מה זה PON? טכנולוגיית הגישה לפס רחב גוברת, והיא עתידה להפוך לשדה קרב שבו העשן לעולם לא יתפזר. נכון לעכשיו, הזרם המרכזי המקומי הוא עדיין טכנולוגיית ADSL, אך יותר ויותר יצרני ומפעילי ציוד הפנו את תשומת לבם לטכנולוגיית גישה לרשת אופטית.
מחירי הנחושת ממשיכים לעלות, מחירי הכבלים ממשיכים לרדת, והביקוש הגובר לשירותי IPTV ומשחקי וידאו מניע את הצמיחה של FTTH. מתברר הסיכוי היפהפה של החלפת כבל הנחושת והכבל הקואקסיאלי החוטי בכבל האופטי, בטלפון, בטלוויזיה בכבלים ובטריפל-פליי של נתונים בפס רחב.
איור 1: טופולוגיה של PON
רשת אופטית פסיבית PON (רשת אופטית פסיבית) היא הטכנולוגיה העיקרית למימוש סיב FTTH לבית, המספקת גישה לסיבים מנקודה למספר נקודות, כפי שמוצג באיור 1.OLT(מסוף קו אופטי) וצד המשתמש בצד המשרד. הONU(יחידת רשת אופטית) ו-ODN (רשת הפצה אופטית) מורכבים. באופן כללי, ה-downlink מאמץ את מצב שידור TDM וה-uplink מאמץ את מצב TDMA (Time Division Multiple Access) כדי ליצור טופולוגיית עץ מנקודה לריבוי נקודות. גולת הכותרת הגדולה ביותר של PON כטכנולוגיית גישה אופטית היא "פסיבית". ה-ODN אינו מכיל מכשירים אלקטרוניים פעילים וספקי כוח אלקטרוניים. כולם מורכבים ממרכיבים פסיביים כמו מפצלים, בעלי עלויות ניהול ותפעול נמוכות.
היסטוריית פיתוח PON
מחקר הטכנולוגיה של PON מקורו בשנת 1995. באוקטובר 1998, אימץ ה-ITU את תקן טכנולוגיית ה-PON מבוסס ATM, G, בו תומך ארגון FSAN (רשת גישה מלאה לשירותים). 983. ידוע גם בשם BPON (BroadbandPON). הקצב הוא 155Mbps ואפשר לתמוך ב-622Mbps.
EFMA (Ethernetin the First Mile Alliance) הציגה את הרעיון של Ethernet-PON (EPON) בסוף שנת 2000 עם קצב שידור של 1 Gbps ושכבת קישור המבוססת על מעטפת Ethernet פשוטה.
GPON (Gigabit-CapablePON) הוצע על ידי ארגון FSAN בספטמבר 2002, וה-ITU אימץ את G במרץ 2003. הסכם 984. 1 ו-G. 984. 2. G. 984.1 המאפיינים הכוללים של מערכת הגישה GPON מפורטים.G. 984. 2 מפרט את שכבת המשנה הקשורה להפצה הפיזית של ODN (רשת הפצה אופטית) של GPON. ביוני 2004, ה-ITU עבר שוב את G. 984. 3, המפרט את הדרישות לשכבת התכנסות שידור (TC).
השוואה בין מוצרי EPON ו-GPON
EPON ו-GPON הם שני החברים העיקריים בגישה לרשת האופטית, כל אחד עם היתרונות שלו, מתחרים זה בזה, משלימים זה את זה ולומדים זה מזה. להלן השוואה ביניהם בהיבטים שונים:
קֶצֶב
EPON מספקת קישור למעלה ולמטה קבועים של 1.25Gbps, באמצעות קידוד קו 8b/10b, והקצב בפועל הוא 1Gbps.
GPON תומך במספר דרגות מהירות ויכול לתמוך במהירויות אסימטריות מעלה ומטה, 2.5Gbps או 1.25Gbps במורד הזרם, ו-1.25Gbps או 622Mbps uplink. על פי הביקוש בפועל, תעריפי ה-uplink וה-downlink נקבעים, והמודולים האופטיים המתאימים נבחרים כדי להגדיל את יחס המחיר של מהירות ההתקן האופטי.
המסקנה הזו: GPON עדיף על EPON.
יחס פיצול
יחס הפיצול הוא כמהONUs(משתמשים) נישאים על ידי אחדOLTנמל (משרד).
תקן EPON מגדיר יחס פיצול של 1:32.
