Quina diferència hi ha entre les xarxes de fibra òptica EPON i GPON?

Quina diferència hi ha entre les xarxes de fibra òptica EPON i GPON?

EPON i GPON són versions populars de xarxes òptiques passives (PONs). Aquestes xarxes de curt recorregut de cable de fibra òptica s'utilitzen per a accés a Internet, protocol de veu a Internet (VoIP) i lliurament de televisió digital en àrees metropolitanes. Altres usos inclouen connexions backhaul per a bases bàsiques mòbils, punts d’accés Wi-Fi i fins i tot sistemes d’antenes distribuïdes (DAS). Les diferències principals entre ells es troben en els protocols utilitzats per a comunicacions aigües avall i aigües amunt.

Xarxes òptiques passives

EPON i GPON són versions populars de xarxes òptiques passives (PONs). Aquestes xarxes de curt recorregut de cable de fibra òptica s'utilitzen per a accés a Internet, protocol de veu a Internet (VoIP) i lliurament de televisió digital en àrees metropolitanes. Altres usos inclouen connexions backhaul per a bases bàsiques mòbils, punts d’accés Wi-Fi i fins i tot sistemes d’antenes distribuïdes (DAS). Les diferències principals entre ells es troben en els protocols utilitzats per a comunicacions aigües avall i aigües amunt.

Xarxes òptiques passives

El terme FTTx s'utilitza per indicar fins a quina distància es troba una fibra. A FTTH, x és per a casa. També podeu veure-ho anomenat FTTP o fibra a les instal·lacions. Una altra variació és FTTB per a fibra a l'edifici. Aquestes tres versions defineixen sistemes on la fibra s’executa des del proveïdor de serveis fins al client. D'altres formes, la fibra no s'executa fins al client. En lloc d'això, s'executa a un node provisional del barri. A això s'anomena FTTN per a la fibra al node. Una altra variació és FTTC, o fibra a la vorera. També la fibra no surt fins a casa. Les xarxes FTTC i FTTN poden utilitzar una línia telefònica de coure no protegida de parella torçada (UTP) del client per ampliar els serveis a un cost més baix. Per exemple, una línia ADSL ràpida transporta les dades de fibra als dispositius del client.

L’acord típic PON és una xarxa P2MP de punt a diversos punts on un terminal de línia òptica central (OLT) de la instal·lació del proveïdor de serveis distribueix TV o servei d’Internet a fins a 16 i 128 clients per línia de fibra (vegeu la figura) . Els separadors òptics, dispositius òptics passius que divideixen un únic senyal òptic en múltiples senyals iguals però de potència inferior, distribueixen els senyals als usuaris. Una unitat de xarxa òptica (ONU) acaba el PON a casa del client. L’ONU es comunica generalment amb un terminal de xarxa òptica (ONT), que pot ser un quadre independent que connecta el PON a aparells de televisió, telèfons, ordinadors o un encaminador sense fils. L’ONU / ONT pot ser un sol dispositiu.

Al mètode bàsic d’operació per a la distribució aigües baixes en una longitud d’ona de llum d’OLT a ONU / ONT, tots els clients reben les mateixes dades. L’ONU reconeix les dades dirigides a cada usuari. Per a l'amunt de l'ONU a l'OLT, s'utilitza una tècnica de múltiplex de divisió del temps (TDM) on cada usuari té assignat un interval de temps en una longitud d'ona de llum diferent. Amb aquest arranjament, els escletxes actuen com a combinadors de potència. Les transmissions amunt, anomenades operacions en mode ràfega, es produeixen a l'atzar, ja que l'usuari necessita enviar dades. El sistema assigna una ranura segons calgui. Com que el mètode TDM implica diversos usuaris en una sola transmissió, la taxa de dades a l’amunt sempre és més lenta que la velocitat aigües avall.

GPON

Al llarg dels anys s’han desenvolupat diversos estàndards PON. A finals dels anys 90, la Unió Internacional de Telecomunicacions (ITU) va crear l'estàndard APON, que utilitzava el mode de transferència asíncrona (ATM) per a la transmissió de paquets de llarg recorregut. Com que l'ATM ja no s'utilitza, es va crear una versió més recent anomenada banda ampla PON, o BPON. Dissenyat com a UIT-T G.983, aquest estàndard preveia 622 Mbits / s aigües baixes i 155 Mbits / s aigües amunt.

Tot i que encara es pot utilitzar BPON en alguns sistemes, la majoria de les xarxes actuals utilitzen GPON o Gigabit PON. La norma UIT-T és G.984. Ofereix 2.488 Gbits / s aigües avall i 1.244 Gbits / s aigües amunt.

GPON utilitza multiplexació de divisió òptica de longitud d'ona (WDM) de manera que es pot utilitzar una sola fibra tant per a dades com per a baix i per a amunt. Un làser d'una longitud d'ona (λ) de 1490 nm transmet dades aigües avall. Les dades ascendents transmeten una longitud d’ona de 1310 nm. Si es distribueix la televisió, s'utilitza una longitud d'ona de 1550 nm.

Mentre que cada ONU obté la taxa total a baix de 2.488 Gbits / s, GPON utilitza un format d'accés múltiple (TDMA) de divisió horària per assignar un interval de temps específic a cada usuari. Això divideix l'amplada de banda de manera que cada usuari obté una fracció, com ara 100 Mbits / s, depenent de com el destini el proveïdor de serveis.

