FTTH - GPON
GPON (Gigabit Optical Networks Networks) hija Sistema Ottika għan-Netwerks ta ’Aċċess, ibbażata fuq l-ispeċifikazzjonijiet ITU-T tas-serje G.984. Jista 'jipprovdi distanza ta' 20 km b'baġit ottiku ta '28dB (muri fl-illustrazzjoni li ġejja) billi tuża ottika tal-klassi B + bi proporzjon ta' qasma 1:32.
Is-sistema GPON tappoġġa r-rati li ġejjin -
155 Mbps upstream, 1.24416 Gbps downstream
622 Mbps 'il fuq, 1.24416 Gbps' l isfel
1.24416 Gbps 'il fuq, 1.24416 Gbps' l isfel
155Mbps 'il fuq, 2.48832 Gbps' l isfel
622 Mbps 'il fuq, 2.48832 Gbps' l isfel
1.24416 Gbps up, 2.48832 Gbps downstream
2.48832 Gbps 'il fuq, 2.48832 Gbps' l isfel
GPON jappoġġja kemm inkapsulament ATM kif ukoll GEM. GEM (GPON Encapsulation Method) jappoġġa kemm TDM indiġenu kif ukoll Data.
Karatteristiċi GPON
Din it-teknoloġija evoluzzjonarja hija bbażata fuq BPON GEM. Dawn li ġejjin huma l-karatteristiċi tiegħu -
Trasmissjoni downstream
2.4 Gbps
BW għal ONT wieħed huwa biżżejjed biex jipprovdi bosta sinjali HDTV
QOS jippermetti traffiku sensittiv għad-dewmien (vuċi)
Trasmissjoni upstream
1.24 Gbps
BW minimu jista 'jkun iggarantit
Slots ta 'ħin mhux użati jistgħu jiġu assenjati lil utenti tqal
QoS jippermetti li jiddewwem traffiku sensittiv (vuċi)
Għaliex GPON?
GPON tipprovdi soluzzjoni ta 'servizzi integrati bħal -
Huwa jappoġġja s-serje ta 'Triple Play.
Biex tkisser l-ostaklu tal-wisa 'tal-frekwenza ta' l-aċċess fuq kejbils par mibrumin, tappoġġja trasmissjoni ta 'frekwenza għolja.
Tnaqqas l-għoqiedi tan-netwerk.
Huwa jappoġġa kopertura ta 'servizz sa 20 km.
Standards GPON
L-istandards GPON huma mibnija fuq l-ispeċifikazzjonijiet ta 'BPON preċedenti. L-ispeċifikazzjonijiet huma -
G.984.1 - Dan id-dokument jiddeskrivi l-karatteristiċi ġenerali tan-Netwerk Ottiku Passiv li Jigabit-Kapaċi.
G.984.2 - Dan id-dokument jiddeskrivi l-ispeċifikazzjoni tas-saff dipendenti fuq in-Netwerk Ottiku Passiv ta 'Gigabit-Capable Mediku Fiżiku.
G.984.3 - Dan id-dokument jiddeskrivi l-Ispeċifikazzjoni tas-Saff tal-Konverġenza tat-Trasmissjoni tan-Netwerk Ottiku Passiv Gigabit-Capable.
G.984.4 - Dan id-dokument jiddeskrivi l-Ispeċifikazzjoni tal-ONT tal-Ġestjoni u l-Kontroll tal-ONT tal-Gigabit-Capable Capical Optical Network (OMCI).
Arkitettura GPON
GPON OLT iservi ONTs multipli permezz tal-port PON. It-trasmissjoni downstream, jiġifieri, minn OLT għal ONT normalment hija TDM; billi t-traffiku 'l fuq, jiġifieri, minn ONT għal OLT huwa ġeneralment TDMA.
Is-sistema PON tista 'tkun simmetrika jew asimmetrika. L-infrastruttura tal-PON u tal-fibra tista 'tintuża wkoll biex tappoġġja kwalunkwe servizz ta' distribuzzjoni f'direzzjoni waħda. Pereżempju - Vidjo fuq tul ta ’mewġa differenti.
