Sự khác biệt giữa mạng cáp quang EPON và GPON là gì?

Sự khác biệt giữa mạng cáp quang EPON và GPON là gì?

EPON và GPON là các phiên bản phổ biến của mạng quang thụ động (PONs). Các mạng cáp quang ngắn này được sử dụng để truy cập Internet, giao thức thoại qua giao thức Internet (VoIP) và truyền hình kỹ thuật số tại các khu vực đô thị. Các ứng dụng khác bao gồm các kết nối backhaul cho các cơ sở di động, các điểm truy cập Wi-Fi và thậm chí các hệ thống ăng ten phân tán (DAS). Sự khác biệt chính giữa chúng nằm ở các giao thức được sử dụng cho truyền thông xuôi dòng và ngược dòng.

Mạng quang thụ động

PON là mạng sợi chỉ sử dụng các thành phần sợi và thụ động như bộ tách và tổ hợp thay vì các thành phần hoạt động như bộ khuếch đại, bộ lặp hoặc mạch định hình. Các mạng như vậy có giá thấp hơn đáng kể so với các mạng sử dụng các thành phần hoạt động. Nhược điểm chính là phạm vi phủ sóng ngắn hơn bị giới hạn bởi cường độ tín hiệu. Trong khi một mạng quang học hoạt động (AON) có thể bao gồm một loạt xuống còn khoảng 100 km (62 dặm), một PON thường giới hạn trong cáp sợi chạy lên đến 20 km (12 dặm). PON cũng được gọi là mạng cáp quang đến nhà (FTTH).

Thuật ngữ FTTx được sử dụng để nói mức độ chạy của sợi. Trong FTTH, x là dành cho nhà. Bạn cũng có thể thấy nó được gọi là FTTP hoặc sợi đến cơ sở. Một biến thể khác là FTTB cho sợi cho tòa nhà. Ba phiên bản này xác định các hệ thống trong đó sợi chạy suốt từ nhà cung cấp dịch vụ đến khách hàng. Trong các hình thức khác, sợi không chạy hết cho khách hàng. Thay vào đó, nó được chạy đến một nút tạm thời trong vùng lân cận. Điều này được gọi là FTTN cho sợi đến nút. Một biến thể khác là FTTC, hoặc sợi vào lề đường. Ở đây cũng vậy, sợi không chạy hết về nhà. Mạng FTTC và FTTN có thể sử dụng đường dây điện thoại bằng đồng xoắn đôi không được che chở (UTP) của khách hàng để mở rộng dịch vụ với chi phí thấp hơn. Ví dụ: đường truyền ADSL nhanh mang dữ liệu sợi đến các thiết bị của khách hàng.

Sự sắp xếp PON điển hình là mạng điểm đa điểm (P2MP) trong đó thiết bị đầu cuối đường dây quang trung tâm (OLT) tại cơ sở của nhà cung cấp dịch vụ phân phối dịch vụ TV hoặc Internet cho 16 đến 128 khách hàng trên mỗi tuyến cáp quang (xem hình) . Bộ tách quang, thiết bị quang thụ động phân chia một tín hiệu quang thành nhiều tín hiệu công suất thấp hơn nhưng bằng nhau, phân phối tín hiệu cho người dùng. Một đơn vị mạng quang (ONU) chấm dứt PON tại nhà của khách hàng. ONU thường giao tiếp với thiết bị đầu cuối mạng quang (ONT), có thể là một hộp riêng biệt kết nối PON với TV, điện thoại, máy tính hoặc bộ định tuyến không dây. ONU / ONT có thể là một thiết bị.