תקן GPON מגדיר את יחס הפיצול ל-1:32 הבא; 1:64; 1:128
למעשה, מערכות EPON טכניות יכולות להשיג גם יחסי פיצול גבוהים יותר, כגון 1:64, 1:128, פרוטוקול בקרת EPON יכול לתמוך ביותרONUsיחס הדרך מוגבל בעיקר על ידי מפרטי הביצועים של המודול האופטי, ויחס הפיצול הגדול יגרום לעלות המודול האופטי לעלות משמעותית. בנוסף, אובדן הכנסת PON הוא 15 עד 18 dB, ויחס הפיצול הגדול מקטין את מרחק השידור. יותר מדי רוחב פס של שיתוף משתמשים הוא גם העלות של יחס הפיצול הגדול.
מסקנה זו: GPON מספק סלקטיביות מרובה, אך שיקול העלות אינו ברור. המרחק הפיזי המקסימלי שמערכת GPON יכולה לתמוך בו. כאשר יחס הפיצול האופטי הוא 1:16, יש לתמוך במרחק הפיזי המרבי של 20 ק"מ. כאשר יחס הפיצול האופטי הוא 1:32, יש לתמוך במרחק הפיזי המרבי של 10 ק"מ. EPON זהה,מסקנה זו: שווה.
QOS (איכות שירות)
EPON מוסיפה MPCP (פרוטוקול שליטה מרובת נקודות) של 64 בתים לכותרת ה-Ethernet של MAC. MPCP שולט בגישה לטופולוגיית P2MP נקודה לריבוי נקודות באמצעות הודעות, מכונות מצב וטיימרים כדי ליישם הקצאת רוחב פס דינמית של DBA. ה-MPCP כולל את הקצאה שלONUמשבצות זמן שידור, גילוי אוטומטי והצטרפות שלONUs, ודיווח על עומס לשכבות גבוהות יותר להקצאה דינמית של רוחב פס.MPCP מספק תמיכה בסיסית לטופולוגיית P2MP. עם זאת, הפרוטוקול אינו מסווג את סדרי העדיפויות של השירות. כל השירותים מתחרים באופן אקראי על רוחב הפס. ל-GPON יש DBA שלם יותר ויכולות שירות QoS מצוינות.
GPON מחלק את שיטת הקצאת רוחב הפס של השירות לארבעה סוגים. העדיפות הגבוהה ביותר היא קבועה (קבוע), מובטחת, לא מובטחת ו-BestEffort. ה-DBA מגדיר עוד מיכל תעבורה (T-CONT) כיחידת תזמון תעבורה בקישור, וכל T-CONT מזוהה על ידי Alloc-ID. כל T-CONT יכול להכיל GEMPort-ID אחד או יותר. T-CONT מחולק לחמישה סוגים של שירותים. לסוגים שונים של T-CONTs יש מצבי הקצאת רוחב פס שונים, שיכולים לעמוד בדרישות QoS שונות של זרימות שירות שונות עבור עיכוב, ריצוד וקצב אובדן מנות.T-CONT Type 1 מאופיין בחריץ זמן קבוע ברוחב פס, המתאים ל- הקצאת רוחב פס קבוע (קבוע), המתאימה לשירותים רגישים לעיכוב, כגון שירותי קול. סוג 2 מאופיין ברוחב פס קבוע אך משבצת זמן בלתי מוגדרת. הקצאת רוחב הפס המובטחת (Assured) המקבילה מתאימה לשירותי רוחב פס קבועים שאינם דורשים ריצוד גבוה, כגון שירותי וידאו על פי דרישה. סוג 3 מאופיין בערבות רוחב פס מינימלית ושיתוף דינמי של רוחב פס מיותר, ויש לו מגבלה של רוחב פס מקסימלי, התואם להקצאת רוחב פס לא מובטח (Non-Asured), מתאים לשירותים עם דרישות ערבות שירות ותעבורת פרצים גדולה. כגון הורדת עסקים. סוג 4 מאופיין ב-BestEffort, ללא ערבות לרוחב פס, מתאים לשירותים עם חביון נמוך ודרישות ריצוד, כגון שירות גלישה WEB. סוג 5 הוא סוג שילוב, לאחר הקצאת רוחב פס מובטח ולא מובטח, נוסף דרישות רוחב הפס מוקצות בצורה הטובה ביותר.
מסקנה: GPON עדיף על EPON
הפעלה ותחזוקה של OAM
ל-EPON אין יותר מדי התחשבות ב-OAM, אלא פשוט מגדיר חיווי תקלות מרחוק של ONT, לולאה חוזרת וניטור קישור, ומהווה תמיכה אופציונלית.
