PON چیست

PON چیست و تفاوت EPON و GPON کدام است ؟

PON چیست و تفاوت EPON و GPON کدام است ؟

EPON و GPON نسخه هاي رايج (passive optical networks (PONs هستند. اين شبکه هاي کوتاه برد از کابل فيبر نوري براي مواردي مانند Internet access و (voice over Internet protocol (VoIP و digital TV delivery in metropolitan areas (ارايه خدمات تلويزيون ديجيتال در مناطق شهري) مورد استفاده قرار مي گيرند.

ساير کاربردها عبارتند از:

backhaul connections for cellular basestations (اتصالات زيرساخت به منظور basestations سلولي) ،
Wi-Fi hotspots
(distributed antenna systems (DAS ، سيستم هاي آنتن توزيع شده
تفاوت اصلي بين آنها در پروتکل هاي مورد استفاده براي ارتباطات downstream و upstream قرار گرفته است.

Passive Optical Networks

PON عبارت است از يک شبکه فيبر که به جاي تجهيزات Active مانند amplifiers و repeaters و shaping circuits فقط از فيبر و تجهيزات passive مانند splitter ها و combiner ها استفاده مي کند. هزينه اين گونه شبکه ها به طور قابل توجه کمتر از شبکه هايي است که از تجهيزات Active استفاده مي کنند. ضعف اصلي اين شبکه ها، طيف کوتاه تري از سيگنال تحت پوشش با قدرت محدود است.

در حالي که يک (active optical network (AON ، مي تواند محدوده اي در حدود 100 کيلومتر (62 مايل) را پوشش دهد. PON معمولا محدود به کابل فيبر بوده و تا 20 کيلومتر (12 مايل) را پوشش مي دهد. PON همچنين به نام شبکه (Fiber To The Home (FTTH نيز ناميده مي شود.

اصطلاح FTTx براي بيان برد مسافتي فيبر استفاده مي شود. در FTTH ، ايکس X براي Home است و گاهي مي بينيد که به نام هاي FTTP يا fiber to the premises (فيبر در محل) نيز ناميده مي شود. نوع ديگر FTTB ، يا fiber to the building است. اين سه نسخه سيستم هايي را تعريف مي کند که تمام طول مسير از service provider تا مشتري را، از طريق فيبر اجرا مي کند.

در نمونه هاي ديگر، در تمام مسير تا رسيدن به دست مشتري فيبر اجرا نمي شود. به جاي آن ، از node هاي موقت در مجاورت آن محل استفاده مي شود و با نام FTTN ، fiber to the node شناخته مي شوند و يک نمونه ديگر FTTC) ، fiber to the curb) است.

(سيم مسي تلفن) copper telephone line (UTP) unshielded twisted-pair (سيم بهم تابيده بدون محافظ) استفاده مي کنند. به عنوان مثال، يک خط ADSL پر سرعت، داده فيبر را به دستگاه هاي مشتري منتقل مي کند.

پيکربندي معمولي محصولات PON ، يک شبکه (point to multi-point (P2MP است که در آن يک (central optical line terminal (OLT ، سرويس هاي TV يا Internet را براي تعداد 16 – 128 مشتري به ازاي هر فيبر توزيع مي کند.

Optical splitters (اسپيليترهاي فيبر نوري)، دستگاه هاي passive نوري هستند که يک تک سيگنال نوري را به چند قسمت برابر، ولي سيگنال هاي با قدرت ضعيف تر، تقسيم کرده و در نهايت توزيع سيگنال به کاربران را انجام مي دهد.

يک واحد شبکه نوري (optical network unit :ONU (PON را در خانه مشتري تحويل مي دهد.

ONU معمولا با يک ترمينال شبکه نوري (optical network terminal :ONT) ارتباط برقرار مي کند و ممکن است يک جعبه جداگانه باشد که PON را به TV ، telephones ، computers ، wireless router متصل مي کند. ممکن است ONU / ONT يک دستگاه باشد.

در روش اصلي عمليات براي توزيع downstream در يک طول موج نوري از OLT به ONU / ONT ، همه مشتريان داده هاي مشابه دريافت مي کنند. ONU داده هدفمند در هر کاربر را تشخيص مي دهد. براي توزيع upstream ، از ONU به OLT ، يک تکنولوژي تسهيم زماني (time division multiplex :TDM) استفاده شده است، که در آن هر کاربر يک بازده زماني بر روي طول موج هاي مختلف نور اختصاص داده است. با اين ترتيب، splitter ها به عنوان power combiner عمل مي کنند.

مخابره هاي upstream ، عمليات burst-mode ناميده مي شوند و به صورت Random بر حسب نياز يک کاربر براي نياز به ارسال داده، رخ مي دهد. سيستم برحسب نياز يک slot اختصاص مي دهد. به دليل اينکه روش TDM شامل چند کاربر بر روي تک سيستم انتقال است. نرخ داده upstream ، هميشه کندتر از سرعت downstream است.

