Cos'è il PON? La tecnologia di accesso alla banda larga sta crescendo ed è destinata a diventare un campo di battaglia dove il fumo non potrà mai dissiparsi. Al momento, la tecnologia mainstream nazionale è ancora la tecnologia ADSL, ma sempre più produttori e operatori di apparecchiature hanno rivolto la loro attenzione alla tecnologia di accesso alla rete ottica.
I prezzi del rame continuano ad aumentare, i prezzi dei cavi continuano a diminuire e la crescente domanda di servizi IPTV e videogiochi sta guidando la crescita di FTTH. Diventa chiara la bella prospettiva di sostituire il cavo in rame e il cavo coassiale con il cavo ottico, il telefono, la TV via cavo e il triple play dati a banda larga.
Figura 1: topologia PON
La rete ottica passiva PON (Passive Optical Network) è la tecnologia principale per realizzare la fibra FTTH a casa, fornendo accesso in fibra punto-multipunto, come mostrato nella Figura 1, è laOLT(terminale della linea ottica) e lato utente del lato ufficio. ILONU(Optical Network Unit) e ODN (Optical Distribution Network). Generalmente, il downlink adotta la modalità di trasmissione TDM e l'uplink adotta la modalità TDMA (Time Division Multiple Access) per formare una topologia ad albero punto-multipunto. il più grande punto forte del PON in quanto la tecnologia di accesso ottico è “passiva”. L'ODN non contiene dispositivi elettronici attivi e alimentatori elettronici. Tutti sono composti da componenti passivi come gli splitter, che hanno bassi costi di gestione e di esercizio.
Storia dello sviluppo del PON
La ricerca sulla tecnologia PON ha avuto origine nel 1995. Nell'ottobre 1998, l'ITU ha adottato lo standard tecnologico PON basato su ATM, G, sostenuto dall'organizzazione FSAN (rete di accesso a servizio completo). 983. Noto anche come BPON (BroadbandPON). La velocità è di 155 Mbps e può opzionalmente supportare 622 Mbps.
L'EFMA (Ethernetin the First Mile Alliance) ha introdotto alla fine del 2000 il concetto di Ethernet-PON (EPON) con una velocità di trasmissione di 1 Gbps e un livello di collegamento basato su un semplice incapsulamento Ethernet.
GPON (Gigabit-CapablePON) è stato proposto dall'organizzazione FSAN nel settembre 2002 e l'ITU ha adottato gli accordi G nel marzo 2003. 984. 1 e G. 984. 2. G. 984.1 Si specificano le caratteristiche generali del sistema di accesso GPON.G. 984.2 specifica il sottolivello relativo alla distribuzione fisica dell'ODN (Optical Distribution Network) di GPON. Nel giugno 2004, l'ITU ha nuovamente approvato G. 984.3, che specifica i requisiti per il livello Transmission Convergence (TC).
Confronto tra i prodotti EPON e GPON
EPON e GPON sono i due principali membri dell'accesso alla rete ottica, ciascuno con i propri meriti, competono tra loro, si completano a vicenda e imparano l'uno dall'altro. Di seguito li confronta sotto vari aspetti:
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EPON fornisce uplink e downlink fissi di 1,25 Gbps, utilizzando la codifica di linea 8b/10b e la velocità effettiva è di 1 Gbps.
GPON supporta più gradi di velocità e può supportare velocità asimmetriche di uplink e downlink, downstream di 2,5 Gbps o 1,25 Gbps e uplink di 1,25 Gbps o 622 Mbps. In base alla domanda effettiva, vengono determinate le tariffe di uplink e downlink e vengono selezionati i moduli ottici corrispondenti per aumentare il rapporto prezzo velocità del dispositivo ottico.
Questa conclusione: GPON è migliore di EPON.
Rapporto di divisione
Il rapporto di divisione è quantiONU(gli utenti) sono trasportati da unoOLTporto (ufficio).
Lo standard EPON definisce un rapporto di divisione di 1:32.
