Gpon и gepon разница

На прошлой неделе мы публиковали статью о технологии GEPON — оптоволоконном интернете с небольшой суммой капиталовложений на старте (по сравнению со стандартным развертыванием ВОЛС) и экономичным обслуживанием. Сегодня — подборка распространенных вопросов по этой теме.

1. GEPON, EPON, GPON — все это одна и та же технология?

GEPON и EPON — это одна и та же технология стандарта IEEE 802.3ah. Более распространено название GEPON, которое отражает скорость передачи — до 1,2 Гбит/сек. Есть также еще более новый стандарт, IEEE 802.3av — 10GEPON. Как нетрудно догадаться из названия, скорость передачи данных по этому стандарту — 10 Гбит/сек.

GPON — это совершенно другой стандарт, ITU-T G.984, технология передачи данных основывается на Asynchronous Transfer Mode — асинхронный способ передачи данных, или ATM. Максимальная скорость -до 2,5 Гбит/сек.

Необходимо выбрать GEPON или GPON?
Выход! Новинка ONU от LANTORG.

2. Оптический бюджет мощности и оптический бюджет потерь — что это?

Оптический бюджет мощности — разница между чувствительностью принимающего устройства (ONU) и мощностью передающего (OLT). Чаще всего эти показатели составляют:

Таким образом, стандартный оптический бюджет составляет 30 дБм.

Оптический бюджет потерь (затуханий) — это все затухания на линии до конечного абонента. Макисмально потери могут быть равны оптическому бюджету мощности. Обычные потери в сети — это:

  • на сварке волокна — примерно 0,05 дБм,
  • на коннекторах — примерно 0,5 дБм,
  • на волокне (0,36 dB/km на волне 1310нм и 0,24 dB/km на 1490 нм),
  • на сплиттерах (значения разные).

3. Как правильно рассчитать построение сети GEPON?

Здесь главное — просчитать все затухания на линии. Теоретически сетью можно покрыть до 20 км в радиусе, но практически это расстояние будет меньше из-за потерь на сплиттерах, на сварочных или механических соединениях, на самой длине оптоволокна. Поэтому при планировании нужно это учитывать, причем основываться лучше на самых убыточных показателях.

4. Как измерить оптические параметры линии?

С помощью специальных рефлектометров для PON (дорого) или оптическими тестерами. В уже развернутой сети можно использовать специальные команды интерфейса OLT.

5. Как обстоят дела с флудом в сети GEPON?

Благодаря тому, что в сети используются протоколы распределения передачи данных во времени (TDM, TDMA), а также из-за особенностей структуры (каждое ONU передает/принимает данные только через OLT), GEPON лишен такого недостатка, как флуд.

6. Может ли злоумышленник повредить сеть GEPON и как это обнаружить?

Повредить сеть можно либо стандартно — обрезав кабель, либо направив в сеть постоянное излучение в 1310 нм в восходящем направлении (присоединив медиаконвертер к сплиттеру, к примеру). Излучение может возникнуть также по причине неисправности клиентского оборудования. Происходит такое крайне редко.

Обнаружить место поломки/вредительства, если GEPON построена, в большинстве своем, на сварочных соединениях, можно только путем последовательного обхода всей сети. Если на коннекторах — последовательно отключаем "ветки" по направлению от OLT к абонентам, обнаружив неисправную, идем по ней, отключая уже ее ответвления. Таким образом добираемся до устройства-виновника.

7. Какое устройство сети лучше — на сварочных соединениях или коннекторных (SC)?

Преимущества и недостатки есть у каждого способа. Из вопроса выше ясно, что для поиска поломок в сети лучше соединять линки коннекторами. Однако сварка в 10 раз уменьшает затухание на соединении. Можно комбинировать их, подбирая таким образом оптимальные параметры сети.

8. Как организовать трансляцию кабельного телевидения в сети GEPON?

На стороне OLT устанавливается трансмиттер, после — усилитель CATV. Для передачи сигнала кабельного ТВ по оптоволокну здесь же устанавливается колба CWDM на 1550 нм. Сплиттеры на пути следования сигнала должны быть с SC/APC коннекторами. На стороне абонента применяется ONU с разъемом для кабельного, или же отдельный приемник CATV.

9. Существуют планарные и сварные сплиттеры. В чем разница?

