Qual è la differenza tra le reti in fibra ottica EPON e GPON?
EPON e GPON sono versioni popolari di reti ottiche passive (PON). Queste reti a corto raggio di cavo in fibra ottica sono utilizzate per l'accesso a Internet, il protocollo VoIP (Voice over Internet Protocol) e la trasmissione TV digitale nelle aree metropolitane. Altri usi includono connessioni backhaul per basamenti cellulari, hotspot Wi-Fi e persino sistemi di antenna distribuiti (DAS). Le differenze principali tra loro risiedono nei protocolli utilizzati per le comunicazioni a valle e a monte.
Reti ottiche passive
EPON e GPON sono versioni popolari di reti ottiche passive (PON). Queste reti a corto raggio di cavo in fibra ottica sono utilizzate per l'accesso a Internet, il protocollo VoIP (Voice over Internet Protocol) e la trasmissione TV digitale nelle aree metropolitane. Altri usi includono connessioni backhaul per basamenti cellulari, hotspot Wi-Fi e persino sistemi di antenna distribuiti (DAS). Le differenze principali tra loro risiedono nei protocolli utilizzati per le comunicazioni a valle e a monte.
Reti ottiche passive
Il termine FTTx viene utilizzato per indicare la distanza di una corsa in fibra. In FTTH, x è per casa. Potresti anche vederlo chiamato FTTP o fibra nei locali. Un'altra variante è FTTB per la fibra dell'edificio. Queste tre versioni definiscono i sistemi in cui la fibra arriva dal fornitore del servizio al cliente. In altre forme, la fibra non viene eseguita fino al cliente. Invece, viene eseguito su un nodo temporaneo nel vicinato. Questo si chiama FTTN per fibra al nodo. Un'altra variante è FTTC, o fibra al marciapiede. Anche qui la fibra non corre fino a casa. Le reti FTTC e FTTN possono utilizzare la linea telefonica in rame a doppino non schermato (UTP) di un cliente per estendere i servizi a costi inferiori. Ad esempio, una linea ADSL veloce trasporta i dati in fibra ottica sui dispositivi del cliente.
La tipica disposizione PON è una rete da punto a multipunto (P2MP) in cui un terminale di linea ottica centrale (OLT) presso la struttura del fornitore di servizi distribuisce servizi TV o Internet a un numero di clienti compreso tra 16 e 128 per linea di fibra (vedere la figura) . I divisori ottici, i dispositivi ottici passivi che dividono un singolo segnale ottico in più segnali uguali ma a bassa potenza, distribuiscono i segnali agli utenti. Un'unità di rete ottica (ONU) termina il PON a casa del cliente. L'ONU di solito comunica con un terminale di rete ottica (ONT), che può essere una scatola separata che collega il PON a televisori, telefoni, computer o un router wireless. ONU / ONT può essere un dispositivo.
Nel metodo di funzionamento di base per la distribuzione a valle su una lunghezza d'onda della luce da OLT a ONU / ONT, tutti i clienti ricevono gli stessi dati. L'ONU riconosce i dati destinati a ciascun utente. Per l'upstream da ONU a OLT, viene utilizzata una tecnica TDM (Time Division Multiplex) in cui a ciascun utente viene assegnato un intervallo di tempo su una diversa lunghezza d'onda della luce. Con questa disposizione, i divisori fungono da combinatori di potenza. Le trasmissioni a monte, chiamate operazioni in modalità burst, avvengono in modo casuale quando un utente deve inviare dati. Il sistema assegna uno slot secondo necessità. Poiché il metodo TDM coinvolge più utenti su una singola trasmissione, la velocità dei dati a monte è sempre più lenta della frequenza a valle.
GPON
Nel corso degli anni sono stati sviluppati vari standard PON. Alla fine degli anni '90, la International Telecommunications Union (ITU) ha creato lo standard APON, che utilizzava la modalità di trasferimento asincrono (ATM) per la trasmissione di pacchetti a lungo raggio. Poiché ATM non viene più utilizzato, è stata creata una versione più recente denominata PON a banda larga o BPON. Designato come ITU-T G.983, questo standard prevedeva 622 Mbits / s in downstream e 155 Mbits / s in upstream.
Sebbene BPON possa essere ancora utilizzato in alcuni sistemi, la maggior parte delle reti attuali utilizza GPON o Gigabit PON. Lo standard ITU-T è G.984. Fornisce 2.488 Gbit / s a valle e 1.244 Gbit / s a monte.
GPON utilizza il multiplexing a divisione di lunghezza d'onda ottica (WDM), quindi una singola fibra può essere utilizzata per i dati sia a valle che a monte. Un laser su una lunghezza d'onda (λ) di 1490 nm trasmette i dati a valle. I dati a monte trasmettono su una lunghezza d'onda di 1310 nm. Se la TV viene distribuita, viene utilizzata una lunghezza d'onda di 1550 nm.
Mentre ogni ONU ottiene la velocità di downstream completa di 2,448 Gbit / s, GPON utilizza un formato TDMA (divisione multiplo a divisione del tempo) per allocare una fascia oraria specifica per ciascun utente. Ciò divide la larghezza di banda in modo che ogni utente ottenga una frazione come 100 Mbits / s a seconda di come viene allocata dal provider di servizi.