GPON-Physical-Media Depender Layer
G.984.2 hija l-ispeċifikazzjoni tas-saff fiżiku tas-sistema GPON. Is-saff fiżiku jindirizza oqsma bħal -
Prestazzjoni ottika f'termini ta 'rata tad-dejta.
Il-klassi tal-komponenti tal-fibra ottika.
L-iskedar u l-kontroll tal-qawwa ottika.
Korrezzjoni ta 'żbalji' l quddiem.
Waħda mir-rekwiżiti bażiċi ta 'sistema ottika hija li tipprovdi komponenti b'kapaċità suffiċjenti biex testendi s-sinjal ottiku għall-firxa mistennija. Hemm tliet kategoriji jew klassijiet ta 'komponenti, li huma bbażati fuq il-poter u s-sensittività. Il-klassijiet tal-komponenti huma -
Ottika tal-Klassi A: 5 sa 20dB
Ottika tal-Klassi B: 10 sa 25dB
Ottika tal-Klassi C: 15 sa 30dB
Terminal tal-Linja Ottika (OLT)
L-OLT jipprovdi l-interface tas-servizz tal-għoqda (SNI) (tipikament 1 Gbps u / jew 10 Gbps Ethernet LAN interfaces) lejn in-netwerk ewlieni, u jikkontrolla l-GPON. L-OLT jikkonsisti fi tliet partijiet ewlenin -
Funzjoni ta 'interface tal-port tas-servizz
Funzjoni ta 'konnessjoni inkroċjata
Netwerk ta 'distribuzzjoni ottika (ODN)
L-illustrazzjoni li ġejja turi d-dijagramma tipika tal-blokka funzjonali OLT.
PON Core Shell
Qoxra tal-qalba PON hija magħmula minn żewġ partijiet. L-ewwel parti hija funzjoni ta 'interface ODN u l-parti hija funzjoni PON TC. Il-funzjoni PON TC tinkludi OAM, kontroll tal-aċċess għall-midja, tfassil, DBA, delinjazzjoni ta 'unità ta' data ta 'protokoll (PDU) għall-funzjoni ta' kuntatt, u għall-immaniġġjar tal-ONU.
Qoxra li tgħaqqad flimkien - Din il-qoxra tipprovdi triq ta 'komunikazzjoni bejn il-qoxra tal-qalba PON u l-qoxra tas-servizz.
Qoxra tas-servizz - Din il-qoxra hija għat-traduzzjoni bejn l-interfaces tas-servizz u l-interface tal-qafas TC tas-sezzjoni PON.
ONU / ONT
L-Unità tan-Netwerk Ottiku (ONU) topera b’interfaċċa PON waħda jew b’żewġ interfaces massimu għal skopijiet ta ’protezzjoni tal-link. Fil-każ, kwalunkwe fibra waħda minn dawn iż-żewġ fibri hija maqtugħa mill-ONU li tista 'tiġi aċċessata permezz ta' fibra oħra. Din tissejjaħ protezzjoni PON jew Protezzjoni tal-Link. Il-protezzjoni tal-kollegamenti hija magħrufa wkoll bħala aggregazzjoni tal-link, li tista 'tipproteġi l-link u fl-istess ħin, tista' tiġbor it-traffiku wkoll.
Il-funzjoni tas-servizz MUX u DEMUX tikkonnettja l-apparati tal-Klijent man-naħa PON. It-Terminal tan-Netwerk Ottiku (ONT) huwa ddisinjat għal użu ta 'abbonat wieħed, filwaqt li l-ONU (Unità ta' Netwerking Ottiku) huwa ddisinjat għal użu ta 'abbonat multiplu. Is-splitters jippermettu li l-PON jinqasam sa 128 ONTs jew ONUs.
