Hvað er GPON?
GPON (Gigabit Passive Optical Network)er benda-til-margapunkta ljósleiðaraaðgangstækni og leiðandi staðall innanPON (Passive Optical Network)kerfi.GPONnotar óvirka optíska splittera til að skipta einumtrefjuminn á margar slóðir og veitir mörgum notendum háhraðanetaðgangsþjónustu-.
Helstu eiginleikar GPON
GPONer frábrugðin hefðbundnum aðgangsaðferðum með þremur megineiginleikum:
Óvirk klofningstækni: Netið notar óvirka optíska splittera (Splitter) í stað virks búnaðar, sem þarfnast ekki utanaðkomandi aflgjafa, sem dregur verulega úr flækju nethnúta og bilanatíðni.
Sameiginleg bandbreiddarlíkan: Margir notendur deila bandbreiddarauðlindum burðarásarinnartrefjummeð tímaskiptingu margföldunartækni til að ná fram gagnaflutningi, bæta trefjanýtingu um leið og gæði þjónustunnar eru tryggð.
Last Mile: GPONer sérstaklega hannað fyrirTrefjar til heimilisins (FTTH)og Fiber to the Building (FTTB) atburðarás, með þekju venjulega innan 20 kílómetra, sem gerir það að tækninni til að ná breiðbandsaðgangi á „síðustu mílu“.
GPON vinnuregla
Lykillinn aðGPONaðgerðin felst í því að benda-í-margpunktaljósleiðarakerfistaðfræði, sem samanstendur af þremur meginþáttum sem mynda fullkomna flutningshlekk frá aðalskrifstofunni til notenda:
OLT Layer (Optical Line Terminal): Staðsett í búnaðarherbergi rekstraraðila, þjónar sem "heili" allsGPON net, ábyrgur fyrir gagnasöfnun, bandbreiddarúthlutun, notendastjórnun og netáætlun. TheOptical Line Terminal (OLT)sendir gögn í formi ljósmerkja með Wavelength Division Multiplexing (WDM) tækni.
ODN Layer (Optical Distribution Network): Inniheldurljósleiðaraog aðgerðalausir ljóskljúfar, sem þjóna sem líkamlegur flutningsmiðill sem tengirOLTtil notendaútstöðva. Merki dreifast meðfram einumtrefjumíOptical Distribution Network (ODN), að lokum nær óvirka klofningnum í lokin, með vegalengdir allt að 20 kílómetra.
ONU/ONTLag (Optical Network Unit/Optical Network Terminal): Uppsett á heimilum notenda eða á göngum, klárar sjónræna-í-rafmagnsmerkjabreytingu og útvegar tengi fyrir útstöðvar eins og beinar, síma og -topbox, sem geta umbreytt ljósgagnamerkjum í rafmerki.
Ítarlegar aðgerðir GPON lykilbúnaðar
OLT (Optical Line Terminal) - Optical Line Terminal
TheOLTþjónar sem kjarnastjórnunartækiGPONkerfi, venjulega komið fyrir á aðalskrifstofu eða gagnaveri þjónustuveitunnar, sem starfar sem netstjóri. Þegar sjónmerki eru send niðurstreymis notar það bylgjulengdardeilingartækni-myndbandsmerki nota 1550nm bylgjulengdina, radd- og gagnamerki nota 1490nm bylgjulengdina og þegar það tekur á móti andstreymismerki notar það 1310nm bylgjulengdina. Þessi mismunandi bylgjulengdarhönnun kemur í raun í veg fyrir truflun á merkjum. TheOLTútvarpar niðurstreymisgögnum til allraONUsog safnar andstreymisumferð, úthlutar bandbreiddarauðlindum á virkan hátt til að tryggja þjónustugæði. Í gegnum hryggjarliðGPON snúrur, það tengist sjónskljúfum til að gera fjarstillingu, eftirliti og bilanagreiningu á öllum tengdumONUs, á sama tíma og það býður upp á staðlað viðmót með-efri stigi stórborgar- eða grunnnet til að ljúka þjónustusamþættingu. AnOLT höfngetur venjulega stutt 32 til 128ONUs, allt eftir uppsetningu skiptingarhlutfallsins.
Skerandi (Optical Sclitter) - Óvirkur optískur skiptari
Optíski splitterinn er lykilhlutinn sem felur í sér „óvirka“ eiginleikannGPON. Sem eingöngu optískt óvirkt tæki sem þarfnast engra aflgjafa, dreifir það stakinutrefjummerki fráOLTtil margra úttakstrefjarsamkvæmt ákveðnu hlutfalli, með hverjumtrefjumað tengjast einumONT. Algeng skiptingarhlutföll eru meðal annars 1:4, 1:8, 1:16, 1:32 og 1:64 og geta tekið upp miðlæga skiptingu (einu sinni dreifingu til margra notenda) eða skiptingu (sem búa til sveigjanlegri útibúanet með fjöl-þrepa skiptingarkerfi) uppsetningaraðferðum í, venjulegaljósleiðarakross-tengikassa eða gangadreifingarkassa. Það er mikilvægt að hafa í huga að stærri skiptingarhlutföll þýða fleiri sameiginlega notendur, sem leiðir til minni tiltækrar bandbreiddar á hvern notanda.