La velocità a monte è inferiore al massimo perché è condivisa con altre ONU in uno schema TDMA. L'OLT determina la distanza e il ritardo di ciascun abbonato. Quindi il software fornisce un modo per assegnare intervalli di tempo ai dati a monte per ciascun utente.
La divisione tipica di una singola fibra è 1:32 o 1:64. Ciò significa che ogni fibra può servire fino a 32 o 64 abbonati. Rapporti divisi fino a 1: 128 sono possibili in alcuni sistemi.
Per quanto riguarda il formato dei dati, i pacchetti GPON possono gestire direttamente i pacchetti ATM. Ricordiamo che ATM comprime tutto in pacchetti da 53 byte con 48 per i dati e 5 per l'overhead. GPON utilizza anche un metodo di incapsulamento generico per trasportare altri protocolli. Può incapsulare Ethernet, IP, TCP, UDP, T1 / E1, video, VoIP o altri protocolli richiesti dalla trasmissione dei dati. La dimensione minima del pacchetto è 53 byte e il massimo è 1518. La crittografia AES viene utilizzata solo a valle.
L'ultima versione di GPON è una versione da 10 Gigabit chiamata XGPON o 10G-PON. Con l'aumentare della domanda di servizi video e TV over the top (OTT), aumenta la necessità di aumentare le velocità di linea per gestire i massicci dati dei video ad alta definizione. XGPON serve a questo scopo. Lo standard ITU è G.987.
La velocità massima di XGPON è 10 Gbit / s (9.95328) a valle e 2,5 Gbit / s (2.48832) a monte. Vengono utilizzate diverse lunghezze d'onda WDM, 1577 nm a valle e 1270 nm a monte. Ciò consente al servizio a 10 Gbit / s di coesistere sulla stessa fibra con GPON standard. La divisione ottica è 1: 128 e la formattazione dei dati è la stessa di GPON. La portata massima è ancora di 20 km. XGPON non è ancora ampiamente implementato ma offre un eccellente percorso di aggiornamento per fornitori di servizi e clienti.
La maggior parte dei PON sono configurati in questo modo. Il numero di divisori e livelli di suddivisione varia a seconda del fornitore e del sistema. I rapporti di divisione sono di solito 1:32 o 1:64 ma potrebbero essere più alti.
EPON
L'Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) ha sviluppato un nuovo standard PON più recente. Basato sullo standard Ethernet 802.3, EPON 802.3ah specifica una rete passiva simile con un raggio fino a 20 km. Utilizza WDM con le stesse frequenze ottiche di GPON e TDMA. La velocità dei dati della linea non elaborata è 1,25 Gbit / s nelle direzioni sia a valle che a monte. A volte sentirai la rete indicata come Gigabit Ethernet PON o GEPON.
EPON è pienamente compatibile con altri standard Ethernet, quindi non è necessaria alcuna conversione o incapsulamento per la connessione a reti basate su Ethernet su entrambe le estremità. Lo stesso frame Ethernet viene utilizzato con un carico utile fino a 1518 byte. EPON non utilizza il metodo di accesso CSMA / CD utilizzato in altre versioni di Ethernet. Poiché Ethernet è la principale tecnologia di rete utilizzata nelle reti locali (LAN) e ora nelle reti metropolitane (MAN), non è necessaria alcuna conversione di protocollo.
Esiste anche una versione Ethernet da 10 Gbit / s designata 802.3av. La velocità di linea effettiva è 10.3125 Gbit / s. La modalità principale è 10 Gbit / s sia a monte che a valle. Una variazione utilizza 10 Gbit / s a valle e 1 Gbit / s a monte. Le versioni da 10 Gbit / s utilizzano diverse lunghezze d'onda ottica sulla fibra, da 1575 a 1580 nm a valle e da 1260 a 1280 nm a monte, in modo che il sistema da 10 Gbit / s possa essere multiplexato in lunghezza d'onda sulla stessa fibra di un 1 Gbit / s standard sistema.
Sommario
Le società di telecomunicazioni utilizzano i PON per fornire agli abbonati servizi triple play tra cui TV, telefono VoIP e servizio Internet. Il vantaggio è una velocità di trasferimento dati molto più alta, essenziale per la distribuzione di video e altri servizi Internet. Il basso costo dei componenti passivi significa sistemi più semplici con meno componenti che non funzionano o richiedono manutenzione. Lo svantaggio principale è la distanza più breve possibile, generalmente non più di 20 km o 12 miglia. I PON stanno crescendo in popolarità man mano che cresce la richiesta di un servizio Internet più veloce e aumenta il numero di video. GPON è il più popolare negli Stati Uniti, come il sistema Foist di Verizon. I sistemi EPON sono più diffusi in Asia ed Europa.
La maggior parte dei PON sono configurati in questo modo. Il numero di divisori e livelli di suddivisione varia a seconda del fornitore e del sistema. I rapporti di divisione sono di solito 1:32 o 1:64 ma potrebbero essere più alti.
