Jaka jest różnica między sieciami światłowodowymi EPON i GPON?

Jaka jest różnica między sieciami światłowodowymi EPON i GPON?

EPON i GPON to popularne wersje pasywnych sieci optycznych (PON). Te krótkodystansowe sieci światłowodowe służą do dostępu do Internetu, przesyłania głosu przez protokół internetowy (VoIP) i dostarczania telewizji cyfrowej w obszarach metropolitalnych. Inne zastosowania obejmują połączenia typu backhaul dla komórkowych stacji bazowych, hotspotów Wi-Fi, a nawet rozproszonych systemów antenowych (DAS). Główne różnice między nimi leżą w protokołach wykorzystywanych do komunikacji downstream i upstream.

Pasywne sieci optyczne

PON to sieć światłowodowa, która wykorzystuje wyłącznie elementy światłowodowe i pasywne, takie jak rozgałęźniki i łączniki, a nie elementy aktywne, takie jak wzmacniacze, repeatery lub obwody kształtujące. Takie sieci kosztują znacznie mniej niż sieci wykorzystujące aktywne komponenty. Główną wadą jest krótszy zasięg pokrycia ograniczony siłą sygnału. Podczas gdy aktywna sieć optyczna (AON) może obejmować zasięg do około 100 km (62 mil), PON jest zwykle ograniczony do kabli światłowodowych o długości do 20 km (12 mil). PON są również nazywane światłowodowymi sieciami domowymi (FTTH).

Termin FTTx jest używany do określenia, jak daleko przebiega światłowód. W FTTH x jest dla domu. Możesz także zobaczyć, że nazywa się FTTP lub Fibre w lokalu. Inną odmianą jest FTTB dla światłowodu do budynku. Te trzy wersje definiują systemy, w których światłowód przebiega od usługodawcy do klienta. W innych formach światłowód nie dociera do klienta. Zamiast tego jest uruchamiany do węzła tymczasowego w sąsiedztwie. Nazywa się to FTTN dla światłowodu do węzła. Inną odmianą jest FTTC lub włókno do krawężnika. Tutaj także światłowód nie biegnie aż do domu. Sieci FTTC i FTTN mogą korzystać z nieekranowanej miedzianej linii telefonicznej skrętki (UTP) w celu rozszerzenia usług przy niższych kosztach. Na przykład szybka linia ADSL przenosi dane światłowodowe do urządzeń klienta.

Typowym rozwiązaniem PON jest sieć punkt-punkt (P2MP), w której centralny terminal linii optycznej (OLT) w placówce usługodawcy dystrybuuje usługi telewizyjne lub internetowe do 16 do 128 klientów na linię światłowodową (patrz rysunek) . Rozdzielacze optyczne, pasywne urządzenia optyczne, które dzielą pojedynczy sygnał optyczny na wiele sygnałów o jednakowej mocy, ale o niższej mocy, rozdzielają sygnały między użytkowników. Jednostka sieci optycznej (ONU) kończy PON w domu klienta. ONU zwykle komunikuje się z optycznym terminalem sieciowym (ONT), który może być oddzielnym urządzeniem, które łączy PON z telewizorami, telefonami, komputerami lub routerem bezprzewodowym. ONU / ONT może być jednym urządzeniem.

W podstawowej metodzie działania dla dystrybucji w dół strumienia na jednej długości fali światła od OLT do ONU / ONT wszyscy klienci otrzymują te same dane. ONU rozpoznaje dane skierowane do każdego użytkownika. W przypadku przesyłania z ONU do OLT stosuje się technikę multipleksowania z podziałem czasu (TDM), w której każdemu użytkownikowi przypisano szczelinę czasową na innej długości fali światła. W tym układzie rozdzielacze działają jak kombinatory mocy. Transmisje w górę, zwane operacjami w trybie serii, zachodzą losowo, ponieważ użytkownik musi wysłać dane. System przypisuje szczelinę w razie potrzeby. Ponieważ metoda TDM obejmuje wielu użytkowników na jednej transmisji, szybkość przesyłania danych w górę jest zawsze wolniejsza niż prędkość pobierania.

GPON

Z biegiem lat opracowano różne standardy PON. Pod koniec lat 90. Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny (ITU) stworzył standard APON, który wykorzystywał tryb transferu asynchronicznego (ATM) do transmisji pakietów dalekiego zasięgu. Ponieważ ATM nie jest już używany, utworzono nowszą wersję o nazwie PON szerokopasmowego lub BPON. Standard ten, oznaczony jako ITU-T G.983, przewidywał 622 Mb / s poniżej i 155 Mb / s powyżej.

Podczas gdy BPON może być nadal używany w niektórych systemach, większość obecnych sieci używa GPON lub Gigabit PON. Standard ITU-T to G.984. Dostarcza 2,488 Gb / s poniżej i 1,244 Gb / s powyżej.

GPON wykorzystuje optyczne multipleksowanie z podziałem długości fali (WDM), dzięki czemu jedno włókno może być użyte zarówno dla danych pobieranych, jak i wysyłanych. Laser o długości fali (λ) 1490 nm przesyła dane w dół. Dane z góry przesyłane są na fali o długości 1310 nm. Jeśli telewizja jest dystrybuowana, używana jest długość fali 1550 nm.

