Что такое ПОН? Технологии широкополосного доступа стремительно развиваются, и им суждено стать полем битвы, где дым никогда не рассеется. В настоящее время в стране по-прежнему широко распространена технология ADSL, но все больше и больше производителей оборудования и операторов обращают свое внимание на технологию доступа к оптической сети.
Цены на медь продолжают расти, цены на кабельное телевидение продолжают снижаться, а растущий спрос на услуги IPTV и видеоигр стимулирует рост FTTH. Становится ясной прекрасная перспектива замены медного кабеля и проводного коаксиального кабеля оптическим кабелем, телефоном, кабельным телевидением и тройной системой широкополосной передачи данных.
Рисунок 1: Топология PON
Пассивная оптическая сеть PON (пассивная оптическая сеть) — это основная технология реализации оптоволокна FTTH в доме, обеспечивающая оптоволоконный доступ «точка-многоточка», как показано на рисунке 1.ОЛТ(терминал оптической линии) и пользовательская сторона офиса.ОНУ(Оптический сетевой блок) и ODN (Оптическая распределительная сеть). Обычно нисходящая линия связи использует режим вещания TDM, а восходящая линия связи принимает режим TDMA (множественный доступ с временным разделением каналов) для формирования древовидной топологии «точка-многоточка». Самая большая особенность PON, поскольку технология оптического доступа является «пассивной». ODN не содержит активных электронных устройств и электронных источников питания. Все они состоят из пассивных компонентов, таких как сплиттеры, которые имеют низкие затраты на управление и эксплуатацию.
История развития PON
Исследования технологии PON начались в 1995 году. В октябре 1998 года ITU принял стандарт технологии PON на базе ATM, G, пропагандируемый организацией FSAN (сеть доступа с полным спектром услуг). 983. Также известен как BPON (BroadbandPON). Скорость составляет 155 Мбит/с и опционально может поддерживать скорость 622 Мбит/с.
EFMA (Альянс Ethernet на первой миле) представил концепцию Ethernet-PON (EPON) в конце 2000 года со скоростью передачи 1 Гбит/с и канальным уровнем, основанным на простой инкапсуляции Ethernet.
GPON (Gigabit-CapablePON) был предложен организацией FSAN в сентябре 2002 года, а ITU принял соглашение G в марте 2003 года. 984. 1 и G. 984. 2. Ж.984.1 Указаны общие характеристики системы доступа GPON.Ж. 984.2 определяет подуровень, связанный с физическим распределением ODN (оптической распределительной сети) GPON. В июне 2004 года ITU снова принял G. 984.3, в котором указаны требования к уровню конвергенции передачи (TC).
Сравнение продуктов EPON и GPON
EPON и GPON — два основных участника системы доступа к оптической сети, каждый из которых имеет свои преимущества, конкурируя друг с другом, дополняя друг друга и учась друг у друга. Ниже они сравниваются в различных аспектах:
Ставка
EPON обеспечивает фиксированную скорость восходящего и нисходящего канала 1,25 Гбит/с с использованием линейного кодирования 8b/10b, а фактическая скорость составляет 1 Гбит/с.
GPON поддерживает несколько классов скорости и может поддерживать асимметричные скорости восходящего и нисходящего канала, нисходящий канал 2,5 Гбит/с или 1,25 Гбит/с и восходящий канал 1,25 Гбит/с или 622 Мбит/с. В соответствии с фактическим спросом определяются скорости восходящей и нисходящей линии связи, а также выбираются соответствующие оптические модули для увеличения соотношения цены и скорости оптического устройства.
Такой вывод: GPON лучше, чем EPON.
Коэффициент разделения
Коэффициент разделения – это сколькоONU(пользователей) переносятся однимОЛТпорт (офис).
Стандарт EPON определяет соотношение разделения 1:32.
Стандарт GPON определяет соотношение разделения следующим образом: 1:32; 1:64; 1:128
Фактически, технические системы EPON также могут достигать более высоких коэффициентов разделения, например 1:64, 1:128, протокол управления EPON может поддерживать большеONU.Коэффициент дороги в основном ограничен техническими характеристиками оптического модуля, а большой коэффициент разделения приведет к значительному увеличению стоимости оптического модуля. Кроме того, вносимые потери PON составляют от 15 до 18 дБ, а большой коэффициент разделения уменьшает расстояние передачи. Слишком большая пропускная способность совместного использования пользователями также является издержкой большого коэффициента разделения.
Вывод: GPON обеспечивает множественную избирательность, но соображения стоимости не очевидны. Максимальное физическое расстояние, которое может поддерживать система GPON. Когда коэффициент оптического разделения составляет 1:16, должно поддерживаться максимальное физическое расстояние 20 км. Когда коэффициент оптического разделения составляет 1:32, должно поддерживаться максимальное физическое расстояние 10 км. ЭПОН тот жеэтот вывод: равны.
QOS (качество обслуживания)
EPON добавляет 64-байтовый MPCP (протокол многоточечного управления) к заголовку Ethernet MAC-заголовка. MPCP контролирует доступ к топологии P2MP «точка-многоточка» через сообщения, конечные автоматы и таймеры для реализации динамического распределения полосы пропускания DBA. MPCP включает в себя распределениеОНУвременные интервалы передачи, автоматическое обнаружение и объединениеONUи сообщать о перегрузке на более высокие уровни для динамического распределения полосы пропускания. MPCP обеспечивает базовую поддержку топологии P2MP. Однако протокол не классифицирует приоритеты обслуживания. Все сервисы случайным образом конкурируют за пропускную способность. GPON имеет более полный DBA и отличные возможности обслуживания QoS.
