Что такое GPON?

Список всех статей

На сегодняшний день люди часто пользуются следующими услугами: видео по запросу, интерактивное телевидение IPТВ, телевидение высокой четкости HDTV, видеоконференция. Скорость, необходимая для обеспечения бесперебойной работы приложений, должна быть 1Гбит/с и выше. В скором времени ожидается, что провайдеры будут развивать оптическую инфраструктуру доступа для обеспечения широкого диапазона услуг. Последней тенденцией сейчас является технология пассивных оптических сетей, то есть GPON.

Расшифровывается эта аббревиатура как Gigabit Passive Optical Network или гигабитная пассивная оптическая сеть. GPON является разновидностью технологии PON, поэтому сначала объясним, что такое PON.

Сеть PON представлена древовидной топологией с использованием оптоволокна. Между модулем центрального офиса и удаленными узлами ( абонентами) создается древовидная сеть PON с использованием оптоволокна . Центральный офис совершает прием и передачу данных.

В главном офисе находится модуль OLT (Optical line terminal), а у абонентов ONT (Optical network terminal). В узлах установлены разветвители (Splitter), которые не нуждаются в обслуживании. Получается, что главные модуль имеет возможность пересылать данные большому количеству абонентов. Число абонентов, которые подключились к приемопередающему модулю, зависит только от мощности и максимальной скорости аппаратуры.

Передача данных от OLT к ONT называется прямым потоком. Для оптических сигналов он является широковещательным, то есть абонентский узел выбирает из общего потока информацию нужную ему. Передача от ONT к OLT – обратный поток. Для этого используется TDMA (Time Division Multiple Access). Для исключения наложения сигналов от разных абонентских узлов используется расписание по передаче данных с поправкой на задержку, так как узлы удалены друг от друга. Ниже представлена схема передачи потоков информации для обоих направлений:

Для передачи данных используют один опто-волоконный кабель с динамическим распределением полосы пропускания. Сеть разделена на сегменты, каждый подключен к приемопередатчику главного узла. Каждый сегмент может подключить до 32 домов (абонентских узлов, охватывающих до 100 абонентов) на расстоянии до 20 км. Сбои в работе абонентских узлов не влияют на работу других узлов сети.

Пассивные оптические сети имеют множество модернизированных версий, которые охватывают решение различных задач. Одни эффективны для массового применения, другие - для корпораций.
Теперь немного истории. В 1980 году начали разрабатывать технологию PON в компании British Telecom. Позже были проведены тесты, и ведущие мировые специалисты в области связи начали разработку стандарта для технологии PON. В 1998 году принята спецификация ATM PON (APON) и началось строительство пассивных сетей на оптоволокне в Америке и Японии.

С каждым годом технология PON развивается. Первая спецификация APON позволяла двунаправлено передавать данные со скоростью 155 Мб/с. Позже появилась разновидность PON- BPON со скоростью до 622 Мб/с с доступом по Ethernet . В 2001 году началась разработка EPON (Ethernet PON) на основе протокола MPCP (протокол управления многоточечным обменом).

На данный момент технологии APON, BPON, EPON устарели и подробно рассматривать их не стоит. А вот технология GPON(Gigabit PON) является на сегодняшний день наиболее перспективной. Стандарт был принят в 2003 году. GPON обеспечивает двунаправленную, высокоскоростную передачу до 2.5 Гбит/с. Эта сеть высоко надежна за счет пассивных оптических разветвлителей в промежуточных узлах. Технология позволяет экономить оптоволокно, так как до 128 абонентов могут быть подключены на одном кабеле и находится на расстоянии десятков километров. Уровень безопасности сети высокий за счет технологий шифрования и обособленности каждого сервиса. GPON позволяет выбрать с какой скоростью необходимо передавать данные: одинаковой или разной. Даже если рассматривать самое неудачное распределение трафика, утилизация полосы составляет 93%, что гораздо выше,чем в предыдущих версиях технологии. Всем вышеперечисленным плюсам технологии можно противопоставить только один минус - ее возросшую сложность.

Что же ждет пассивные оптические сети в будущем? Потребности пользователей растут, и скоро существующие сети не смогут их удовлетворить, поэтому производители разрабатывают следующее поколение пассивных оптических сетей NG-PON. Разработчики стараются увеличить скорость передачи данных, радиус, на котором могут быть удалены узлы, и количество подключаемых к сети абонентов. Сегодня существует несколько вариантов решения.
10G GPON – модернизированная версия с поддержкой скорости 10 Гбит/с. Такая система может передать до 1000 потоков HDTV и при этом переключаться между каналами. Для экономии в прокладке сетей 10G GPON будут использованы недорогие оптические кабели, так как их требуется большое количество.

WDM-PON – долгосрочная перспективная разработка. Идея технологии в том, чтобы использовать множество параллельных каналов с высокой скоростью с разделением во времени. Плюсы технологии: отдельная полоса для абонента, сигналы не могут пересекаться, эффективное использование оптоволокна и увеличение расстояний между узлами. Минус только один – дороговизна.

GPON с увеличенной дальностью - как видно из названия, разработчики стараются увеличить зону сети, которая может обслуживаться одной OLT. Эта технология позволит обеспечить связью удаленные районы, не открывая там офисов провайдера.

Итак, так как требования абонентов растут, и появляется необходимость в новых услугах, операторы стараются расширить возможности сетей. GPON - технология, которая обладает множеством достоинств и постоянно развивается, поэтому и считается самой перспективной.

См. также:

GPON

Список всех статей