Podczas gdy każda jednostka ONU uzyskuje pełną prędkość pobierania 2,488 Gb / s, GPON używa formatu wielokrotnego dostępu z podziałem czasu (TDMA) w celu przydzielenia określonej szczeliny czasowej każdemu użytkownikowi. Dzieli to szerokość pasma, dzięki czemu każdy użytkownik otrzymuje ułamek, taki jak 100 Mb / s, w zależności od sposobu przydzielania go przez usługodawcę.

Szybkość wysyłania jest mniejsza niż maksymalna, ponieważ jest dzielona z innymi jednostkami ONU w schemacie TDMA. OLT określa odległość i opóźnienie czasowe każdego abonenta. Następnie oprogramowanie zapewnia sposób przydzielania przedziałów czasowych do przesyłania danych dla każdego użytkownika.

Typowy podział pojedynczego włókna to 1:32 lub 1:64. Oznacza to, że każde włókno może obsługiwać do 32 lub 64 abonentów. W niektórych systemach możliwe są współczynniki podziału do 1: 128.

Jeśli chodzi o format danych, pakiety GPON mogą bezpośrednio obsługiwać pakiety ATM. Przypomnij sobie, że ATM pakuje wszystko w 53-bajtowe pakiety z 48 na dane i 5 narzut. GPON wykorzystuje również ogólną metodę enkapsulacji do przenoszenia innych protokołów. Może hermetyzować Ethernet, IP, TCP, UDP, T1 / E1, wideo, VoIP lub inne protokoły wymagane przez transmisję danych. Minimalny rozmiar pakietu to 53 bajty, a maksymalny to 1518. Szyfrowanie AES jest używane tylko w dalszym ciągu.

Najnowsza wersja GPON to 10-gigabitowa wersja o nazwie XGPON lub 10G-PON. W związku ze wzrostem zapotrzebowania na usługi wideo i usługi telewizyjne (OTT) rośnie potrzeba zwiększenia szybkości linii w celu obsługi ogromnych danych wideo w wysokiej rozdzielczości. XGPON służy temu celowi. Standard ITU to G.987.

Maksymalna szybkość XGPON wynosi 10 Gb / s (9,95328) w dół i 2,5 Gb / s (2,48832) w górę. Stosowane są różne długości fali WDM, 1577 nm poniżej i 1270 nm powyżej. Dzięki temu usługa 10 Gbit / s może współistnieć na tym samym światłowodzie ze standardowym GPON. Podział optyczny wynosi 1: 128, a formatowanie danych jest takie samo jak GPON. Maksymalny zasięg to nadal 20 km. XGPON nie jest jeszcze powszechnie wdrażany, ale zapewnia doskonałą ścieżkę aktualizacji dla usługodawców i klientów.

Większość PON jest skonfigurowana w ten sposób. Liczba rozgałęźników i poziomów podziału zależy od dostawcy i systemu. Współczynniki podziału wynoszą zwykle 1:32 lub 1:64, ale mogą być wyższe.

EPON

Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników (IEEE) opracował kolejny nowszy standard PON. Oparty na standardzie Ethernet 802.3, EPON 802.3ah określa podobną sieć pasywną o zasięgu do 20 km. Wykorzystuje WDM o takich samych częstotliwościach optycznych jak GPON i TDMA. Szybkość transmisji linii surowej wynosi 1,25 Gb / s zarówno w kierunku dolnym, jak i dolnym. Czasami słychać sieć zwaną Gigabit Ethernet PON lub GEPON.

EPON jest w pełni kompatybilny z innymi standardami Ethernet, więc nie jest wymagana konwersja ani hermetyzacja przy podłączaniu do sieci opartych na Ethernet na obu końcach. Ta sama ramka Ethernet jest używana z ładunkiem do 1518 bajtów. EPON nie stosuje metody dostępu CSMA / CD stosowanej w innych wersjach Ethernetu. Ponieważ Ethernet jest podstawową technologią sieciową stosowaną w sieciach lokalnych (LAN), a teraz w sieciach miejskich (MAN), konwersja protokołu nie jest wymagana.

Istnieje również wersja Ethernet 10 Gbit / s oznaczona 802.3av. Rzeczywista szybkość linii wynosi 10,3125 Gb / s. Tryb podstawowy to 10 Gb / s w górę lub w dół. Odmiana wykorzystuje 10 Gb / s poniżej i 1 Gbit / s powyżej. Wersje 10 Gbit / s wykorzystują różne długości fal optycznych na światłowodzie, 1575–1580 nm poniżej i 1260– 1280 nm powyżej, dzięki czemu system 10 Gbit / s może być multipleksowany przy pomocy tego samego światłowodu jak standardowy 1 Gbit / s system.

Podsumowanie

Firmy telekomunikacyjne używają PON do świadczenia usług triple play, w tym telewizji, telefonu VoIP i usług internetowych dla abonentów. Korzyścią jest znacznie wyższa szybkość transmisji danych, która jest niezbędna do dystrybucji wideo i innych usług internetowych. Niski koszt komponentów pasywnych oznacza prostsze systemy z mniejszą liczbą komponentów, które ulegają awarii lub wymagają konserwacji. Podstawową wadą jest możliwy krótszy zasięg, zwykle nie większy niż 20 km lub 12 mil. PON zyskują na popularności, ponieważ rośnie zapotrzebowanie na szybsze usługi internetowe i coraz więcej filmów. GPON jest najbardziej popularny w Stanach Zjednoczonych, taki jak system Foist firmy Verizon. Systemy EPON są bardziej rozpowszechnione w Azji i Europie.

Branże pokrewne

Wyślij zapytanie