GPON

با گذشت سال ها، استانداردهاي متفاوتي از PON توسعه داده شده اند، در اواخر 1990، اتحاديه بين المللي مخابرات (ITU: International Telecommunications Union) استاندارد APON را ايجاد نمود، که براي انتقال بسته اطلاعاتي در مسافت هاي طولاني، از حالت انتقال ناهمزمان (ATM: Asynchronous Transfer Mode) استفاده مي کرد.

از آن زمان که دستگاه هاي خودپرداز ديگر استفاده نشد، يک نسخه جديدتر به نام broadband PON يا همان BPON ايجاد شد . که با عنوان ITU-T G.983 تعيين شده و اين استاندارد براي: 622 Mbits/s downstream و 155 Mbits/s upstream فراهم شده است.

در حالي که هنوز هم ممکن است BPON در برخي سيستم ها مورد استفاده قرار گيرد، اکثر شبکه هاي فعلي از محصولات GPON (يا Gigabit PON ) استفاده مي کنند و استاندارد ITU-T مربوط به آن G.984 است و سرعت هاي: 488 Gbits/s downstream و 1.244 Gbits/s upstream را ارايه مي دهد.

GPON از سيستم طول موج نوري تسهيم شده (optical wavelength division multiplexing :WDM ) استفاده مي کند، بنابراين يک تک فيبر را مي توان براي هر دو مورد داده downstream و upstream استفاده نمود.

يک ليزر، با طول موج nm1490 داده downstream را انتقال مي دهد و انتقال داده Upstream در طول موج 1310 nm صورت مي گيرد. اگر داده مربوط به تلويزيون (TV) توزيع شود، طول موج 1550 نانومتر مورد استفاده قرار مي گيرد.

در حالي که هرONU، از تمام نرخ downstream 2.488 Gbits/s استفاده مي کند ، GPON با استفاده از يک تقسيم زمان دسترسي چندگانه (GPON uses a time division multiple access: TDMA)، بازده زماني خاص به هر کاربر اختصاص مي دهد. اين تقسيم پهناي باند به طوري است که سهم هر کاربر کسري از 100 Mbits/s مي شود.

نرخ Upstream کمتر از ماکزيمم است، به اين دليل که با ONU هاي ديگر در روند TDMA شريک است. OLT فاصله و زمان تاخير هر مشترک را تعيين مي کند. سپس نرم افزار يک راه براي تخصيص timeslot ها به داده Upstream براي هر کاربر، فراهم مي کند.

تقسيم معمولي از يک تک فيبر 1:32 يا 1:64 است. اين بدان معناست که هر فيبر مي تواند به 32 يا 64 مشترکين سرويس ارايه دهد. نسبت تقسيم در برخي از سيستم ها تا :1281 نيز امکان پذير است.

براي فرمت داده، پکت هاي GPON مي تواند پکت هاي ATM را به طور مستقيم اداره کند. به ياد بياوريد که ATM همه چيز را در بسته هاي 53 بايتي و 48 براي داده ها و 5 براي تماس با شبکه، پکيج مي نمود.

GPON همچنين از يک روش کپسوله (encapsulation) عمومي، براي حمل پروتکل هاي ديگر، استفاده مي کند.

مي تواند Ethernet, IP, TCP, UDP, T1/E1, video, VoIP يا پروتکل هاي ديگري که به عنوان انتقال داده ناميده مي شوند را encapsulate نمايد. حداقل اندازه بسته 53 بايت، و حداکثر 1518 بايت است. رمزگذاري AES تنها در downstream استفاده مي شود.

آخرين نسخه از GPON يک نسخه 10 گيگابيت به نام XGPON يا 10G-PON است. همانطور که تقاضا براي ويدئو وخدمات تلويزيون over the top

(OTT) افزايش يافته است، نياز به افزايش نرخ خط براي اداره داده هاي عظيم ويدئو با کيفيت بالا ، وجود دارد. XGPON در خدمت اين هدف است. با استاندارد ITU G.987.

حداکثر نرخ XGPON : 10 Gbits/s (9.95328) downstream و 2.5 Gbits/s (2.48832) upstream است. طول موج هاي متفاوت WDM از 1577 nm downstream و 1270 nm upstream استفاده مي کنند. که به سرويس 10 Gbit / s اجازه سازگاري بر روي همان فيبر با استاندارد GPON را مي دهد. اسپليت نوري ، 1:128 و فرمت داده ها در آن همانند GPON است، حداکثر برد همچنان 20 کيلومتر است. XGPON هنوز به طور گسترده اجرا نشده، اما مسير ارتقاي بسيار عالي، براي service provider ها و مشتريان فراهم مي کند.

اکثر PON ها بدين شکل پيکربندي مي شوند. تعداد اسپليتر و سطوح اسپيليت با با فروشنده و سيستم متفاوت است. نسبت هاي Split معمولا 1:32 يا 1:64 هستند اما مي تواند بيشتر هم باشد.

تفاوت EPON و GPON

تفاوت عمده و اساسي EPON و GPON در مقدار ترافيک ارسالي و دريافتي آنهاست، GPON نسل جديد تري از تکنولوژي است که پس از EPON معرفي شده است.

 

منبع: Geekboy.ir