تفاوت بین شبکه های فیبر نوری EPON و GPON چیست؟ - نمایشگاه - شرکت فن آوری Focc ، با مسئولیت محدود

تفاوت بین شبکه های فیبر نوری EPON و GPON چیست؟

EPON و GPON نسخه های محبوب شبکه های نوری منفعل (PON) هستند. این شبکه های کوتاه کابل فیبر نوری برای دسترسی به اینترنت ، پروتکل صوتی از طریق اینترنت (VoIP) و تحویل تلویزیون دیجیتالی در مناطق شهری استفاده می شود. سایر کاربردها شامل اتصالات بکگراند برای زیرزمینهای سلولی ، نقاط مهم Wi-Fi و حتی سیستم های آنتن توزیع شده (DAS) است. تفاوت های اصلی بین آنها در پروتکل هایی که برای ارتباطات پایین دست و بالادست استفاده می شود نهفته است.

شبکه های نوری منفعل

PON یک شبکه فیبر است که فقط از فیبر و اجزای غیرفعال مانند تقسیم کننده و جمع کننده استفاده می کند تا اجزای فعال مانند تقویت کننده ها ، تکرار کننده ها یا مدارهای شکل دهنده. چنین شبکه هایی بطور قابل توجهی کمتر از آنهایی که از اجزای فعال استفاده می کنند ، هزینه کمتری دارند. نقطه ضعف اصلی محدوده کوتاه تری از پوشش محدود شده توسط قدرت سیگنال است. در حالی که یک شبکه نوری فعال (AON) می تواند دامنه ای را تا حدود 100 کیلومتر (62 مایل) پوشش دهد ، یک PON معمولاً محدود به کابلهای فیبر تا 20 کیلومتر (12 مایل) است. PON ها همچنین به شبکه های خانگی (FTTH) فیبر گفته می شوند.

اصطلاح FTTx برای بیان میزان اجرای فیبر تا چه حد استفاده می شود. در FTTH ، x برای خانه است. همچنین ممکن است آن را با نام FTTP یا فیبر به داخل محل مشاهده کنید. یکی دیگر از تغییرات FTTB برای فیبر ساختمان است. این سه نسخه سیستمهایی را تعریف می كنند كه فیبر از طریق ارائه دهنده خدمات تا مشتری راه را طی می كند. در اشکال دیگر ، فیبر به طور کامل به مشتری منتقل نمی شود. در عوض ، آن را به یک گره موقت در محله اجرا می شود. به این الیاف به گره FTTN گفته می شود. یکی دیگر از تغییرات FTTC یا فیبر محدود شده است. در اینجا نیز فیبر تمام راه را به خانه منتقل نمی کند. شبکه های FTTC و FTTN ممکن است از خط تلفن مسی جفت نشده محافظ (UTP) مشتری استفاده کنند تا خدمات را با هزینه کمتری گسترش دهند. به عنوان مثال ، یک خط ADSL سریع داده های فیبر را به دستگاه های مشتری منتقل می کند.

آرایش معمولی PON یک نقطه به شبکه چند نقطه ای (P2MP) است که در آن ترمینال خط نوری مرکزی (OLT) در مرکز ارائه دهنده خدمات تلویزیون یا خدمات اینترنتی را توزیع می کند تا 16 یا 128 مشتری در هر خط فیبر (شکل را ببینید) . تقسیم کننده های نوری ، دستگاه های نوری غیرفعال که یک سیگنال نوری منفرد را به چندین سیگنال با قدرت برابر اما پایین تر تقسیم می کنند ، سیگنال ها را در اختیار کاربران قرار می دهند. یک واحد شبکه نوری (ONU) PON را در خانه مشتری خاتمه می دهد. ONU معمولاً با یک ترمینال شبکه نوری (ONT) ارتباط برقرار می کند ، که ممکن است یک جعبه جداگانه باشد که PON را به تلویزیون ، تلفن ، رایانه یا روتر بی سیم متصل می کند. ONU / ONT ممکن است یک دستگاه باشد.

