FTTH - uitleg

De differentiële vezelafstand is het verschil in de afstand tussen de dichtstbijzijnde en de verste ONU / ONT van de OLT.

In GPON is de maximale differentiële vezelafstand 20 km. Dit is van invloed op de grootte van het bereikvenster en voldoet aan [ITU-T G.983.1].

Logisch bereik wordt gedefinieerd als de maximale afstand die kan worden bereikt voor een bepaald transmissiesysteem, ongeacht het optische budget. Logisch bereik is de maximale afstand tussen ONU / ONT en OLT behalve de beperking van de fysieke laag.

In GPON wordt het maximale logische bereik gedefinieerd als 60 km.

De gemiddelde signaaloverdrachtsvertraging is het gemiddelde van de stroomopwaartse en stroomafwaartse vertragingswaarden tussen referentiepunten. Deze waarde wordt bepaald door de round-trip vertraging te meten en vervolgens te delen door 2.

GPON moet geschikt zijn voor diensten die een maximale gemiddelde signaaloverdrachtsvertraging van 1,5 ms vereisen. Een GPON-systeem moet een maximale gemiddelde signaaloverdrachtsvertragingstijd van minder dan 1,5 ms hebben tussen tv-referentiepunten.

De OAN is de set toegangsverbindingen die dezelfde netwerkzijdige interfaces delen en worden ondersteund door optische toegangstransmissiesystemen. De OAN kan een aantal ODN's omvatten die zijn verbonden met dezelfde OLT.

In de PON-context, een boom van optische vezels in het toegangsnetwerk, aangevuld met stroom- of golflengtesplitters, filters of andere passieve optische apparaten.

Een apparaat dat het algemene (root) eindpunt van een ODN beëindigt. Implementeert vervolgens een PON-protocol zoals gedefinieerd door [ITU-T G.984]; en past vervolgens PONPDU's aan voor uplinkcommunicatie via de service-interface van de provider.

De OLT biedt beheer- en onderhoudsfuncties voor de subtiele ODN en ONU's.

Een enkel abonneeapparaat dat een van de gedistribueerde (blad) eindpunten van een ODN beëindigt, een PON-protocol implementeert en PON PDU's aanpast aan interfaces voor abonneeservices. Een ONT is een speciaal geval van een ONU.

Een generieke term die een apparaat aangeeft dat een van de gedistribueerde (blad) eindpunten van een ODN beëindigt, een PON-protocol implementeert en PON PDU aanpast.

Fysiek bereik wordt gedefinieerd als de maximale fysieke afstand die kan worden bereikt voor een bepaald transmissiesysteem. Omdat 'Fysiek bereik' de maximale fysieke afstand is tussen de ONU / ONT en de OLT. In GPON zijn echter twee opties voor het fysieke bereik gedefinieerd: 10 km en 20 km. Er wordt aangenomen dat 10 km de maximale afstand is waarover FP-LD in de ONU kan worden gebruikt voor hoge bitsnelheden zoals 1,25 Gbit / s of hoger.

Services in FTTH worden gedefinieerd als een netwerkservice die door operators wordt vereist. Service wordt beschreven door een naam die duidelijk door iedereen wordt herkend, ongeacht of het een framestructuurnaam of een algemene naam is.

GPON streeft naar transmissiesnelheden groter dan of gelijk aan 1,2 Gbit / s. Dienovereenkomstig identificeert GPON twee transmissiesnelheidcombinaties als volgt -

• 1,2 Gbps omhoog, 2,4 Gbps omlaag

• 2,4 Gbps omhoog, 2,4 Gbps omlaag

De belangrijkste bitsnelheid is 1,2 Gbps omhoog, 2,4 Gbps omlaag, wat bijna alle geïmplementeerde en geplande inzet van de GPON-systemen vormt.