Lo standard GPON definisce il rapporto di divisione al seguente 1:32; 1:64; 1:128
In effetti, i sistemi tecnici EPON possono anche raggiungere rapporti di divisione più elevati, come 1:64, 1:128, il protocollo di controllo EPON può supportare piùONUIl rapporto stradale è limitato principalmente dalle specifiche prestazionali del modulo ottico e l'ampio rapporto di suddivisione farà aumentare significativamente il costo del modulo ottico. Inoltre, la perdita di inserzione PON è compresa tra 15 e 18 dB e l'ampio rapporto di suddivisione riduce la distanza di trasmissione. Un'eccessiva condivisione della larghezza di banda da parte degli utenti rappresenta anche il costo dell'ampio rapporto di suddivisione.
Questa conclusione: GPON fornisce selettività multipla, ma la considerazione dei costi non è ovvia. La distanza fisica massima che il sistema GPON può supportare. Quando il rapporto di suddivisione ottica è 1:16, dovrebbe essere supportata la distanza fisica massima di 20 km. Quando il rapporto di suddivisione ottica è 1:32, dovrebbe essere supportata la distanza fisica massima di 10 km. EPON è lo stesso,questa conclusione: uguale.
QOS (qualità del servizio)
EPON aggiunge un MPCP (protocollo di controllo multipunto) a 64 byte all'intestazione Ethernet dell'intestazione MAC. MPCP controlla l'accesso alla topologia punto-multipunto P2MP tramite messaggi, macchine a stati e timer per implementare l'allocazione dinamica della larghezza di banda DBA. L'MPCP coinvolge il assegnazione diONUfasce orarie di trasmissione, rilevamento automatico e unione diONUe segnalazione della congestione ai livelli superiori per allocare dinamicamente la larghezza di banda. MPCP fornisce il supporto di base per la topologia P2MP. Tuttavia, il protocollo non classifica le priorità del servizio. Tutti i servizi competono in modo casuale per la larghezza di banda. GPON ha un DBA più completo ed eccellenti capacità di servizio QoS.
GPON divide il metodo di allocazione della larghezza di banda del servizio in quattro tipi. La priorità più alta è fissa (Fissa), Assicurata, Non assicurata e BestEffort. Il DBA definisce inoltre un contenitore di traffico (T-CONT) come un'unità di pianificazione del traffico verso monte e ciascun T-CONT è identificato da un Alloc-ID. Ogni T-CONT può contenere uno o più GEMPort-ID. T-CONT è diviso in cinque tipi di servizi. Diversi tipi di T-CONT hanno diverse modalità di allocazione della larghezza di banda, che possono soddisfare diversi requisiti di QoS di diversi flussi di servizio per ritardo, jitter e tasso di perdita di pacchetti. T-CONT Tipo 1 è caratterizzato da un intervallo di tempo fisso a larghezza di banda fissa, corrispondente a un'allocazione di larghezza di banda fissa (Fixed), adatta per servizi sensibili al ritardo, come i servizi vocali. Il tipo 2 è caratterizzato da una larghezza di banda fissa ma da una fascia oraria indeterminata. La corrispondente allocazione di larghezza di banda garantita (Assicurata) è adatta per servizi a larghezza di banda fissa che non richiedono un jitter elevato, come i servizi video on demand. La tipologia 3 è caratterizzata da garanzia di larghezza di banda minima e condivisione dinamica della larghezza di banda ridondante, e presenta il vincolo di larghezza di banda massima, corrispondente all'allocazione di larghezza di banda non assicurata (Non Assicurata), adatta a servizi con requisiti di garanzia del servizio e traffico burst di grandi dimensioni. Come il download aziendale. Il tipo 4 è caratterizzato da BestEffort, nessuna garanzia di larghezza di banda, adatto a servizi con bassi requisiti di latenza e jitter, come il servizio di navigazione WEB. Il tipo 5 è un tipo combinato, dopo aver allocato la larghezza di banda garantita e non garantita, i requisiti aggiuntivi di larghezza di banda vengono allocati nel miglior modo possibile.
Conclusione: GPON è migliore di EPON
Gestire e mantenere l'OAM
EPON non tiene in grande considerazione l'OAM, ma definisce semplicemente l'indicazione di guasto remoto ONT, il loopback e il monitoraggio del collegamento ed è un supporto opzionale.