در روش اصلی کارایی برای توزیع پایین دست در یک طول موج از نور از OLT تا ONU / ONT ، همه مشتریان داده های یکسانی را دریافت می کنند. ONU داده های هدفمند در هر کاربر را تشخیص می دهد. برای بالادست از ONU به OLT ، از تکنیک تقسیم زمان (TDM) تقسیم زمان استفاده می شود که در آن به هر کاربر یک بار با طول موج متفاوت از نور اختصاص داده می شود. با این ترتیب ، تقسیم کننده ها به عنوان ترکیب کننده قدرت عمل می کنند. انتقال های بالادست ، به نام عملیات حالت پشت سر هم ، به طور تصادفی اتفاق می افتد زیرا یک کاربر نیاز به ارسال داده دارد. سیستم در صورت نیاز یک شکاف را اختصاص می دهد. از آنجا که روش TDM شامل چندین کاربر در یک انتقال واحد است ، نرخ داده بالادست همیشه کندتر از نرخ پایین دست است.

GPON

با گذشت سالها ، استانداردهای مختلف PON ایجاد شده است. در اواخر دهه 1990 ، اتحادیه بین المللی ارتباطات (ITU) استاندارد APON را ایجاد کرد که از روش انتقال آسنکرون (ATM) برای انتقال بسته های طولانی استفاده می کرد. از آنجا که دیگر از دستگاه خودپرداز استفاده نمی شود ، نسخه جدیدتری به نام پهن باند PON یا BPON ایجاد شد. این استاندارد به عنوان ITU-T G.983 تعیین شده ، 622 مگابیت بر ثانیه در پایین دست و 155 مگابیت بر ثانیه در بالادست را ارائه می دهد.

در حالی که BPON ممکن است هنوز هم در برخی سیستم ها مورد استفاده قرار گیرد ، اکثر شبکه های فعلی از GPON یا Gigabit PON استفاده می کنند. استاندارد ITU-T G.984 است. این موتور 2.488 گیگابیت بر ثانیه در پایین دست و 1.244 گیگابیت بر ثانیه در بالادست ارائه می دهد.

GPON از multiplexing تقسیم طول موج نوری (WDM) استفاده می کند ، بنابراین می توان از یک فیبر واحد برای داده های پایین دست و بالادست استفاده کرد. لیزر با طول موج (λ) 1490 نانومتر از داده های پایین دست منتقل می شود. داده های بالادست به طول موج 1310 نانومتر انتقال می یابد. در صورت پخش تلویزیون ، از طول موج 1550 نانومتر استفاده می شود.

در حالی که هر ONU سرعت پایین دست پایین 2.488 گیگابیت بر ثانیه را به دست می آورد ، GPON از یک قالب دسترسی چندگانه (TDMA) تقسیم زمان برای اختصاص یک لیست زمانی خاص به هر کاربر استفاده می کند. این پهنای باند را تقسیم می کند ، بنابراین بسته به نحوه تخصیص ارائه دهنده خدمات ، هر کاربر کسری مانند 100 مگابیت بر ثانیه دریافت می کند.

نرخ بالادست کمتر از حداکثر است زیرا در یک طرح TDMA با سایر ONU ها به اشتراک گذاشته می شود. OLT فاصله و تأخیر زمانی هر مشترکین را تعیین می کند. سپس نرم افزار راهی برای اختصاص دادن لیست های زمانی برای داده های بالادست برای هر کاربر فراهم می کند.

تقسیم معمولی یک فیبر منفرد 1:32 یا 1:64 است. این بدان معناست که هر فیبر می تواند حداکثر 32 یا 64 مشترک را ارائه دهد. نسبت تقسیم تا 1: 128 در برخی سیستم ها امکان پذیر است.

درمورد فرمت داده ، بسته های GPON می توانند بسته های ATM را مستقیماً اداره کنند. به یاد بیاورید که دستگاههای خودپرداز همه چیز را در بسته های 53 بایت با 48 داده برای داده و 5 برای سربار قرار می دهد. GPON همچنین از یک روش کپسوله سازی عمومی برای حمل پروتکل های دیگر استفاده می کند. این پروتکل می تواند اترنت ، IP ، TCP ، UDP ، T1 / E1 ، ویدئو ، VoIP یا پروتکل های دیگری را که توسط انتقال داده فراخوانده شده است ، محاسبه کند. حداقل اندازه بسته 53 بایت و حداکثر 1518 است. رمزگذاری AES فقط در پایین دست استفاده می شود.

آخرین نسخه GPON یک نسخه 10 گیگابیتی به نام XGPON یا 10G-PON است. با افزایش تقاضا برای فیلمبرداری و خدمات برتر تلویزیون (OTT) ، نیاز به افزایش نرخ خط برای رسیدگی به داده های گسترده ویدیوهای با کیفیت بالا ، افزایش یافته است. XGPON در خدمت این هدف است. استاندارد ITU G.987 است.

