Що таке PON?Технологія широкосмугового доступу стрімко розвивається, і їй судилося стати полем битви, де дим ніколи не розвіється.В даний час загальною вітчизняною технологією все ще є технологія ADSL, але все більше і більше виробників обладнання та операторів звертають увагу на технологію доступу до оптичної мережі.
Ціни на мідь продовжують зростати, ціни на кабелі продовжують падати, а зростаючий попит на послуги IPTV та відеоігор сприяє зростанню FTTH.Стає зрозумілою прекрасна перспектива заміни мідного кабелю та дротового коаксіального кабелю оптичним кабелем, телефоном, кабельним телебаченням і широкосмуговою передачею даних.
Рисунок 1: Топологія PON
Пасивна оптична мережа PON (пасивна оптична мережа) є основною технологією для реалізації оптоволокна FTTH у домі, що забезпечує оптоволоконний доступ «точка-багато точок», як показано на малюнку 1, це OLT (термінал оптичної лінії) і сторона користувача офісна сторона.ONU (оптичний мережевий блок) і ODN (оптична розподільна мережа) складаються. Як правило, низхідна лінія використовує режим трансляції TDM, а висхідна лінія приймає режим TDMA (множинний доступ з поділом часу), щоб сформувати топологію дерева «точка-багато точок». .Найбільшою перевагою PON як технології оптичного доступу є «пасивний».ОДН не містить жодних активних електронних пристроїв та електронних джерел живлення.Усі вони складаються з пасивних компонентів, таких як спліттери, які мають низькі витрати на управління та експлуатацію.
Історія розвитку PON
Дослідження технології PON почалося в 1995 році. У жовтні 1998 року ITU прийняв стандарт технології PON на базі банкоматів G, який підтримує організація FSAN (мережа доступу з повним обслуговуванням).983. Також відомий як BPON (BroadbandPON).Швидкість становить 155 Мбіт/с і може додатково підтримувати 622 Мбіт/с.
EFMA (Ethernetin the First Mile Alliance) представив концепцію Ethernet-PON (EPON) наприкінці 2000 року зі швидкістю передачі 1 Гбіт/с і канальним рівнем на основі простої інкапсуляції Ethernet.
GPON (Gigabit-CapablePON) був запропонований організацією FSAN у вересні 2002 року, а ITU прийняв угоду G у березні 2003 року. 984. 1 і G. 984. 2.G. 984.1 Загальні характеристики системи доступу GPON визначено.G.984. 2 визначає підрівень, пов’язаний з фізичним розповсюдженням, ODN (оптична мережа розподілу) GPON. У червні 2004 року ITU знову прийняв G.984. 3, який визначає вимоги до рівня конвергенції передачі (TC).
Порівняння продуктів EPON і GPON
EPON і GPON є двома основними членами доступу до оптичної мережі, кожен з яких має свої переваги, конкуруючи один з одним, доповнюючи один одного та навчаючись один у одного.Нижче наведено їх порівняння в різних аспектах:
Оцінка
EPON забезпечує фіксовану швидкість висхідного та низхідного зв’язку 1,25 Гбіт/с, використовуючи лінійне кодування 8b/10b, а фактична швидкість становить 1 Гбіт/с.
GPON підтримує кілька рівнів швидкості та може підтримувати асиметричні швидкості висхідного та низхідного зв’язку, 2,5 Гбіт/с або 1,25 Гбіт/с низхідного каналу та 1,25 Гбіт/с або 622 Мбіт/с висхідного каналу зв’язку.Відповідно до фактичного попиту визначаються швидкості висхідної та низхідної лінії зв’язку, а також вибираються відповідні оптичні модулі, щоб збільшити співвідношення ціни та швидкості оптичного пристрою.
Цей висновок: GPON краще, ніж EPON.
Коефіцієнт розподілу
Коефіцієнт розподілу — це кількість ONU (користувачів) на один порт OLT (офіс).
Стандарт EPON визначає коефіцієнт розподілу 1:32.
Стандарт GPON визначає коефіцієнт розподілу як 1:32;1:64;1:128
Насправді технічні системи EPON також можуть досягати вищих коефіцієнтів розподілу, наприклад 1:64, 1:128, протокол керування EPON може підтримувати більше ONU. Коефіцієнт дороги в основному обмежується характеристиками продуктивності оптичного модуля та великим розподілом співвідношення призведе до значного зростання вартості оптичного модуля.Крім того, внесені втрати PON становлять від 15 до 18 дБ, а великий коефіцієнт поділу зменшує відстань передачі.Занадто велика пропускна здатність спільного використання користувачами також є вартістю великого коефіцієнта розподілу.
Цей висновок: GPON забезпечує багаторазову вибірковість, але розгляд вартості неочевидний.Максимальна фізична відстань, яку може підтримувати система GPON.Коли співвідношення оптичного розділення становить 1:16, має підтримуватися максимальна фізична відстань 20 км.Коли коефіцієнт оптичного розділення становить 1:32, максимальна фізична відстань повинна підтримуватися 10 км.EPON те саме,цей висновок: рівні.
QOS (Якість обслуговування)
EPON додає 64-байтний MPCP (протокол управління багатьма точками) до заголовка MAC Ethernet. MPCP контролює доступ до топології P2MP точка-багато точок через повідомлення, кінцеві автомати та таймери для реалізації динамічного розподілу смуги пропускання DBA. MPCP включає виділення часових інтервалів передачі ONU, автоматичне виявлення та приєднання ONU, а також звітування про перевантаження на вищих рівнях для динамічного розподілу пропускної здатності. MPCP забезпечує базову підтримку для топології P2MP.Однак протокол не класифікує пріоритети послуг.Усі служби випадковим чином змагаються за пропускну здатність.GPON має більш повний DBA і відмінні можливості обслуговування QoS.