Hoe groter de splitsingsratio voor GPON, hoe economischer deze is vanuit kostenperspectief. Een grotere split-ratio impliceert echter een groter optisch vermogen en bandbreedteverdeling, waardoor er een groter energiebudget nodig is om het fysieke bereik te ondersteunen. Gesplitste verhoudingen tot 1:64 zijn realistisch voor de fysieke laag, gegeven de huidige technologie. Vooruitlopend op de voortdurende evolutie van optische modules moet de TC-laag echter splitsingsverhoudingen tot 1: 128 overwegen.

Voordelen van glasvezel -

• Zeer lange afstanden

• Sterk, flexibel en betrouwbaar

• Staat kabels met een kleine diameter en lichtgewicht toe

• Veilig

• Immuun voor elektromagnetische interferentie (EMI)

• Lagere kost

Verschillende modules / componenten in PON-technologie zijn -

• WDM-koppeling

• 1 × N-splitter

• Optische vezel en kabel

• connector

• ODF / Cabinet / Subrack

De actieve modules / componenten in PON-technologie zijn -

In OLT -

• Laserzender (1490-nm) en

• Laserontvangers (1310-nm)

Voor CATV-toepassing -

• Laserversterker (1550-nm) en

• EDFA voor het versterken van videosignaal

In ONU -

• Voeding / batterij voor ONU

• Laserzender (1310-nm)

• Laserontvangers (1490-nm)

• Ontvangers voor CATV-signaal (1550 nm)

De volledige vorm van GPON is - Gigabit passief optisch netwerk

GPON is een optisch systeem voor de toegangsnetwerken, gebaseerd op ITU-T-specificaties G.984-serie. Het kan een bereik van 20 km bieden met een optisch budget van 28 dB door klasse B + -optiek met een gesplitste verhouding van 1:32 te gebruiken.

De meest bekende kenmerken van GPON zijn hieronder opgesomd.

Stroomafwaartse transmissie -

• 2.4Gbps

• BW voor één ONT is voldoende om meerdere HDTV-signalen te leveren

• QOS zorgt voor vertragingsgevoelig verkeer (stem)

Stroomopwaartse transmissie -

• 1 24 Gbps

• Minimale BW kan worden gegarandeerd

• Ongebruikte tijdslots kunnen worden toegewezen aan zware gebruikers

• QOS zorgt voor vertragingsgevoelig verkeer (stem)

GPON-normen zijn gebaseerd op de vorige BPON-specificaties. Deze specificaties worden hieronder opgesomd -

• G.984.1 - Dit document beschrijft de algemene kenmerken van het Gigabit-compatibele passieve optische netwerk.

• G.984.2 - Dit document beschrijft de Gigabit-compatibele passieve optische netwerkspecifieke laagspecificaties voor media.

• G.984.3 - Dit document beschrijft de specificatie van de gigabit-compatibele passieve optische netwerktransmissielaag.

• G.984.3 - Dit document beschrijft de specificatie van de gigabit-compatibele passieve optische netwerktransmissielaag.

GPON-systemen hebben in wezen dezelfde fysieke componenten die op dezelfde manier worden geconfigureerd als in andere PON-netwerken. Natuurlijk zijn de producten ontwikkeld voor GPON-systemen specifiek ontworpen voor GPON en niet uitwisselbaar met de EPON- of BPON-uitrusting.

GPON-systemen hebben ook veel van dezelfde basismogelijkheden als andere PON-systemen. De belangrijkste verschillen in de architectuur zijn GPON in gegevensdoorvoer. Met de Gigabit GPON-inkapselingsmethoden kunnen verschillende services worden uitgevoerd, waaronder ATM, TDM-spraak en Ethernet.

Een van de basisvereisten van een optisch systeem is om componenten te voorzien van voldoende capaciteit om het optische signaal uit te breiden tot het verwachte bereik. Er zijn drie categorieën of klassen van componenten die zijn gebaseerd op vermogen en gevoeligheid.

De klassen van componenten zijn -

• Klasse A optiek: 5 tot 20dB

• Klasse B optiek: 10 tot 25dB

• Klasse C optiek: 15 tot 30dB

De volledige vorm van EPON is - Ethernet passief optisch netwerk.

