מה ההבדל בין רשתות סיבים אופטיים EPON ו- GPON?

מה ההבדל בין רשתות סיבים אופטיים EPON ו- GPON?

EPON ו- GPON הן גרסאות פופולריות לרשתות אופטיות פסיביות (PON). רשתות אלה לטווח קצר של כבלים סיבים אופטיים משמשות לגישה לאינטרנט, פרוטוקול קול באמצעות אינטרנט (VoIP) ומשלוח טלוויזיה דיגיטלית באזורי מטרופולין. שימושים אחרים כוללים חיבורי backhaul עבור תחנות בסיס סלולריות, נקודות חמות Wi-Fi ואפילו מערכות אנטנה מופצות (DAS). ההבדלים העיקריים ביניהם טמונים בפרוטוקולים המשמשים לתקשורת במורד הזרם ובמעלה הזרם.

רשתות אופטיות פסיביות

EPON ו- GPON הן גרסאות פופולריות לרשתות אופטיות פסיביות (PON). רשתות אלה לטווח קצר של כבלים סיבים אופטיים משמשות לגישה לאינטרנט, פרוטוקול קול באמצעות אינטרנט (VoIP) ומשלוח טלוויזיה דיגיטלית באזורי מטרופולין. שימושים אחרים כוללים חיבורי backhaul עבור תחנות בסיס סלולריות, נקודות חמות Wi-Fi ואפילו מערכות אנטנה מופצות (DAS). ההבדלים העיקריים ביניהם נעוצים בפרוטוקולים המשמשים לתקשורת במורד הזרם ובמעלה הזרם.

רשתות אופטיות פסיביות

PON היא רשת סיבים המשתמשת רק בסיבים ורכיבים פסיביים כמו מפצלים ומשלבים ולא רכיבים פעילים כמו מגברים, משחזרים או מעגלי עיצוב. רשתות כאלה עולות פחות משמעותית מאלו המשתמשים ברכיבים פעילים. החיסרון העיקרי הוא טווח כיסוי קצר יותר המוגבל על ידי חוזק האות. בעוד שרשת אופטית פעילה (AON) יכולה לכסות טווח של עד 100 ק"מ (62 מיילים), PON מוגבלת בדרך כלל לריצות כבל סיב של עד 20 ק"מ. PON נקראים גם סיבים לבית הרשתות (FTTH).

המונח FTTx משמש כדי לקבוע עד כמה רחוק מסלול סיבים. ב- FTTH, x מיועד לבית. אתה יכול גם לראות את זה נקרא FTTP או סיבים למתחם. וריאציה נוספת היא FTTB עבור סיבים לבניין. שלוש הגרסאות הללו מגדירות מערכות בהן הסיב פועל כל הדרך מספק השירות ללקוח. בצורות אחרות, הסיב אינו מופעל עד לקוח. במקום זאת הוא מועבר לצומת ביניים בשכונה. זה נקרא FTTN עבור סיבים לצומת. וריאציה נוספת היא FTTC, או סיבים עד לרסן. גם כאן הסיב לא רץ עד הבית. רשתות FTTC ו- FTTN עשויות להשתמש בקו טלפון נחושת לא מסוכך (UTP) עם קו מסובך של הלקוח כדי להרחיב את השירותים בעלות נמוכה יותר. לדוגמה, קו ADSL מהיר מביא את נתוני הסיבים למכשירי הלקוח.

הסדר ה- PON האופייני הוא רשת נקודתית מרובת נקודות (P2MP) בה מסוף קו אופטי מרכזי (OLT) במתקן של ספק השירות מפיץ שירות טלוויזיה או אינטרנט לרבים מ- 16 עד 128 לקוחות בכל קו סיבים (ראה איור) . מפצלים אופטיים, התקנים אופטיים פסיביים המחלקים אות אופטי יחיד למספר אותות שווים אך בעלי עוצמה נמוכה, מפיצים את האותות למשתמשים. יחידת רשת אופטית (ONU) מסיימת את ה- PON בבית הלקוח. ה- ONU מתקשר בדרך כלל עם מסוף רשת אופטי (ONT), שעשוי להיות תיבה נפרדת המחברת את ה- PON למכשירי טלוויזיה, טלפונים, מחשבים או נתב אלחוטי. ה- ONU / ONT עשוי להיות התקן אחד.

