kanalprotokollet används för att hantera tjänsterna som definieras av det övre lagret, inklusive funktionsparameteruppsättningen för ONU, typen och kvantiteten för T-CONT-tjänsten, QoS-parametrarna, begäran om konfigurationsinformation och prestandastatistiken, och meddelar automatiskt de pågående händelserna i systemet för att implementera konfigurationen av OLT till ONT.Hantering av feldiagnos, prestanda och säkerhet.
Slutsats: GPON är bättre än EPON
Länklagerinkapsling och stöd för flera tjänster
Som visas i figur 2 följer EPON ett enkelt Ethernet-dataformat, men lägger till ett 64-byte MPCP punkt-till-multipunkt-kontrollprotokoll till Ethernet-huvudet för att implementera bandbreddsallokering, bandbredd runtomkring och automatisk upptäckt i EPON-systemet.Rangering och annat arbete.Det finns inte mycket forskning om stöd för andra tjänster än datatjänster (som TDM-synkroniseringstjänster).Många EPON-leverantörer har utvecklat några icke-standardiserade produkter för att lösa detta problem, men de är inte idealiska och det är svårt att möta QoS-kraven i bärarklassen.
Figur 2: Jämförelse av GPON- och EPON-protokollstackar
GPON är baserat på det helt nya lagret för transportkonvergens (TC), som kan komplettera anpassningen av mångfaldstjänster på hög nivå.Som visas i figur 2 definierar den ATM-inkapsling och GFP-inkapsling (allmänt ramprotokoll).Du kan välja båda.En är för affärsinkapsling.Med tanke på den nuvarande populariteten för ATM-applikationer är en GPON som endast stöder GFP-inkapsling tillgänglig.Lite-enheten kom till och tog bort ATM från protokollstacken för att minska kostnaderna.
GFP är en generisk länklagerprocedur för flera tjänster, definierad av ITU som G. 7041. Ett litet antal modifieringar gjordes av GFP i GPON, och PortID introducerades i spetsen för GFP-ramen för att stödja multiplexering med flera portar.En Frag (Fragment) segmenteringsindikation introduceras också för att öka systemets effektiva bandbredd.Och den stöder bara databehandlingsläget för data med variabel längd och stöder inte datatransparenta datablocksläge.GPON har kraftfull bärkapacitet för flera tjänster.GPON:s TC-lager är i huvudsak synkront med standard 8 kHz (125μm) ramar med fast längd, vilket gör det möjligt för GPON att stödja end-to-end timing och andra kvasisynkrona tjänster, speciellt för att direkt stödja TDM-tjänster, den så kallade NativeTDM.GPON har "naturligt" stöd för TDM-tjänster.
Denna slutsats: TC-skiktet som stöder GPON för multi-service är starkare än MPCP för EPON.
Slutsats
EPON och GPON har sina egna fördelar.GPON är bättre än EPON när det gäller prestandaindikatorer.Emellertid har EPON fördelen av tid och kostnad.GPON kommer ikapp.Att se fram emot den framtida marknaden för bredbandsaccess kanske inte är en ersättning, den bör komplettera.För bandbredd, multi-service, höga QoS och säkerhetskrav och ATM-teknik som stamkund kommer GPON att vara mer lämpligt.För kunder med låg kostnadskänslighet, QoS och säkerhetskrav har EPON blivit den dominerande faktorn.