GPON поділяє метод розподілу пропускної здатності служби на чотири типи.Найвищий пріоритет має фіксований (Fixed), Assured, Non-Assured і BestEffort.Крім того, DBA визначає контейнер трафіку (T-CONT) як одиницю планування трафіку висхідної лінії зв’язку, і кожен T-CONT ідентифікується Alloc-ID.Кожен T-CONT може містити один або більше GEMPort-ID. T-CONT поділяється на п’ять типів послуг.Різні типи T-CONT мають різні режими розподілу смуги пропускання, які можуть відповідати різним вимогам QoS різних потоків послуг щодо затримки, тремтіння та швидкості втрат пакетів. T-CONT типу 1 характеризується фіксованим часовим інтервалом із фіксованою смугою пропускання, що відповідає розподіл фіксованої смуги пропускання (Fixed), придатний для чутливих до затримки послуг, таких як голосові служби.Тип 2 характеризується фіксованою пропускною здатністю, але невизначеним часовим інтервалом.Відповідний розподіл гарантованої смуги пропускання (гарантований) підходить для послуг із фіксованою смугою пропускання, які не вимагають високого тремтіння, таких як служби відео на вимогу.Тип 3 характеризується гарантованою мінімальною смугою пропускання та динамічним спільним використанням надлишкової смуги пропускання, а також має обмеження максимальної смуги пропускання, що відповідає розподілу негарантованої смуги пропускання (Non-Assured), що підходить для послуг із вимогами гарантії обслуговування та великим пакетним трафіком.Наприклад, бізнес-завантаження. Тип 4 характеризується BestEffort, без гарантії пропускної здатності, підходить для служб із низькими вимогами до затримки та тремтіння, таких як служба веб-перегляду.Тип 5 є комбінованим типом, після розподілу гарантованої та негарантованої смуги пропускання додаткові вимоги до смуги пропускання розподіляються якнайкраще.
Висновок: GPON краще, ніж EPON
Експлуатація та обслуговування OAM
EPON не приділяє занадто багато уваги OAM, а просто визначає дистанційну індикацію несправності ONT, петлю та моніторинг зв’язку, а також є додатковою підтримкою.
GPON визначає PLOAM (PhysicalLayerOAM) на фізичному рівні, а OMCI (ONTMagementandControlInterface) визначено на верхньому рівні для керування OAM на кількох рівнях. PLOAM використовується для впровадження шифрування даних, виявлення стану та моніторингу помилок.Протокол каналу OMCI використовується для керування послугами, визначеними верхнім рівнем, включаючи набір функціональних параметрів ONU, тип і кількість послуги T-CONT, параметри QoS, інформацію про конфігурацію запиту та статистику продуктивності, а також автоматично сповіщати поточні події системи для реалізації конфігурації OLT до ONT.Управління діагностикою несправностей, продуктивністю та безпекою.
Висновок: GPON краще, ніж EPON
Інкапсуляція канального рівня та мультисервісна підтримка
Як показано на малюнку 2, EPON дотримується простого формату даних Ethernet, але додає 64-байтовий протокол керування точка-багато точок MPCP до заголовка Ethernet для реалізації розподілу смуги пропускання, циклічного переміщення пропускної здатності та автоматичного виявлення в системі EPON.Рейнджування та інші роботи.Існує небагато досліджень щодо підтримки інших служб, крім служб даних (таких як служби синхронізації TDM).Багато постачальників EPON розробили деякі нестандартні продукти для вирішення цієї проблеми, але вони не ідеальні, і їм важко відповідати вимогам QoS операторського класу.
Рисунок 2: Порівняння стеків протоколів GPON і EPON
GPON базується на абсолютно новому рівні транспортної конвергенції (TC), який може завершити адаптацію високорівневих послуг різноманітності.Як показано на малюнку 2, він визначає інкапсуляцію ATM та інкапсуляцію GFP (загальний протокол кадрування).Ви можете вибрати обидва.Один призначений для бізнес-інкапсуляції.Зважаючи на нинішню популярність додатків для банкоматів, доступний GPON, який підтримує лише інкапсуляцію GFP.Полегшений пристрій з’явився, видаливши ATM зі стеку протоколів, щоб зменшити витрати.
GFP — це загальна процедура канального рівня для кількох послуг, визначена ITU як G. 7041. У GFP у GPON було внесено невелику кількість модифікацій, а PortID було введено на початку кадру GFP для підтримки багатопортового мультиплексування.Для збільшення ефективної пропускної здатності системи також вводиться індикація сегментації Frag (фрагмент).І він підтримує лише режим обробки даних для даних змінної довжини і не підтримує прозорий режим обробки даних для блоків даних.GPON має потужну мультисервісну пропускну здатність.Рівень TC GPON по суті є синхронним, використовує стандартні 8 кГц (125μm) кадри фіксованої довжини, що дозволяє GPON підтримувати наскрізну синхронізацію та інші квазісинхронні служби, особливо для безпосередньої підтримки послуг TDM, так званого NativeTDM.GPON має «природну» підтримку послуг TDM.
Цей висновок: Рівень TC, що підтримує GPON для мультисервісу, сильніший, ніж MPCP EPON.
Висновок
EPON і GPON мають свої переваги.За показниками продуктивності GPON краще EPON.Однак EPON має перевагу в часі та вартості.GPON наздоганяє.Очікування майбутнього ринку широкосмугового доступу може бути не заміною, а доповненням.GPON буде більш придатним для пропускної здатності, мультисервісності, високих вимог до QoS і безпеки, а також технології ATM як магістрального клієнта.Для клієнтів з низькими вимогами до чутливості, QoS і безпеки EPON став домінуючим фактором.