Планарные — всегда делят сигнал на равные части (равноплечие). Более эффективно сконструированы, имеют более предсказуемое затухание и широкополосную передачу.

Сварные — могут делить сигнал в различных пропорциях (10/90, 5/95 и т.д.) с высокой точностью разделения. Для передачи данных открыты только 3 частоты — 1310, 1490, 1550 нм.

10. Когда лучше применять сплиттеры сварного типа?

Особенность сварных сплиттеров пропорционально делить сигнал применяется на линиях с разной дистанцией. К примеру, от точки отходят линии в 3 км и в 7 км. Здесь можно поставить сплиттер 30/70. Также устройства этого типа применяются для топологии "шина".

11. Можно ли заменить модуль SFP PON на SFP CWDM 1490 нм, ведь у них одинаковая длина волны?

Нет. В них используются разные алгоритмы передачи сигнала.

12. Могут ли выгореть медные порты в ONU?

Если ONU закреплено на столбе, мачте и т.д., где подвержено удару молнии и наводкам, а к нему с помощью медного кабеля подключены пользователи — то да, такое возможно. Можно включить в эту структуру буферный коммутатор, который примет удар на себя.

13. Могут ли ONU передавать данные непосредственно между собой?

Нет. Весь обмен информацией в сети GEPON идет через OLT.

14. Обязательно ли использовать ONU и OLT одной торговой марки?

В большинстве случаев для стабильной и эффективной работы рекомендуется использовать оборудование от одного производителя, поскольку оно "заточено" друг под друга. Но бывают и исключения.

15. Можно ли портам ONU назначать отдельные VLAN?

Как нам кажется, многие операторы не достаточно глубоко изучили тему xPON, не смотря на наличие большого количества информации рекламного и обучающего характера, наличествующей в Интернете.

Сравнение GPON и Ethernet Нужен ли нам xPON и как он работает? Как нам кажется, многие операторы не достаточ

Сравнение GPON и Ethernet

Нужен ли нам xPON и как он работает?

Как нам кажется, многие операторы не достаточно глубоко изучили тему xPON, не смотря на наличие большого количества информации рекламного и обучающего характера, наличествующей в Интернете. Впрочем, это не касается тех, кто своей сферой выбрал многоэтажки. В этом случае склонность к Ethernet вполне обосновала и xPON просто не требуется.
Однако для операторов, вынужденных углубляться в неизведанные просторы России, усыпанные коттеджными поселками и деревеньками, в которых не имеется покрытия сетей 3G/4G, вопрос «строить или не строить» – не стоит. Тем более что пользователи в большинстве своем в любой ситуации хотят видеть нечто вроде:

Ну и как бы им обеспечить что-то подобное?

Развитие материально-технической базы и снижение стоимости материалов (оптоволокна, конечно же) для монтажа Ethernet сняло большую часть проблем этой системы. А наличие огромного пласта информации в свободном доступе позволяет не останавливаться на особенностях сборки. Сложно представить оператора, ни разу не использовавшего что-то подобное, а вот с xPON сталкивались немногие.

В легендарном, но не очень далеком, прошлом xPON был придуман для операторов Америки. Его идея проста, как похожие на дерево оптические линии, на которые производится наложение передаваемых данных. Ничего более сложного по более — менее приемлемой стоимости тогда делать не имели и использовали TDM.

Длина волны, на которой идет излучение сигнала OLT – 1490 нм, а ONT работают на 1310 нм. В связи с особенностями конструкции (у нас здесь TDM) все ONU включают изучение только в определенные моменты времени. Как результат – они сложнее и дороже, чем постоянно излучающие медиаконвертеры Ethernet. Трансиверы для OLT – WDM 1490/1310 нм, а для ONT – наоборот, с Tx/Rx 1310/1490 нм. Длина волны 1550 нм выделена специально для KTB, наложить которое на оптическую сеть можно с помощью делителей 2xN или WDM — фильтров с соответствующими характеристиками.

Один OLT может легко поддерживать целый поселок клиентов. Типичный юнит, в который можно уложить огромный куст возможностей, выглядит примерно так:

Абоненту достается устройство с названием ONU/ONT. Данный коммутатор в типичном случае имеет Ethernet и оптический PON — порт. Дополняют комплект Wi-Fi, RF overlay и кое-что еще.

GPON и GEPON. Есть ли разница?