Trong phương pháp hoạt động cơ bản để phân phối xuôi dòng trên một bước sóng ánh sáng từ OLT đến ONU / ONT, tất cả khách hàng đều nhận được cùng một dữ liệu. ONU nhận ra dữ liệu được nhắm mục tiêu vào mỗi người dùng. Đối với dòng ngược từ ONU đến OLT, kỹ thuật ghép kênh phân chia thời gian (TDM) được sử dụng trong đó mỗi người dùng được gán một khoảng thời gian trên một bước sóng ánh sáng khác nhau. Với sự sắp xếp này, các bộ chia hoạt động như các tổ hợp sức mạnh. Việc truyền tải ngược dòng, được gọi là hoạt động ở chế độ cụm, xảy ra ngẫu nhiên khi người dùng cần gửi dữ liệu. Hệ thống chỉ định một khe cắm khi cần thiết. Bởi vì phương pháp TDM liên quan đến nhiều người dùng trên một lần truyền, tốc độ dữ liệu ngược dòng luôn chậm hơn tốc độ truyền xuống.

GPON

Trong những năm qua, các tiêu chuẩn PON khác nhau đã được phát triển. Vào cuối những năm 1990, Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) đã tạo ra tiêu chuẩn APON, sử dụng Chế độ truyền không đồng bộ (ATM) để truyền gói tin đường dài. Vì ATM không còn được sử dụng, một phiên bản mới hơn đã được tạo ra được gọi là PON băng thông rộng, hoặc BPON. Được chỉ định là ITU-T G.983, tiêu chuẩn này được cung cấp cho hạ lưu 622 Mbits / giây và ngược dòng 155 Mbits / giây.

Mặc dù BPON vẫn có thể được sử dụng trong một số hệ thống, hầu hết các mạng hiện tại sử dụng GPON hoặc Gigabit PON. Tiêu chuẩn ITU-T là G.984. Nó cung cấp 2,488 Gbits / s xuôi dòng và 1,244 Gbits / s ngược dòng.

GPON sử dụng ghép kênh phân chia bước sóng quang (WDM) để có thể sử dụng một sợi đơn cho cả dữ liệu xuôi dòng và ngược dòng. Một tia laser trên bước sóng (λ) 1490nm truyền dữ liệu xuôi dòng. Dữ liệu ngược dòng truyền trên bước sóng 1310nm. Nếu TV đang được phân phối, bước sóng 1550nm được sử dụng.

Mặc dù mỗi ONU có tốc độ xuôi dòng đầy đủ là 2,488 Gbits / s, GPON sử dụng định dạng đa truy cập phân chia thời gian (TDMA) để phân bổ thời gian cụ thể cho từng người dùng. Điều này phân chia băng thông để mỗi người dùng nhận được một phân số như 100 Mbits / giây tùy thuộc vào cách nhà cung cấp dịch vụ phân bổ nó.

Tốc độ ngược dòng nhỏ hơn mức tối đa vì nó được chia sẻ với các ONU khác trong sơ đồ TDMA. OLT xác định khoảng cách và thời gian trễ của mỗi thuê bao. Sau đó, phần mềm cung cấp một cách để phân bổ các khe thời gian để dữ liệu ngược dòng cho mỗi người dùng.

Sự phân chia điển hình của một sợi đơn là 1:32 hoặc 1:64. Điều đó có nghĩa là mỗi sợi có thể phục vụ tối đa 32 hoặc 64 người đăng ký. Tỷ lệ phân chia lên tới 1: 128 là có thể trong một số hệ thống.

Đối với định dạng dữ liệu, các gói GPON có thể xử lý các gói ATM trực tiếp. Hãy nhớ lại rằng ATM gói mọi thứ trong các gói 53 byte với 48 cho dữ liệu và 5 cho chi phí. GPON cũng sử dụng một phương pháp đóng gói chung để thực hiện các giao thức khác. Nó có thể đóng gói Ethernet, IP, TCP, UDP, T1 / E1, video, VoIP hoặc các giao thức khác theo yêu cầu của việc truyền dữ liệu. Kích thước gói tối thiểu là 53 byte và tối đa là 1518. Mã hóa AES chỉ được sử dụng ở phía dưới.

Phiên bản mới nhất của GPON là phiên bản 10 Gigabit có tên XGPON, hoặc 10G-PON. Khi nhu cầu về video và các dịch vụ TV hàng đầu (OTT) tăng lên, ngày càng có nhiều nhu cầu tăng tốc độ đường truyền để xử lý dữ liệu lớn của video độ phân giải cao. XGPON phục vụ mục đích này. Tiêu chuẩn ITU là G.987.