حداکثر نرخ XGPON 10 گیگابایت بر ثانیه (9.95328) در پایین دست و 2.5 گیگابیت بر ثانیه (2.48832) در بالادست است. از طول موج های مختلف WDM استفاده می شود ، 1577 نانومتر در پایین دست و 1270 نانومتر در بالادست. این اجازه می دهد تا سرویس 10 گیگابیت بر ثانیه بر روی همان فیبر با GPON استاندارد همزیستی شود. تقسیم نوری 1: 128 است و قالب بندی داده ها همانند GPON است. حداکثر برد هنوز 20 کیلومتر است. XGPON هنوز بطور گسترده اجرا نشده است ، اما یک مسیر ارتقاء عالی را برای ارائه دهندگان خدمات و مشتریان فراهم می کند.

اکثر PON ها مانند این پیکربندی شده اند. تعداد تقسیم و سطح تقسیم با فروشنده و سیستم متفاوت است. نسبت تقسیم معمولاً 1:32 یا 1:64 است اما می تواند بالاتر باشد.

EPON

انستیتوی مهندسان برق و الکترونیک (IEEE) استاندارد جدید PON جدید دیگری را توسعه داده است. براساس استاندارد اترنت 802.3 ، EPON 802.3ah شبکه غیرفعال مشابهی را با برد تا 20 کیلومتر مشخص می کند. از WDM با همان فرکانس های نوری مانند GPON و TDMA استفاده می کند. نرخ داده خط خام در هر دو جهت پایین دستی و بالادستی 1.25 گیگابیت بر ثانیه است. بعضی اوقات شبکه ای را که به آن Gigabit Ethernet PON یا GEPON گفته می شود ، می شنوید.

EPON کاملاً با سایر استانداردهای اترنت سازگار است ، بنابراین هنگام اتصال به شبکه های مبتنی بر اترنت در هر دو طرف ، نیاز به تبدیل یا محوطه سازی لازم نیست. همان قاب اترنت با میزان بار حداکثر 1518 بایت استفاده می شود. EPON از روش دسترسی CSMA / CD استفاده شده در نسخه های دیگر اترنت استفاده نمی کند. از آنجا که اترنت فن آوری شبکه اولیه است که در شبکه های محلی (LAN) و اکنون در شبکه های مترو (MAN) مورد استفاده قرار می گیرد ، نیازی به تبدیل پروتکل نیست.

همچنین نسخه اترنت 10 گیگابایتی در ثانیه با نام 802.3av تعیین شده است. نرخ خط واقعی 10.3125 گیگابیت در ثانیه است. حالت اولیه 10 Gbits / s در بالادست و همچنین پایین دست است. یک تنوع از 10 گیگابیت بر ثانیه در پایین دست و 1 گیگابیت بر ثانیه در بالادست استفاده می کند. نسخه های 10 گیگابیت بر ثانیه از طول موج نوری مختلف بر روی فیبر ، از 1575 تا 1580 نانومتر در پایین دست و 1260 تا 1280 نانومتر در بالادست استفاده می کنند بنابراین سیستم 10 گیگابیت در ثانیه می تواند طول موج را بر روی همان فیبر همانند یک 1 گیگابیت بر ثانیه ضرب کند. سیستم.

خلاصه

شرکت های مخابراتی از PON ها برای ارائه خدمات بازی سه گانه از جمله تلویزیون ، تلفن VoIP و خدمات اینترنتی به مشترکان استفاده می کنند. مزایا نرخ داده های بسیار بیشتری است که برای توزیع ویدیو و سایر خدمات اینترنتی ضروری است. هزینه پایین اجزای منفعل به معنای سیستمهای ساده تر با اجزای کمتری است که از کار می افتند یا به تعمیر و نگهداری نیاز دارند. نقطه ضعف اصلی محدوده کوتاهتر ممکن است ، معمولاً بیش از 20 کیلومتر یا 12 مایل نیست. با افزایش تقاضا برای خدمات سریعتر اینترنت و فیلمبرداری بیشتر ، پون ها محبوبیت خود را افزایش می دهند. GPON محبوب ترین در ایالات متحده است ، مانند سیستم Foist Verizon. سیستم های EPON بیشتر در آسیا و اروپا رواج دارد.