Для начала картинка:

Далее можно пояснить словами. У GEPON более простая структура кадра, наиболее приближенная по виду к Ethernet, а у GPON – сложная, похожая на SDH.

Наиболее наглядно будет, скорее всего, сравнение по пунктам.

Протоколы управления OMCI (TR-069) и все технологии стандартизированы.

Линейный код NRZ, применяемый здесь, дает чистое 2,5G.

Для передачи траффика TDM применяются более продуктивные механизмы.

TurboGEPON

К отрицательным свойствам причисляется отсутствие стандарта и отнесенный к избыточным линейный код, у которого «чистая» полоса меньше на двадцать процентов (8B/10B).

Что выгоднее и доступнее?

Главное достоинство GPON – совместимость, и при возможной равной цене он, конечно, предпочтительней. Однако дело еще и в производителе. Кое-кто из них (Huawei, ZTE) производят оборудование под оба решения. Но продукция Huawei GEPON в Россию просто не поступает. Ericsson делает только GPON, и то недавно продала решение группе Calix. Есть также компания Alcatel-Lucent и другие. GEPON объективно проще, и выпускается сейчас множеством китайских компаний, включая малоизвестные мелкие фирмочки, традиционно не отвечающие за качество произведенной продукции. В России понятие TurboGEPON связано с именем Элтекс, но поставки ведутся только крупным операторам типа Ростелекома.

Теперь, закончив ознакомительную часть, можно переходить к практике.

Мифы, легенды и сложности реализации

В DWDM (от 6 до 10 dBm в плюс для OSNR) это явление встречается часто, а в GPON – пока не попадалось, а в официальной документации ничего о FEC не пишут.

  1. Для ONT аттенюатор установил предел чувствительности, за которым замечаются интерфейсные ошибки.
  2. Продолжение затухания, затем появление ошибок.
  3. Начало работы FEC.
  4. Второй съем данных об ошибках.
  5. Подведение итогов.

Генератор трафика для ONT и OLT (куда установлен SFP-W43-GPON-C+) – компьютеры в количестве 2 шт., с jperf.

Измеритель мощности — PMT-08C и DDMI.

Переменный аттенюатор — OVA-01.

Представленные ниже таблицы позволят отследить параметрические данные опыта:

  • максимальный предел мощности сигнала ONT при появлении ошибок: около -29 dBm.
  • Tx Power SFP OLT: +5.62 dBm.
  • аттенюатор дает затухание 34,80 dB.
  • мощность на ONT: -29,91 dBm.


Оптимальный оптический бюджет и сплиттеры

Выбор оборудования и расчет оптического бюджета – особенно важный вопрос, в котором подбор оптимального решения затруднен наличием большого количества показателей, зависящих от места расположения абонента, условий прокладки кабелей, типа OLT и т.д.

Недорогие приемопередатчики B+ класса подходят для абонентских устройств. Согласно их характеристикам (Tx Power: от 0 до +5dBm; Rx Sensitivity: -27dBm) подбирается такой же SFP в OLT. В итоге в обе стороны достигается показатель оптического бюджета в 27dB.

В случае использования делителей с коннекторами или многократного деления используют более дорогие SFP C+. Их повышенные ТТХ (Tx Power: от +3 до +7dBm и Rx Sensitivity: -32dBm) обусловлены более чувствительным приемником и мощными лазерами.

В этом случае оптический бюджет будет иметь разные величины в зависимости от направления прохождения сигнала: DS = 30dB
US = 32dB. В среднем выигрыш возрастет в два раза.

При прокладке сети в качестве основного значения используется меньшее (30 dB) c учетом оптических потерь – 28 dB. Сварка кабеля на стыках должна производится с высочайшей тщательностью, чтобы избежать дальнейших потерь. Поиск слабых мест будет затруднен в связи с дальнейшей установкой делителей.