Interfaces ONT / ONU
It-terminal tan-netwerk ottiku (ONT), li huwa mqabbad mal-OLT fil-ġenb tal-kollegament tal-linja għolja għall-interface tan-netwerk tas-servizz, għandu bosta portijiet tal-interface tal-utent. Tipikament, se jkun hemm erba 'portijiet FE / GE lejn UNI.
Portijiet UNI għal ONT Residenzjali - Tipikament, l-interfaces tas-servizz tal-abbonat bħal Internet b'veloċità għolja 10 / 100Base-T (HSI) u vidjow fuq IP, RF koassjali għal sistemi ta 'overlay tal-vidjow RF, u l-interfaces telefoniċi FXS Analog għal VoIP PSTN VoIP.
Portijiet UNI għal negozju tal-ONT - Minbarra dak li ntqal hawn fuq, jistgħu jinkludu wkoll routers 10/100 / 100Base-T u swiċċijiet L2 / L3 u interfejs DS1 / E1 PBX għal sistemi ewlenin.
L-unità tan-netwerk ottiku (ONU) ittemm il-fibra GPON u għandha ħafna iktar interface għan-netwerk tal-utent (UNI) għal abbonati multipli. L-interface UNI jista 'jkun ADSL2 +, VDSL2, Power Line, MoCA jew HPNA, u d-distanza għall-abbonat (10/100 Base-T hija limitata għal 100m, li hija 330 ft.).
Skont it-tip ta 'portijiet tal-interface, UNI UN jista' ma jkunx jista 'jgħaqqad direttament ma' tagħmir CPE abbonat. F'dan il-każ, l-UNI UN jgħaqqad it-terminazzjoni tan-netwerk (NT), li titqiegħed fil-post finali tal-abbonat. NT itemm it-tagħmir tas-CPE ta 'l-abbonat, bħal PC, Wireless Router, Phone, IP Video Set-Top Box, jew Set-Top Box, RF Video, eċċ.
Essenzjalment, ONT jikkombina l-funzjoni ta 'ONU u NT f'apparat wieħed. Din il-kombinazzjoni tat-tnejn; flimkien tagħmel l-ONT l-iktar soluzzjoni kosteffikaċi biex tipprovdi servizzi GPON lil intrapriżi lokali u familjari uniċi, żgħar u medji. Madankollu, jekk klijent fuq il-kampus bħala studenti, ħostels, skejjel, kulleġġi, sptarijiet, jew uffiċċji korporattivi, fejn diġà hemm CAT-5 cable cable huwa stabbilit, ONU jista 'jservi bħala soluzzjoni aktar xierqa.
Netwerk tad-Distribuzzjoni Ottika
L-ODN GPON, li jikkonsisti f'fibra ottika u kejbil f'modalità waħda; Kejbils taż-żigarelli tal-fibra ottika, splices, konnetturi ottiċi, splitters ottiċi passivi u komponenti ta 'fergħat passivi huma passivi ħafna.
Il-splitters ottiċi ODN jaqsmu l-fibra waħda fi fibri multipli li jmorru għal bini differenti u djar individwali. Il-qasmiet jistgħu jitqiegħdu fi kwalunkwe post fl-ODN, mill-Uffiċċju Ċentrali (CO) / Skambju Lokali (LE) għall-bini tal-klijent u jistgħu jkunu ta 'kull daqs. Is-splitters huma magħżula bħala [n: m], fejn 'n' huwa n-numru ta 'input (lejn OLT) = 1 jew 2, u' m 'huwa n-numru ta' outputs (lejn ONT) = 2,4,8,16 , 32,64.
Multiplexing GPON / Gwarniċ
Il-multiplexing jew inkwadrar GPON huwa spjegat bil-fatturi li ġejjin.