בשיטת הפעולה הבסיסית להפצה במורד הזרם באורך גל אחד של אור מ- OLT ל- ONU / ONT, כל הלקוחות מקבלים את אותם נתונים. ה- ONU מזהה נתונים הממוקדים לכל משתמש. במורד הזרם מ- ONU ל- OLT, נעשה שימוש בטכניקת חלוקת זמן (TDM), כאשר לכל משתמש מוקצה מספר זמן באורך גל שונה של אור. עם הסדר זה מפיצים משמשים כמשלבי כוח. השידורים במעלה הזרם, הנקראים פעולות במצב burst, מתרחשים באופן אקראי שכן המשתמש צריך לשלוח נתונים. המערכת מקצה חריץ לפי הצורך. מכיוון ששיטת TDM כוללת משתמשים מרובים בהעברה יחידה, קצב הנתונים במעלה הזרם הוא תמיד איטי יותר מהקצב במורד הזרם.

GPON

במהלך השנים פותחו תקני PON שונים. בסוף שנות התשעים, איגוד התקשורת הבינלאומי (ITU) יצר את תקן APON, שהשתמש במצב העברה אסינכרוני (ATM) להעברת מנות ארוכות טווח. מכיוון שכבר לא משתמשים בכספומט, נוצרה גרסה חדשה יותר בשם PON בפס רחב, או BPON. תקן זה, המיועד ל- ITU-T G.983, סיפק 622 Mbits / s במורד הזרם ו 155 Mbits / s במעלה הזרם.

בעוד שעדיין ניתן להשתמש ב- BPON במערכות מסוימות, רוב הרשתות הנוכחיות משתמשות ב- GPON, או ב- Gigabit PON. תקן ITU-T הוא G.984. זה מספק 2.488 ג'יגה ביט / ש 'במורד הזרם ו -1.244 ג'יגה ביט / ש' במעלה הזרם.

GPON משתמש במכפלות חלוקת אורך גל אופטי (WDM) כך שניתן להשתמש בסיב יחיד לנתונים במורד הזרם וגם במעלה הזרם. לייזר באורך גל (λ) של 1490 ננומטר מעביר נתונים במורד הזרם. נתונים במעלה הזרם משדרים באורך גל של 1310 ננומטר. אם מופצים טלוויזיה, משתמשים באורך גל של 1550 ננומטר.

בעוד שכל ONU מקבל את השיעור המלא במורד הזרם של 2.488 ג'יגה ביט / שניות, GPON משתמשת בתבנית גישה מרובת חלוקת זמן (TDMA) כדי להקצות מספר זמן מסוים לכל משתמש. זה מחלק את רוחב הפס כך שכל משתמש יקבל שבר כמו 100 מגה ביט / שניות בהתאם לאופן שבו נותן השירות מקצה אותו.

קצב הזרימה במעלה הזרם הוא פחות מהמקסימום מכיוון שהוא משותף עם ONUs אחרים בתכנית TDMA. ה- OLT קובע את המרחק והעיכוב בזמן של כל מנוי. ואז התוכנה מספקת דרך להקצות חלקי זמנים לנתונים במעלה הזרם עבור כל משתמש.

הפיצול האופייני של סיב בודד הוא 1:32 או 1:64. המשמעות היא שכל סיב יכול לשרת עד 32 או 64 מנויים. מערכות פיצול של עד 1: 128 אפשריות במערכות מסוימות.

באשר לפורמט נתונים, מנות ה- GPON יכולות לטפל ישירות במנות כספומט. נזכיר כי הכספומט מארז את הכל במנות 53 בתים עם 48 לנתונים ו -5 עבור תקורה. GPON משתמשת גם בשיטת אנקפסולציה גנרית כדי לשאת פרוטוקולים אחרים. זה יכול לארוז אתרנט, IP, TCP, UDP, T1 / E1, וידיאו, VoIP או פרוטוקולים אחרים כנדרש על ידי העברת הנתונים. גודל מנות מינימלי הוא 53 בתים והמקסימום הוא 1518. השימוש בהצפנת AES במורד הזרם בלבד.

הגרסה האחרונה של GPON היא גרסת 10 ג'יגה-ביט הנקראת XGPON, או 10G-PON. ככל שהביקוש לשירותי טלוויזיה ומעלה (OTT) לטלוויזיה גדל, ישנו צורך גובר להגדיל את שיעורי הקווים כדי לטפל בנתונים האדירים של וידאו באיכות גבוהה. XGPON משרת מטרה זו. תקן ה- ITU הוא G.987.