Ethernet Passive Optical Network (EPON) is een PON-inkapseling van gegevens met Ethernet en kan een capaciteit van 1 Gbps tot 10 Gbps bieden. EPON volgt de originele architectuur van een PON. Hier is de DTE verbonden met de stam van de boom en genoemd als Optical Line Terminal (OLT).

Het bevindt zich meestal bij de serviceprovider en de aangesloten DTE-vestigingen van de boom worden Optical Network Unit (ONU) genoemd, die zich in de gebouwen van de abonnee bevinden. De signalen van de OLT gaan door een passieve splitter om de ONU te bereiken en vice versa.

Veel PON-toepassingen vereisen een hoge QoS (bijv. IPTV).

EPON laat QoS naar hogere lagen -

• VLAN-tags

• P-bits of DiffServ DSCP

Bovendien is er een cruciaal verschil tussen LLID en Port-ID -

• Er is altijd 1 LLID per ONU

• Er is 1 poort-ID per invoerpoort - mogelijk zijn er veel per ONU

• Dit maakt poortgebaseerde QoS eenvoudig te implementeren op PON-laag

De volgende tabel verklaart het verschil tussen GPON en EPON.

Een algoritme geïmplementeerd in de OLT, met behulp van Report and Gate-berichten om een transmissieprogramma te bouwen en de ONU's door te geven, staat bekend als een DBA-algoritme (Dynamic Bandwidth Assignment).

EPON-bewerking is gebaseerd op de Ethernet MAC- en EPON-frames (gebaseerd op GbE-frames), maar uitbreidingen zijn nodig -

• MultiPoint Control Protocol PDU's - Dit is het besturingsprotocol dat de vereiste logica implementeert.

• Point-to-point-emulatie (afstemming) - Hierdoor lijkt de EPON op een point-to-point-link en hebben EPON MAC's een aantal speciale beperkingen.

• In plaats van CSMA / CD verzenden ze wanneer ze worden verleend.

• De tijd door de MAC-stack moet constant zijn (duur van ± 16 bit).

• Nauwkeurige lokale tijd moet worden gehandhaafd.

Standaard Ethernet begint met een in wezen inhoudvrije 8B preambule -

• 7B afwisselend enen en nullen 10101010

• 1B van SFD 10101011

Om de nieuwe PON-header te verbergen, overschrijft EPON enkele inleidende bytes.

DS-verkeer wordt uitgezonden naar alle ONU's, dus de codering is in wezen eenvoudig voor een kwaadwillende gebruiker om ONU opnieuw te programmeren en gewenste frames vast te leggen. Amerikaans verkeer niet gezien door andere ONU's, dus de codering is niet nodig. Overweeg geen fiber-tappers omdat EPON geen standaard coderingsmethode biedt, maar -

• Kan aanvullen met IPsec of MACsec.

• Veel leveranciers hebben eigen AES-gebaseerde mechanismen toegevoegd.

BPON gebruikte een mechanisme genaamd churning - Churning was een goedkope hardware-oplossing (24b-sleutel) met verschillende beveiligingsfouten -

• Motor was lineair - eenvoudige aanval met bekende tekst

• De 24b-sleutel bleek in 512 pogingen af te leiden

Daarom heeft G.983.3 AES-ondersteuning toegevoegd - nu gebruikt in GPON.

XPON is de volgende generatie PON, die een gegevenssnelheid tot 10G kan ondersteunen. XPON kan worden onderverdeeld in twee categorieën, namelijk XG-PON1 en XG-PON2. XG-PON1 is achterwaarts compatibel met GPON, terwijl XG-PON2 een geheel nieuwe ontwikkeling is.

De volledige vorm van WDM-PON is - Wavelength Division Multiplex PON.

In WDM-PON is een verschillende golflengte vereist voor verschillende ONT; elke ONT krijgt een exclusieve golflengte en geniet van de bandbreedte van golflengte. Met andere woorden, WDM-PON werkt op een logische Point to Multi Point (P2MP) -topologie.