GPON делит метод распределения полосы пропускания на четыре типа. Наивысший приоритет — фиксированный (Fixed), гарантированный, негарантированный и BestEffort. Администратор баз данных далее определяет контейнер трафика (T-CONT) как блок планирования трафика восходящей линии связи, и каждый T-CONT идентифицируется Alloc-ID. Каждый T-CONT может содержать один или несколько идентификаторов GEMPort-ID. T-CONT разделен на пять типов услуг. Различные типы T-CONT имеют разные режимы распределения полосы пропускания, которые могут соответствовать различным требованиям QoS для разных потоков услуг в отношении задержки, дрожания и скорости потери пакетов. T-CONT типа 1 характеризуется фиксированным временным интервалом с фиксированной полосой пропускания, соответствующим выделение фиксированной полосы пропускания (Fixed), подходящее для услуг, чувствительных к задержке, таких как голосовые услуги. Тип 2 характеризуется фиксированной полосой пропускания, но неопределенным временным интервалом. Соответствующее гарантированное распределение полосы пропускания (гарантированное) подходит для услуг с фиксированной полосой пропускания, которые не требуют высокого джиттера, например услуг видео по запросу. Тип 3 характеризуется гарантированной минимальной полосой пропускания и динамическим разделением резервной полосы пропускания, а также имеет ограничение максимальной пропускной способности, соответствующее выделению негарантированной полосы пропускания (негарантированному), подходящее для услуг с требованиями гарантии обслуживания и большого пакетного трафика. Например, бизнес-загрузка. Тип 4 характеризуется BestEffort, без гарантии пропускной способности, подходит для служб с низкими требованиями к задержке и джиттеру, таких как служба веб-просмотра. Тип 5 — это комбинированный тип, после выделения гарантированной и негарантированной полосы пропускания дополнительные требования к полосе пропускания распределяются как можно лучше.
Вывод: GPON лучше, чем EPON
Эксплуатация и обслуживание OAM
EPON не уделяет особого внимания OAM, а просто определяет удаленную индикацию неисправностей ONT, петлевой контроль и мониторинг канала, а также является дополнительной поддержкой.
GPON определяет PLOAM (PhysicalLayerOAM) на физическом уровне, а OMCI (ONTManagementandControlInterface) определяется на верхнем уровне для выполнения управления OAM на нескольких уровнях. PLOAM используется для реализации шифрования данных, обнаружения состояния и мониторинга ошибок. Канальный протокол OMCI используется для управления услугами, определенными верхним уровнем, включая набор функциональных параметровОНУ, тип и количество услуги T-CONT, параметры QoS, информацию о конфигурации запроса и статистику производительности, а также автоматически уведомлять о текущих событиях системы для реализации конфигурацииОЛТна ОНТ. Управление диагностикой неисправностей, производительностью и безопасностью.
Вывод: GPON лучше, чем EPON
Инкапсуляция канального уровня и поддержка нескольких сервисов
Как показано на рисунке 2, EPON следует простому формату данных Ethernet, но добавляет 64-байтовый протокол управления «точка-многоточка» MPCP в заголовок Ethernet для реализации распределения полосы пропускания, циклического перебора полосы пропускания и автоматического обнаружения в системе EPON. Ранжирование и другие работы. Существует не так много исследований по поддержке других услуг, кроме услуг передачи данных (например, служб синхронизации TDM). Многие поставщики EPON разработали некоторые нестандартные продукты для решения этой проблемы, но они не идеальны, и им сложно удовлетворить требования QoS операторского класса.
Рисунок 2. Сравнение стеков протоколов GPON и EPON.
GPON основан на совершенно новом уровне транспортной конвергенции (TC), который может завершить адаптацию услуг разнесения высокого уровня. Как показано на рисунке 2, он определяет инкапсуляцию ATM и инкапсуляцию GFP (общий протокол формирования кадров). Вы можете выбрать оба. Один из них предназначен для инкапсуляции бизнеса. Учитывая текущую популярность приложений ATM, доступен GPON, который поддерживает только инкапсуляцию GFP. Появилось облегченное устройство, в результате которого ATM был удален из стека протоколов для снижения затрат.
GFP — это общая процедура канального уровня для нескольких служб, определенная МСЭ как G.7041. В GFP в GPON было внесено небольшое количество модификаций, а в начале кадра GFP был введен PortID для поддержки многопортового мультиплексирования. Также введена индикация сегментации Frag (Фрагмент) для увеличения эффективной пропускной способности системы. И он поддерживает только режим обработки данных для данных переменной длины и не поддерживает режим прозрачной обработки данных для блоков данных. GPON обладает мощной мультисервисной пропускной способностью. Уровень TC GPON по существу синхронен и использует стандартную частоту 8 кГц (125μm) кадры фиксированной длины, что позволяет GPON поддерживать сквозную синхронизацию и другие квазисинхронные услуги, особенно для непосредственной поддержки услуг TDM, так называемого NativeTDM. GPON имеет «естественную» поддержку услуг TDM.
Этот вывод: уровень TC, поддерживающий GPON для мультисервисных услуг, сильнее, чем MPCP EPON.
Заключение
EPON и GPON имеют свои преимущества. GPON лучше EPON по показателям производительности. Однако EPON имеет преимущество во времени и стоимости. GPON догоняет. Ожидание будущего рынка широкополосного доступа не может стать заменой, а должно дополнять друг друга. Для обеспечения пропускной способности, мультисервисности, высоких требований к качеству обслуживания и безопасности, а также технологии ATM в качестве основного клиента GPON будет более подходящим. Для клиентов с низкими требованиями к стоимости, качеству обслуживания и безопасности EPON стал доминирующим фактором.