La taxa amunt és inferior al màxim perquè es comparteix amb altres ONU en un esquema TDMA. L’OLT determina la distància i el retard de cada subscriptor. Aleshores, el programari proporciona una manera d’assignar punts d'interès a dades a l’alçada per a cada usuari.

La divisió típica d’una sola fibra és 1:32 o 1:64. Això vol dir que cada fibra pot servir fins a 32 o 64 subscriptors. En alguns sistemes són possibles relacions de repartiment de fins a 1: 128.

Pel que fa al format de dades, els paquets GPON poden gestionar directament paquets ATM. Recordeu que els caixers automàtics paquen tot en paquets de 53 bytes amb 48 per a dades i 5 per a despeses generals. GPON també utilitza un mètode d’encapsulació genèric per portar altres protocols. Pot encapsular Ethernet, IP, TCP, UDP, T1 / E1, vídeo, VoIP o altres protocols que sol·liciten la transmissió de dades. La mida mínima del paquet és de 53 bytes i el màxim és de 1518. El xifratge AES només es fa servir aigües avall.

La versió més recent de GPON és una versió de 10 gigabits anomenada XGPON o 10G-PON. A mesura que la demanda de serveis de vídeo i de TV (OTT) a la part superior ha augmentat, cada vegada hi ha més necessitat d’incrementar les tarifes de línia per gestionar les massives dades de vídeo d’alta definició. XGPON compleix aquest propòsit. La norma UIT és G.987.

La velocitat màxima de XGPON és de 10 Gbits / s (9.95328) aigües avall i de 2,5 Gbits / s (2.48832) aigües amunt. S'utilitzen diferents longituds d'ona WDM, 1577 nm aigües avall i 1270 nm aigües amunt. D'aquesta manera, el servei de 10 Gbit / s conviu a la mateixa fibra amb GPON estàndard. La divisió òptica és 1: 128 i la format de dades és la mateixa que GPON. El rang màxim és encara de 20 km. XGPON encara no està àmpliament implementat, però proporciona una excel·lent ruta d’actualització per als proveïdors de serveis i clients.

La majoria dels PON es configuren d'aquesta manera. El nombre de divisors i nivells de divisió varia en funció del venedor i del sistema. Les proporcions dividides solen ser de 1:32 o 1:64, però poden ser superiors.

EPON

L’Institut d’Enginyers Elèctrics i Electrònics (IEEE) va desenvolupar un altre nou estàndard PON. Basat en l'estàndard Ethernet 802.3, l'EPON 802.3ah especifica una xarxa passiva similar amb un abast de fins a 20 km. Utilitza WDM amb les mateixes freqüències òptiques que GPON i TDMA. La velocitat de dades de línia bruta és d’1,25 Gbits / s tant en sentit descendent com en sentit amunt. De vegades sentireu la xarxa denominada Gigabit Ethernet PON o GEPON.

EPON és totalment compatible amb altres estàndards Ethernet, per la qual cosa no es necessita cap conversió ni encapsulació quan es connecti a xarxes basades en Ethernet per qualsevol dels dos extrems. El mateix fotograma Ethernet s'utilitza amb una càrrega útil de fins a 1518 bytes. EPON no utilitza el mètode d'accés CSMA / CD utilitzat en altres versions d'Ethernet. Com que Ethernet és la tecnologia de xarxa principal utilitzada a les xarxes d'àrea local (LAN) i ara a les xarxes de metro (MAN), no és necessària la conversió de protocols.

També hi ha una versió Ethernet de 10 Gbits / s designada 802.3av. La velocitat de línia real és de 10.3125 Gbits / s. El mode primari és de 10 Gbits / s aigües amunt i aigües avall. Una variació utilitza 10 Gbits / s aigües avall i 1 Gbit / s aigües amunt. Les versions de 10 Gbit / s utilitzen diferents longituds d'ona òptiques a la fibra, 1575 a 1580 nm aigües avall i 1260 a 1280 nm aigües amunt, de manera que el sistema de 10 Gbit / s es pot multiplexar en longitud d'ona a la mateixa fibra que un estàndard d'1 Gbit / s sistema.

Resum

Les empreses de telecomunicacions utilitzen PONs per oferir serveis de triple joc, com TV, telèfon VoIP i servei d'Internet per als subscriptors. El benefici és una taxa de dades molt més elevada que és essencial per a la distribució de vídeos i altres serveis d'Internet. El baix cost dels components passius significa sistemes més senzills amb menys components que fallen o requereixen manteniment. El desavantatge principal és el menor abast possible, normalment no més de 20 km o 12 milles. Els PON creixen en popularitat a mesura que augmenta la demanda d’un servei d’Internet més ràpid i més vídeo. GPON és el més popular als Estats Units, com ara el sistema de Verizon's Foist. Els sistemes EPON són més prevalents a Àsia ia Europa.

La majoria dels PON es configuren d'aquesta manera. El nombre de divisors i nivells de divisió varia en funció del venedor i del sistema. Les proporcions dividides solen ser de 1:32 o 1:64, però poden ser superiors.