Обзор технологии PON

PON (Passive Optical Network) наиболее перспективная технология для организации широкополосного мультисервисного доступа по оптическому волокну, позволяющая реализовывать одно- или двух-волоконную древовидную структуру типа точка-многоточка (point-to-multipoint) без активных элементов в узлах разветвления сети. Разработка стандартов началась еще в 1995 году. В трактах приема и передачи применяется волновое разделение сигналов. Согласно стандартам ITU-T в пассивных оптических сетях применяются следующие длины волн:

  • 1270 нм — Upstream (восходящий поток от абонента) для сетей XGPON и 10GEPON
  • 1310 нм Upstream для сетей APON, BPON, GPON, GEPON
  • 1490 нм Downstream (поток от оператора к абонентам) для сетей GPON и GEPON
  • 1550 нм Video (сигналы кабельного телевидения)
  • 1577 нм — Downstream для сетей XGPON и 10GEPON
  • 1625 нм OTDR (сигналы мониторинга состояния оптической сети)

Иными словами PON — полностью пассивная сеть, активное оборудование располагается только на узлах связи оператора и только у абонентов. Весь тракт передачи является полностью пассивным то есть в нем отсутствуют элементы, потребляющие электрическую энергию. Передача сигналов ведется по одномодовым оптическим волокнам, которые разветвляются с использованием ответвителей и делителей. Соединения могут выполняться разъемным методом, методом сварки оптических волокон, а так же с помощью установки гелевых соединителей. Распределительные узлы выполняются традиционно в виде оптических боксов или муфт, которые бывают как для внутреннего применения, так и для установки на улице. Максимальная длина ветви, такого пассивного оптического дерева, может достигать 20 км (стандартная величина) или 40 км (увеличенное расстояние). Для суммирования и ввода оптических сигналов со стороны узла связи оператора, а так же для разделения сигналов со стороны абонента применяются WDM фильтры. Бывают встроенные в оборудование, бывают выполнены, как отдельные устройства. Для осуществления мониторинга таких сетей применяются FWDM отражатели, которые отражают обратно к источнику определенную длину волны, остальные же длины волн свободно проходят через такое устройство.

Рис. 1. Типичная схема построения PON сети

Как применять подобные схемы решать оператору, но на текущий момент существует несколько разновидностей PON:

  • APON (ATM PON) регламентируется стандартом G.983, скорость передачи 155 Мб/с в обоих направлениях.
  • BPON (Broadband PON) регламентируется стандартом G.983, скорость передачи 622 Мб/с в направлении абонента и 155 Мб/с в направлении от абонента.
  • GPON (Gigabit PON) регламентируется стандартом G.984, скорость передачи 2488 Мб/с в направлении абонента и 1244 Мб/с в направлении от абонента.
  • GEPON (Gigabit Ethernet PON) регламентируется стандартом IEEE 802.3ah, скорость передачи 1,25 Гб/с в обоих направлениях.
  • XGPON (10 Gigabit PON) регламентируется стандартом G.987, скорость передачи при симметричном режиме работы 10 Гб/с в обоих направлениях, при асимметричном режиме работы 10 Гб/с в направлении к абоненту и 2,5 Гб/с в направлении от абонента.
  • 10GEPON (10 Gigabit Ethernet PON) регламентируется стандартом IEEE 802.3av, скорость передачи при симметричном режиме работы 10 Гб/с в обоих направлениях, при асимметричном режиме работы 10 Гб/с в направлении к абоненту и 1,25 Гб/с в направлении от абонента.

Со стороны узла связи оператора устанавливается линейный терминал (OLT), со стороны абонентов используются сетевые терминалы (ONT/ONU). ONT применяются для подключения единственного абонента, ONU для большего количества. Максимальное количество сетевых терминалов, которые можно подключить к оптическому «дереву», ограничено различными причинами, но главная из них затухание сигнала, которое вносят ответвители и делители. Традиционно, количество абонентских терминалов, которые можно подключить к одному порту линейного терминала, ограничено 64 для GEPON сетей и 128 для GPON сетей. В PON сетях применяются, как сплавные ответвители и делители (для возможности более удобного конфигурирования оптической сети), так и PLC для возможности построения 10 Гб сетей и внедрения систем оптического мониторинга. Максимальное расстояние, между OLT и ONT 20 км это стандартные величины, возможно увеличение данного показателя до 40 км при использовании трансиверов класса C+ на стороне OLT, а так же возможно применение PON повторителей или транспорта OTN в таких случаях расстояние возможно увеличить и до 80 км.

Управление OLT осуществляется с помощью стандартных протоколов управления (SNMP, HTTP и т.д.), управление ONT осуществляется дистанционно как логическим устройством OLT.

Рис. 2. Обобщенная структурная схема PON


[an error occurred while processing the directive]
Карта сайта