Tốc độ tối đa của XGPON là 10 Gbits / s (9,95328) xuôi dòng và 2,5 Gbits / s (2,48832) ngược dòng. Các bước sóng WDM khác nhau được sử dụng, hạ lưu 1577nm và ngược dòng 1270nm. Điều này cho phép dịch vụ 10 Gbit / s cùng tồn tại trên cùng một sợi với GPON tiêu chuẩn. Phân chia quang học là 1: 128 và định dạng dữ liệu giống như GPON. Phạm vi tối đa vẫn là 20 km. XGPON chưa được triển khai rộng rãi nhưng cung cấp một lộ trình nâng cấp tuyệt vời cho các nhà cung cấp dịch vụ và khách hàng.

Hầu hết các PON được cấu hình như thế này. Số lượng bộ chia và mức chia khác nhau tùy theo nhà cung cấp và hệ thống. Tỷ lệ phân chia thường là 1:32 hoặc 1:64 nhưng có thể cao hơn.

EPON

Viện Kỹ sư Điện và Điện tử (IEEE) đã phát triển một tiêu chuẩn PON mới hơn. Dựa trên tiêu chuẩn Ethernet 802.3, EPON 802.3ah chỉ định một mạng thụ động tương tự với phạm vi lên tới 20 km. Nó sử dụng WDM với cùng tần số quang như GPON và TDMA. Tốc độ dữ liệu dòng thô là 1,25 Gbits / s ở cả hai hướng hạ lưu và ngược dòng. Đôi khi bạn sẽ nghe thấy mạng được gọi là Gigabit Ethernet PON hoặc GEPON.

EPON hoàn toàn tương thích với các tiêu chuẩn Ethernet khác, do đó không cần chuyển đổi hoặc đóng gói khi kết nối với các mạng dựa trên Ethernet ở hai đầu. Khung Ethernet tương tự được sử dụng với tải trọng lên tới 1518 byte. EPON không sử dụng phương thức truy cập CSMA / CD được sử dụng trong các phiên bản khác của Ethernet. Vì Ethernet là công nghệ mạng chính được sử dụng trong các mạng cục bộ (LAN) và hiện tại trong các mạng khu vực đô thị (MAN), không cần chuyển đổi giao thức.

Ngoài ra còn có phiên bản Ethernet 10 Gbit / s được chỉ định là 802.3av. Tốc độ dòng thực tế là 10.3125 Gbits / s. Chế độ chính là 10 Gbits / s ngược dòng cũng như xuôi dòng. Một biến thể sử dụng 10 Gbits / s xuôi dòng và 1 Gbit / s ngược dòng. Các phiên bản 10 Gbit / s sử dụng các bước sóng quang khác nhau trên sợi quang, hạ lưu 1575 đến 1580nm và ngược dòng 1260 đến 1280nm để hệ thống 10 Gbit / s có thể được ghép theo bước sóng trên cùng một sợi như 1 Gbit / s tiêu chuẩn hệ thống.

Tóm lược

Các công ty viễn thông sử dụng PON để cung cấp các dịch vụ ba phát bao gồm TV, điện thoại VoIP và dịch vụ Internet cho các thuê bao. Lợi ích là tốc độ dữ liệu cao hơn nhiều, rất cần thiết cho phân phối video và các dịch vụ Internet khác. Chi phí thấp của các thành phần thụ động có nghĩa là các hệ thống đơn giản hơn với ít thành phần bị lỗi hoặc yêu cầu bảo trì. Những bất lợi chính là phạm vi ngắn càng tốt, thường không quá 20 km hoặc 12 dặm. PON đang ngày càng phổ biến khi nhu cầu về dịch vụ Internet nhanh hơn và video ngày càng tăng. GPON là phổ biến nhất ở Hoa Kỳ, chẳng hạn như hệ thống foist của Verizon. Hệ thống EPON phổ biến hơn ở châu Á và châu Âu.

Liên quan đến ngành công nghiệp

Gửi yêu cầu