הקצב המקסימלי של XGPON הוא 10 ג'יגה ביט / שניה (9.95328) במורד הזרם ו -2.5 ג 'ביט / ש' (2.48832) במעלה הזרם. משתמשים באורכי גל שונים של WDM, 1577 ננומטר במורד הזרם ו 1270 ננומטר במעלה הזרם. זה מאפשר לשירות של 10 ג'יגה-ביט / קי להתקיים יחד על אותו סיב עם GPON רגיל. הפיצול האופטי הוא 1: 128, ועיצוב הנתונים זהה ל- GPON. הטווח המרבי הוא עדיין 20 ק"מ. XGPON עדיין לא מיושם באופן נרחב אך מספק מסלול שדרוג מצוין לספקי שירותים ולקוחות.

רוב ה- PON מוגדרים כך. מספר המפצלים ורמות הפיצול משתנה בין הספק והמערכת. יחסי פיצול הם בדרך כלל 1:32 או 1:64 אך עשויים להיות גבוהים יותר.

EPON

מכון למהנדסי חשמל ואלקטרוניקה (IEEE) פיתח תקן PON חדש יותר. בהתבסס על תקן Ethernet 802.3, EPON 802.3ah מציין רשת פסיבית דומה עם טווח של עד 20 ק"מ. הוא משתמש ב- WDM עם אותם תדרים אופטיים כמו GPON ו- TDMA. קצב נתוני הקו הגולמי הוא 1.25 ג'יגה-ביט / ש 'בכיוונים במורד הזרם ובמעלה הזרם. לפעמים תשמעו את הרשת המכונה Gigabit Ethernet PON או GEPON.

EPON תואם לחלוטין לתקני אתרנט אחרים, לכן אין צורך בהמרה או בהקפאה בעת חיבור לרשתות מבוססות אתרנט בשני הצדדים. אותה מסגרת אתרנט משמשת לטעינה של עד 1518 בתים. EPON אינו משתמש בשיטת הגישה ל- CSMA / CD המשמשת בגירסאות אחרות של Ethernet. מכיוון ש- Ethernet היא טכנולוגיית הרשת העיקרית המשמשת ברשתות מקומיות (LAN) וכעת ברשתות אזוריות (MANs), אין צורך בהמרת פרוטוקול.

יש גם גרסת אתרנט של 10 ג'יגה-ביט / שנקראת 802.3av. קצב הקו בפועל הוא 10.3125 ג'יגה ביט. המצב העיקרי הוא 10 ג'יגה ביט / ש 'במעלה הזרם כמו גם במורד הזרם. וריאציה משתמשת ב -10 ג'יגה-ביט / ש 'במורד הזרם וב -1 ג'יגה-ביט / ש' במעלה הזרם. גרסאות ה- 10 ג'יגה-ביט / s משתמשות באורך גל אופטי שונה על הסיב, 1575 עד 1580 ננומטר במורד הזרם ו -1260 עד 1280 ננומטר במעלה הזרם, כך שניתן למרחב את אורך הגל של 10 ג'יגה-ביט / סיביות על אותו סיב כמו 1-Gbit / s רגיל מערכת.

סיכום

חברות טלקומוניקציה משתמשות במכשירי PON כדי לספק שירותי משולש הכוללים טלוויזיה, טלפון VoIP ושירותי אינטרנט למנויים. היתרון הוא שיעורי נתונים גבוהים בהרבה שהם חיוניים להפצת וידיאו ושירותי אינטרנט אחרים. העלות הנמוכה של רכיבים פסיביים פירושה מערכות פשוטות יותר עם פחות רכיבים שנכשלים או דורשים תחזוקה. החיסרון העיקרי הוא הטווח הקצר יותר האפשרי, בדרך כלל לא יותר מ 20 ק"מ או 12 מיילים. PONs גדלים בפופולריות ככל שהביקוש לשירות אינטרנט מהיר יותר ווידאו גדול יותר גדל. GPON הוא הפופולרי ביותר בארצות הברית, כמו מערכת ה- Foist של Verizon. מערכות EPON נפוצות יותר באסיה ובאירופה.

תעשיות נלוות

שלח החקירה