Metodu ta 'inkapsulament GPON (GEM)
Hija l-iskema tat-trasport tad-dejta fis-saff tal-konverġenza tat-trażmissjoni GPON speċifikata. GEM jipprovdi mekkaniżmu ta 'tfassil ta' tul varjabbli orjentat għall-konnessjoni għat-trasport ta 'servizzi tad-data fuq in-netwerk ottiku passiv (PON). GEM huwa mfassal biex ikun indipendenti mit-tip ta ’interface tan-nodu tas-servizz fl-OLT kif ukoll mit-tipi ta’ interfaċji UNI fl-ONUs.
Traffiku 'l isfel (OLT lejn ONU / ONT)
Għal traffiku downstream, il-funzjonijiet tal-multiplexing tat-traffiku huma ċentralizzati f'OLT. Port GEM-ID, fil-forma ta 'numru ta' 12-il bit assenjat mill-OLT għall-konnessjonijiet loġiċi individwali, jidentifika l-oqsfa GEM li jappartjenu għal konnessjonijiet loġiċi downstream differenti. Kull ONU jiffiltra l-frejms GEM downstream ibbażati fuq il-Port-ID GEM tagħhom u jipproċessa biss l-oqsfa GEM li jappartjenu lill-ONU.
Traffiku 'l fuq (ONU / ONT lejn OLT)
L-entitajiet li jġorru t-traffiku fi ħdan l-ONU jingħataw opportunità ta 'trażmissjoni upstream (jew allokazzjoni ta' frekwenza tal-frekwenza) mill-OLT. Dawn l-entitajiet li jġorru t-traffiku huma identifikati mill-IDs tal-allokazzjoni (Alloc-IDs). L-identifikatur tal-allokazzjoni (Alloc-ID) huwa numru ta ’12-il bit li l-OLT jassenja lil ONU biex tidentifika entità li ġġorr it-traffiku. Huwa jirċievi allokazzjonijiet ta 'faxxa tal-frekwenza' l fuq fl-ONU.
L-allokazzjonijiet tal-bandwidth għal Alloc-IDs huma multiplexed fil-ħin kif speċifikat mill-OLT fil-mapep tal-bandwid trasmessi 'l isfel. Fi ħdan kull allokazzjoni tal-bandwidth, l-ONU juża l-GEM Port-ID bħala ċavetta multiplexing biex tidentifika l-frejms GEM li jappartjenu għal konnessjonijiet loġiċi upstream differenti.
Kontenitur tat-Trasmissjoni (T-CONT) huwa oġġett ONU li jirrappreżenta grupp ta ’konnessjonijiet loġiċi. Jidher bħala entità unika għall-iskop ta 'assenjazzjoni ta' bandwidth upstream fuq il-PON. Ibbażat fuq l-iskema ta 'mmappjar, it-traffiku ta' servizz jinġarr għal portijiet GEM differenti u mbagħad għal T-CONTs differenti.
L-immappjar bejn il-port GEM u t-T-CONT huwa flessibbli. Port GEM jista 'jikkorrispondi għal T-CONT; jew portijiet GEM multipli jistgħu jikkorrispondu għall-istess T-CONT.
Saff ta 'Konverġenza tat-Trasmissjoni ta' G-PON (GTC)
Saff tal-protokoll tal-suite tal-protokoll G-PON li huwa mqiegħed bejn is-saff tal-midja fiżika dipendenti (PMD) u l-klijenti tal-G-PON. Is-saff GTC huwa magħmul minn sotto-saff tat-tfassil tal-GTC u sotto-saff tal-adattament GTC.
Fid-direzzjoni 'l isfel, l-oqfsa tal-GEM jinġarru fit-tagħbija tal-piż tal-GTC, li jaslu għall-ONUs kollha. Is-saff tal-inkwadru tal-ONU jestratta l-inkwadri, u l-adapter GEM TC jiffiltra l-oqfsa bbażati fuq il-Port-ID tagħhom bi 12-il bit. Huma biss frejms bl-ID tal-Port xieraq li jitħallew jgħaddu għall-funzjoni tal-klijent GEM.
Fid-direzzjoni 'l fuq, it-traffiku GEM jinġarr fuq T-CONTs wieħed jew aktar. L-OLT jirċievi t-trażmissjoni marbuta mat-T-CONT u l-inkwadri huma mibgħuta lill-adapter TC GEM u mbagħad lill-klijent GEM.