De volledige vorm van ODSM-PON is - Opportunistic Spectrum en Dynamic PON. In ODSM-PON blijft het netwerk ongewijzigd van CO naar gebruikerspand behalve één wijziging, die een actieve WDM-splitter is. Er zal een WDM-splitter zijn tussen OLT en ONT die de passieve splitter vervangt. In ODSM-PON gebruikt de downstream WDM, wat betekent dat gegevens voor ONT verschillende golflengten gebruiken voor verschillende ONT en in upstream en ODSN-PON maakt gebruik van dynamische TDMA + WDMA-technologie.

De volgende tabel geeft uitleg over de XGPON-normen:

De volgende tabel beschrijft de optische vermogensklasse XG-PON.

De volgende tabel beschrijft het dempingsbereik voor klasse A, B en C volgens ITU.

In de volgende tabel wordt het OLT-transmissiebereik voor Klasse A, B en C volgens ITU uitgelegd.

In de volgende tabel wordt het ONU-ontvangerbereik voor Klasse A, B en C volgens ITU uitgelegd.

In de volgende tabel wordt het ONU-zenderbereik voor Klasse A, B en C volgens ITU uitgelegd.

De volgende tabel beschrijft het OLT-ontvangerbereik voor Klasse A, B en C volgens ITU.

De enkele vezel vanaf OLT wordt gesplitst via passieve optische splitters om 64 ONT's voor klanten te bedienen. Dezelfde vezel draagt zowel de stroomafwaartse (OLT richting ONT) als de stroomopwaartse (ONT richting OLT) bitstromen namelijk 2.488 Mbps / 1490 nm (venster 1480 - 1500 nm) en 1.244 Mbps / 1310 nm (venster 1260-1360 nm) via WDM (Wavelength Division Multiplexing) voor duplex (bidirectioneel) bedrijf.

Dezelfde stroomafwaartse transmissie met enkele vezel van de OLT naar de ONT's wordt uitgezonden met een ONT die alleen het geadresseerde verkeer accepteert. Stroomopwaartse transmissie is Time Division Multiple Access (TDMA) waarbij elke ONT op zijn beurt zendt.

De tv-signalen (afgeleid van een satelliet head-end) worden optioneel uitgezonden op een derde optische golflengte van 1550 nm op dezelfde (of extra) vezel die in het FTTx-systeem wordt geïntroduceerd via een RF Overlay-subsysteem. CATV-signaal kan worden gekoppeld met GPON-signaal na versterking door EDFA.

De RF CATV-signalen gemoduleerd op de golflengte van 1550 nm. Het wordt geëxtraheerd via een Demux-functie ingebouwd in ONT en gerouteerd naar een backplane-serviceverbinding voor de STB / TV.

De maximaal toelaatbare optische vermogensdemping tussen de optische OLT-poort en de ONT-ingang is 28 dB met behulp van zogenaamde Klasse B optische netwerkelementen. ODN Klasse A, B en C onderscheiden zich voornamelijk op basis van de 'optische zenderuitgang' en de gevoeligheid van de optische bitsnelheid. Klasse A geeft het minst optische budget en Klasse C geeft het hoogste, terwijl de kosten beide in dezelfde volgorde liggen. Voor een maximale splitsingsratio van 1:64 worden klasse B-optieken gewoonlijk op commerciële basis ingezet.

De volgende punten verklaren NGPON1 -

• G.987 / G.988 XGPON-standaard is uitgebracht in 2011.

• Het standaardiseerde de XGPON met 2,5 Gbps stroomopwaarts / 10 Gbps stroomafwaarts.

• GPON en XGPON gebruiken verschillende golflengten om naast elkaar in één netwerk te bestaan.

De volgende punten verklaren NGPON2 -

• Overweegt niet compatibel te zijn met het bestaande ODN-netwerk, een meer open standaard voor PON-technologie.

• Richt zich op WDM PON en 40G PON.