1.2.2. Сеть gpon
Основным недостатком сетей BPON является их ориентированность на передачу только пакетов ATM. Передача в сети BPON других пакетов (например, пакетов Ethernet) требует сложных преобразований протокола. Сеть GPON является универсальной технологией сетей PON, поддерживающей большое количество цифровых услуг связи. Развитие сети GPON было вызвано необходимостью преодоления ограничений сети BPON. Сетям GPON посвящены рекомендации ITU-T G.984.1…G.984.3.
Наиболее важными характеристиками сети GPON на физическом уровне (1 уровень модели OSI) являются:
Скорости передачи: 1,24416 или 2,48832 Гбит/с в направлении нисходящего потока и 0,15552, 0,62208, 1,24416 или 2,48832 Гбит/с в направлении восходящего потока.
Длины волн: 1260…1360 нм в направлении восходящего потока и 1480…1500 нм в направлении нисходящего потока.
Виды трафика: Цифровой в обоих направлениях.
Число волокон: 1 или 2.
Максимальный коэффициент разветвления: 64, ограничен затуханием в пассивной сети.
Затухание в пассивной сети между OLT и ONU с учетом всех причин (волокна, соединители, разветвители и т.д.:
o Класс A: 5…20 дБ,
o Класс B: 10…25 дБ,
o Класс C: 15…30 дБ.
Максимальное расстояние: 20 км при использовании лазера с распределенной обратной связью (лазер DFB), 10 км при использовании лазера с резонатором Фабри-Перо.
Согласно рекомендациям ITU-T сети GPON предоставляют только цифровые услуги связи. Однако возможна и аналоговая передача видеосигналов с использованием тех же принципов, что и в сетях BPON.
Канальный уровень (2 уровень модели OSI) в сети GPON называется уровнем конвергенции передачи (Transmission convergence), в дальнейшем он разделяется на два подуровня: подуровень адаптации и подуровень формирования пакетов. Уровень конвергенции передачи генерирует и обрабатывает пакеты длительностью 125 мс. Полезная нагрузка этих пакетов состоит из двух секций:
Секция, состоящая из пакетов ATM, имеющих длину 53 байта
Секция, состоящая из инкапсулированных в сеть GPON пакетов. Эти фреймы могут представлять собой кадры Ethernet или, например, фреймы SDH, а также комбинацию фреймов различных типов.
Задачи адаптации и формирования фреймов, решаемые на уровне конвергенции передачи, представлены на рис. 1.6. Уровень конвергенции передачи также осуществляет управление трафиком. Например, он выдает оборудованию ONU разрешения (так называемые гранты) на отправку пакетов.
Рис. 1.6. Принципы генерации пакетов GPON.
Через интерфейс WAN (Wide-Area Network – глобальная сеть) оборудования OLT сеть GPON поддерживает:
Уровни SDH:STM-1, 4 и 16,
Уровни PDH: E1, E2 и E3,
ATM,
Gigabit Ethernet с приложениями IP.
Через интерфейс ONU поддерживаются:
Уровни SDH: STM-1 и 4,
Уровни PDH: E1, E2 и E3,
ISDN BRI и PRI,
ATM,
Ethernet с приложениями IP (Internet, VoIP, IPTV, VoD и т.д.):
o 10Base-T,
o 100Base-T,
o 1000Base-T.
1.3. Ethernet для «последней мили» и сеть epon
Ethernet для «последней мили» (EFM - Ethernet in the First Mile) – это общее наименование технологий доступа, описанных в стандарте IEEE 802.3ah. Все технологии EFM относятся к Ethernet-технологиям и предназначены для использования в сетях доступа.
Технология Ethernet является основной для локальных сетей. В настоящее время она используется также в глобальных (WAN - wide area networks) и городских сетях (MAN - metropolitan area networks). Стандарт EFM, изданный в 2004 году, окончательно узаконил возможность использования Ethernet в сетях доступа. Использование Ethernet в сетях доступа дает следующие преимущества:
непрерывный канал связи: LAN - MAN - WAN,
менее сложная иерархия протоколов в сети доступа,
использование меньшего количества оборудования, которое к тому же является более простым,
использование меньшего количества преобразований протоколов, уменьшение задержек и увеличение пропускной способности,
более низкая стоимость.
Рис. 1.7 иллюстрирует эти возможности.
Рис. 1.7. EFM обеспечивает непрерывный Ethernet-канал связи точка-точка.
Стандарт IEEE 802.3ah определяет три разновидности EFM:
EFM на основе медных кабелей (EFM copper - EFMC):
− 10 Мбит/с по одной паре телефонного кабеля на расстояние до 750 м,
− 2 Мбит/с по одной паре телефонного кабеля на расстояние до 2700 м;
EFM на основе волоконно-оптических кабелей (EFM fibre - EFMF):
− 100 и 1000 Мбит/с по одномодовому волокну на расстояние до 10 км;
EFM для пассивных оптических сетей (EFM PON - EFMP):
− 1000 Мбит/с по пассивной оптической сети (на основе одномодовых волокон) на расстояние до 20 км.
В табл. 1.5 и на рис. 1.8 приведены основные сведения о топологиях EFM, определенных стандартом IEEE 802.3ah.
Таблица 1.5. Топологии EFM, определенные стандартом IEEE 802.3ah
*) Скорости передачи и расстояния, которые будут достигнуты с развитием технологий xDSL.
Рис. 1.8. Разновидности EFM: EFM copper (EFMC), EFM fiber (EFMF) and EFM PON (EFMP).