Tfassil tas-Saff GTC
Il-qafas downstream għandu tul ta '125 mikrosekonda u huwa twil 38880 bytes, li jikkorrispondi għar-rata tad-dejta downstream ta' 2.48832 Gbit / s. Il-qafas GTC downstream jikkonsisti fil-blokka tal-kontroll fiżiku 'l isfel (PCBd) u s-sezzjoni tal-piż tat-tagħbija GTC.
Frejms ta 'Konverġenza ta' Trasmissjoni GPON huma dejjem 125 Msec -
19440 bytes / frame għar-rata 1244.16
38880 bytes / frame għar-rata 2488.32
Kull qafas tal-GTC jikkonsisti minn Blokk ta 'Kontroll Fiżiku' l isfel + tagħbija mill-isfel
PCBd fih sync, OAM, DBA info, eċċ.
It-tagħbija tajba jista ’jkollha diviżorji ATM u GEM (waħda jew it-tnejn)
It-tul tal-qafas GTC upstream huwa 125 μs. F'sistemi G-PON bil-kollegament ta 'quddiem 1.24416 Gbit / s, id-daqs tal-qafas GTC upstream huwa 19,440 bytes. Kull qafas upstream fih numru ta 'fqigħ ta' trażmissjoni li ġejjin minn ONUs wieħed jew aktar.
Kull tifqigħ ta 'trasmissjoni upstream fih taqsima ta' l-għoli fuq saff fiżiku (PLOu) 'l fuq u intervall ta' allokazzjoni ta 'bandwidth wieħed jew aktar assoċjati ma' Alloc-IDs individwali. Il-qafas GTC downstream jipprovdi r-referenza tal-ħin komuni għall-PON u s-sinjalar tal-kontroll komuni għall-upstream.
Tagħbijiet GPON
Il-piż tal-piż tal-GTC għandu potenzjalment żewġ taqsimiet -
Diviżjoni ATM (Alen * 53 bytes fit-tul)
Diviżjoni GEM (issa metodu preferut)
Diviżjoni tal-ATM
Il-partizzjoni tal-ATM għandha l-karatteristiċi li ġejjin.
Alen (12 bits) huwa speċifikat fil-PCBd.
Alen jispeċifika n-numru ta 'ċelluli 53B fil-partizzjoni ATM.
Jekk Alen = 0 allura m'hemmx diviżjoni tal-ATM.
Jekk Alen = piż tat-tagħbija / 53, allura l-ebda partizzjoni GEM.
Iċ-ċelloli ATM huma allinjati mal-qafas GTC.
L-ONUs jaċċettaw ċelloli tal-ATM ibbażati fuq VPI fl-intestatura tal-ATM.
Diviżjoni GEM
Il-partizzjoni GEM għandha l-karatteristiċi li ġejjin.
B'differenza taċ-ċelloli ATM, frejms delineati tal-GEM jista 'jkollhom kwalunkwe tul.
Kull numru ta 'frejms GEM jista' jkun jinsab fil-partizzjoni GEM.
L-ONUs jaċċettaw frejms GEM ibbażati fuq 12b Port-ID fl-intestatura tal-GEM.
Modalità ta 'inkapsulament GPON
Ilment komuni kontra BPON kien l-ineffiċjenza minħabba t-taxxa fuq iċ-ċelloli ATM. GEM huwa simili għall-ATM. Għandu intestatura ta 'daqs kostanti protett mill-HEC. Madankollu, tevita overhead kbira billi tippermetti frejms ta 'tul varjabbli. GEM huwa ġeneriku - kull tip ta 'pakkett (u anke TDM) huwa appoġġat. GEM jappoġġja frammentazzjoni u assemblaġġ mill-ġdid.
GEM huwa bbażat fuq GFP, u l-intestatura fiha l-oqsma li ġejjin -
Indikatur tat-Tul tat-Tagħbija - it-tul tat-tagħbija fl-Bytes.