GPON definisce PLOAM (PhysicalLayerOAM) a livello fisico e OMCI (ONTManagementandControlInterface) è definito a livello superiore per eseguire la gestione OAM a più livelli. PLOAM viene utilizzato per implementare la crittografia dei dati, il rilevamento dello stato e il monitoraggio degli errori. Il protocollo del canale OMCI viene utilizzato per gestire i servizi definiti dal livello superiore, incluso il set di parametri funzionali delONU, il tipo e la quantità del servizio T-CONT, i parametri QoS, le informazioni sulla configurazione della richiesta e le statistiche sulle prestazioni, e notifica automaticamente gli eventi in corso del sistema per implementare la configurazione delOLTall'ONT. Gestione della diagnosi dei guasti, delle prestazioni e della sicurezza.
Conclusione: GPON è migliore di EPON
Incapsulamento del livello di collegamento e supporto multiservizio
Come mostrato nella Figura 2, EPON segue un semplice formato dati Ethernet, ma aggiunge un protocollo di controllo punto-multipunto MPCP a 64 byte all'intestazione Ethernet per implementare l'allocazione della larghezza di banda, il round robin della larghezza di banda e il rilevamento automatico nel sistema EPON. Gamma e altri lavori. Non c'è molta ricerca sul supporto di servizi diversi dai servizi dati (come i servizi di sincronizzazione TDM). Molti fornitori di EPON hanno sviluppato alcuni prodotti non standard per risolvere questo problema, ma non sono ideali ed è difficile soddisfare i requisiti QoS di classe carrier.
Figura 2: Confronto tra gli stack di protocolli GPON ed EPON
GPON si basa su un livello di convergenza dei trasporti (TC) completamente nuovo, che può completare l'adattamento dei servizi di diversità di alto livello. Come mostrato nella Figura 2, definisce l'incapsulamento ATM e l'incapsulamento GFP (protocollo di framing generale). Puoi sceglierli entrambi. Uno è per l'incapsulamento aziendale. Considerata l'attuale popolarità delle applicazioni ATM, è disponibile un GPON che supporta solo l'incapsulamento GFP. È nato il dispositivo lite, rimuovendo ATM dallo stack di protocolli per ridurre i costi.
GFP è una procedura generica del livello di collegamento per servizi multipli, definita dall'ITU come G. 7041. È stato apportato un piccolo numero di modifiche a GFP in GPON e PortID è stato introdotto all'inizio del frame GFP per supportare il multiplexing multiporta. Viene inoltre introdotta un'indicazione di segmentazione Frag (Fragment) per aumentare la larghezza di banda effettiva del sistema. Inoltre supporta solo la modalità di elaborazione dati per dati a lunghezza variabile e non supporta la modalità di elaborazione dati trasparente per blocchi di dati. GPON ha una potente capacità di carico multiservizio. Il livello TC di GPON è essenzialmente sincrono, utilizzando lo standard 8 kHz (125μm) frame a lunghezza fissa, che consentono a GPON di supportare la temporizzazione end-to-end e altri servizi quasi sincroni, in particolare per supportare direttamente i servizi TDM, i cosiddetti NativeTDM. GPON ha un supporto "naturale" per i servizi TDM.
Questa conclusione: il livello TC che supporta GPON per il multiservizio è più forte dell'MPCP di EPON.
Conclusione
EPON e GPON hanno i loro vantaggi. GPON è migliore di EPON in termini di indicatori di prestazione. Tuttavia, EPON ha il vantaggio di tempo e costi. GPON sta recuperando terreno. Guardando al futuro, il mercato dell'accesso alla banda larga potrebbe non essere sostitutivo, dovrebbe essere complementare. Per larghezza di banda, multiservizio, QoS elevato e requisiti di sicurezza e tecnologia ATM come cliente backbone, GPON sarà più adatto. Per i clienti con sensibilità ai costi, QoS e requisiti di sicurezza bassi, EPON è diventato il fattore dominante.