GPON מגדיר PLOAM (PhysicalLayerOAM) בשכבה הפיזית, ו-OMCI (ONTManagementandControlInterface) מוגדר בשכבה העליונה לביצוע ניהול OAM במספר רמות. PLOAM משמש ליישום הצפנת נתונים, זיהוי מצב וניטור שגיאות. פרוטוקול ערוץ OMCI משמש לניהול השירותים המוגדרים על ידי השכבה העליונה, כולל ערכת פרמטרי הפונקציות שלONU, הסוג והכמות של שירות T-CONT, פרמטרי ה-QoS, מידע תצורת הבקשה וסטטיסטיקת הביצועים, ולהודיע אוטומטית לאירועים הרצים של המערכת כדי ליישם את התצורה שלOLTל-ONT. ניהול אבחון תקלות, ביצועים ובטיחות.
מסקנה: GPON עדיף על EPON
עטיית שכבת קישור ותמיכה בריבוי שירותים
כפי שמוצג באיור 2, EPON עוקב אחר פורמט נתונים פשוט של אתרנט, אך מוסיף פרוטוקול בקרה MPCP נקודה לריבוי נקודות של 64 בתים לכותרת ה-Ethernet כדי ליישם הקצאת רוחב פס, רוחב פס עגול וגילוי אוטומטי במערכת EPON. ריינג' ועבודות אחרות. אין הרבה מחקר על תמיכה בשירותים מלבד שירותי נתונים (כגון שירותי סנכרון TDM). ספקי EPON רבים פיתחו כמה מוצרים לא סטנדרטיים כדי לפתור בעיה זו, אך הם אינם אידיאליים וקשה לעמוד בדרישות ה-QoS בדרגת הספק.
איור 2: השוואה בין ערימות פרוטוקול GPON ו-EPON
GPON מבוסס על שכבת התכנסות התחבורה החדשה לחלוטין (TC), שיכולה להשלים את ההתאמה של שירותי גיוון ברמה גבוהה. כפי שמוצג באיור 2, הוא מגדיר עטיפה של ATM ו-GFP אנקפסולציה (פרוטוקול מסגור כללי). אתה יכול לבחור בשניהם. האחד הוא עבור אנקפסולציה עסקית. לאור הפופולריות הנוכחית של יישומי כספומט, GPON שתומך רק באנקפסולציה של GFP זמין. מכשיר הלייט נוצר, והסיר את הכספומט מחסנית הפרוטוקולים כדי להפחית עלויות.
GFP הוא הליך שכבת קישור גנרי עבור שירותים מרובים, המוגדר על ידי ה-ITU כ-G. 7041. מספר קטן של שינויים בוצעו ב-GFP ב-GPON, ו-PortID הוצג בראש מסגרת ה-GFP כדי לתמוך בריבוי יציאות. חיווי פילוח Frag (Fragment) מוצג גם כדי להגדיל את רוחב הפס האפקטיבי של המערכת. והוא תומך רק במצב עיבוד נתונים עבור נתונים באורך משתנה ואינו תומך במצב עיבוד נתונים שקוף עבור בלוקי נתונים. ל-GPON כושר נשיאה רב-שירותי רב עוצמה. שכבת ה-TC של GPON היא למעשה סינכרונית, תוך שימוש ב-8 קילו-הרץ (125μמ) מסגרות באורך קבוע, המאפשרת ל-GPON לתמוך בתזמון מקצה לקצה ובשירותים מעין-סינכרוניים אחרים, במיוחד לתמיכה ישירה בשירותי TDM, מה שנקרא NativeTDM. ל-GPON יש תמיכה "טבעית" עבור שירותי TDM.
מסקנה זו: שכבת ה-TC התומכת ב-GPON עבור ריבוי שירותים חזקה יותר מה-MPCP של EPON.
מַסְקָנָה
ל-EPON ול-GPON יש יתרונות משלהם. GPON עדיף על EPON מבחינת מדדי ביצועים. עם זאת, ל-EPON יש את היתרון של זמן ועלות. GPON מדביק את הקצב. ההסתכלות קדימה לשוק הגישה לפס רחב עשויה להיות לא תחליף, היא צריכה להיות משלימה. עבור רוחב פס, ריבוי שירותים, דרישות איכות ובטיחות גבוהות וטכנולוגיית ATM כלקוח עמוד שדרה, GPON יתאים יותר. עבור לקוחות עם רגישות לעלות נמוכה, QoS ודרישות אבטחה, EPON הפכה לגורם הדומיננטי.