Port ID - tidentifika l-ONU fil-mira.
Indikatur tat-Tip ta 'Tagħbija tat-Tagħbija (OEM GEM, indikazzjoni tal-konġestjoni / frammentazzjoni).
Żona ta 'korrezzjoni tal-iżball ta' l-intestatura (BCH (39,12,2) kodiċi + 1b parità)
L-intestatura tal-GEM hija XOR'ed b'B6AB31E055 qabel it-trasmissjoni.
Ethernet / TDM fuq GEM
Meta jittrasporta traffiku Ethernet fuq GEM
Il-qafas MAC biss huwa inkapsulat (mingħajr preambolu, SFD, EFD)
Qafas MAC jista 'jkun frammentat (ara l-pjastra li jmiss).
Ethernet fuq GEM
Meta jittrasporta traffiku TDM fuq GEM -
L-introjtu tal-buffer ta 'l-input TDM kien mistħarreġ kull 125 Msec.
Il-bytes PLI ta 'TDM jiddaħħlu fil-qasam tat-tagħbija.
It-tul tal-framment TDM jista 'jvarja b' ± 1 Byte minħabba t-tpaċija tal-frekwenza.
Latenza tal-vjaġġ bir-ritorn li tmiss bi 3 msec.
TDM fuq GEM
GEM jista 'jifrex il-piż tat-tagħbija tiegħu. Pereżempju, qafas Ethernet mhux frammentat kif muri fl-illustrazzjoni li ġejja.
L-illustrazzjoni li ġejja turi frame Ethernet frammentat.
Tagħbija għall-frammenti GEM għal waħda miż-żewġ raġunijiet li ġejjin -
Raġuni 1 - Il-qafas GEM jista 'ma jgħaddix il-qafas GTC.
Raġuni 2 - Il-qafas GEM jista 'jitbattal minn qabel għal dejta sensittiva għad-dewmien.
Kodifikazzjoni GPON
OLT jikkripta bl-użu ta 'AES-128 fil-modalità counter. It-tagħbija baxxa biss hija kriptata (mhux l-intestaturi tal-ATM jew tal-GEM). Il-blokki tal-kriptaġġ huma allinjati mal-qafas GTC. Il-Kontro huwa maqsum minn OLT u l-ONUs kollha kif ġej -
46b = 16b intra-qafas + 30 bits inter-frame.
Il-kontro-qafas jiżdied kull 4 bytes tad-dejta.
Irrisettja għal żero fil-bidu tal-qafas DS GTC.
OLT u kull ONU għandhom jaqblu dwar ċavetta simetrika unika. L-OLT titlob lill-ONU għall-password (fi PLOAMd). L-ONU jibgħat il-password tal-Istati Uniti fil-post ċar (fi PLOAMu) -
Iċ-ċavetta ntbagħtet 3 darbiet għal robustezza
OLT jinforma lil ONU dwar ħin preċiż biex tibda tuża ċavetta ġdida.
QoS - GPON
GPON tittratta QoS b'mod espliċitu. Frejms ta 'tul kostanti jiffaċilitaw QoS għal applikazzjonijiet sensittivi għall-ħin. Hemm 5 tipi ta 'Kontenituri tat-Trasmissjoni -
Tip 1 - BW fiss.
Tip 2 - BW assigurat.
Tip 3 - BW allokat + BW mhux assigurat.
Tip 4 - l-aħjar sforz.
Tip 5 - superset ta 'dak kollu li ntqal hawn fuq.
GEM iżid diversi karatteristiċi QoS b'saff PON -
Il-frammentazzjoni tippermetti l-pre-emption ta 'oqsfa kbar ta' prijorità baxxa.
PLI - It-tul tal-pakkett espliċitu jista 'jintuża permezz ta' algoritmi tal-kju.
Il-bits PTI għandhom indikazzjonijiet ta 'konġestjoni.