ONT/ONU (Optical Network Terminal/Unit) - Optical Network Terminal
TheONTer hollur sjónræn-til-rafmagnsbreytingarmótaldbeitt hjá endanotendum.ONTogONUhafa í meginatriðum sömu aðgerðir, meðONTvísar sérstaklega til endabúnaðar íFTTHatburðarás, á meðanONUer almennt hugtak fyrir allar sjónkerfiseiningar notenda-hliðar. Það breytirtrefjaroptísk merki í rafmagnsmerki til notkunar í heimilistækjum, en safnar og fínstillir notendagögn-hliðar áður en þau eru send aftur tilOLT. Það veitir gigabit Ethernet tengi til að tengjastbeinareða tölvur, POTS-tengi til að tengja heimasíma, RF-tengi til að tengja-topbox og ýmis önnur viðmót. Það framkvæmir auðkenningu notenda til að tryggja að aðeins viðurkenndir notendur fái aðgang að netinu og tilkynnir stöðuupplýsingar tilOLTfyrir fjarstýringu og uppsetningu.
ODN(Optical Distribution Network) - Optical Distribution Network
TheODNer ekki eitt tæki heldur samheiti yfir allan líkamlegan óvirkan vélbúnað á milliOLTogONT, þar á meðal fóðrariljósleiðara(frá búnaðarherbergi að klofningsstað), ljóskljúfar, dreifingljósleiðara(frá skiptingarpunkti til notenda),trefjumjumpers, millistykki, tengi, splæsingar, og ýmsir sendimiðlar og óvirkir íhlutir. Hönnun og smíði gæðiODNákvarðar beint flutningsgetu og áreiðanleika heildarinnarGPON net. Á meðan á byggingu stendur eru lykilbreytur eins ogtrefjumbeygjuradíus, samrunatap og tap á innsetningar tengis verður að vera stranglega stjórnað, þar sem þessir þættir gegna mikilvægu hlutverki við að ákvarða og hagræða sjónmerkjatapi. GottODNskipulagning getur lágmarkað merkjadeyfingu og tryggt að notendur fái stöðuga og áreiðanlega netþjónustu.
GPON gagnaflutningskerfi
GPONnotar Time Division Multiplexing (TDM) og Time Division Multiple Access (TDMA) tækni til að ná fram tvíátta samskiptum. Stefna niðurstreymis (OLTtilONU): TheOLTsendir út gögn með útvarpshætti, sem allirONUsgetur fengið, en hverONUgreinir aðeins gagnaramma sem tilheyra honum sjálfum og tryggir öryggi með dulkóðun. Stefna uppstreymis (ONUtilOLT): HverONUsendir gögn innan tímaraufa sem úthlutað er afOLT, forðast árekstra, viðOLTsamræma sendingartíma allraONUs. Þessi vélbúnaður gerir einntrefjumað þjóna mörgum notendum samtímis, sem dregur verulega úrtrefjumauðlindanotkun.
Kostir og takmarkanir GPON
Kjarna kostir
Sem óvirkt kerfi,GPONkrefst lágmarks rafmagns til að starfa, með orkunýtni 95% hærri en koparkapalkerfi. Kljúfarnir íODNkrefjast engra aflgjafa, ekkert umhverfi búnaðarherbergis og eru í rauninni viðhaldsfrjáls-. Rekstraraðilar þurfa aðeins að stjórnaOLTbúnaður í enda tækjasalarins, sem dregur verulega úr raforkukostnaði og stuðningskostnaði við upplýsingatækni. Sem atrefjumkerfi sem tengir marga notendur beint með klofningstækni,GPONkrefst minni búnaðar.GPONgetur veitt slétta umferðarafgreiðslu allt að 10/10 Gbps fyrir hvern notanda, með sjónkerfisafköst sem nær 40 Gbps. Líkamleg flutningsfjarlægð getur orðið 20 kílómetrar eða jafnvel lengra, nægjanleg til að ná yfir flestar aðstæður í þéttbýli og úthverfum. Hvað varðar öryggi,GPONnotar háþróaða dulkóðunarstaðla og lokaða-hringrás, meðtrefjummerki einangruð hvert frá öðru til að standast árásir tölvuþrjóta á áhrifaríkan hátt. Stöðugleiki er einstakur kostur þess-hann getur verið stöðugur jafnvel á meðan á þrengslum á netinu stendur og miklar umferðarþörf er. Með sjónrænum kljúfurum tryggir það lágmarksbandbreiddarúthlutun fyrir endanotendur og eðlislæga eiginleikatrefjumgera það ónæmt fyrir rafsegultruflunum eða útvarpstruflunum. Að auki, alltONUseru miðlæg stjórnað afOLT, sem gerir virkjun fjarþjónustu kleift, breytingar á stillingum og bilanagreiningu án-heimsókna á vefsvæði, sem bætir rekstrarskilvirkni til muna og gerir hana hæfilega-viðFTTHog FTTP.
Hagnýtar takmarkanir á notkun
Helsti ókosturinn viðGPONliggur í arkitektúr þess sem byggir á bandbreiddarskiptingu og samnýtingu meðal margra notenda. Samanborið við benda-til-punktakerfi, sem fjöl-gígabitnetkerfi verða smám saman almennt, allir notendur undir samaPONhöfndeila heildarbandbreidd (venjulega 2,5Gbps downstream), sem getur leitt til verulegrar minnkunar á raunverulegri tiltækri bandbreidd á hvern notanda á álagstímum. Þetta krefst þess að rekstraraðilar stjórni skiptingarhlutföllum á eðlilegan hátt til að forðast of-áskrift. Líkamleg viðkvæmni afljósleiðaraer líka áberandi mál-trefjumer mjög viðkvæm fyrir líkamlegri aflögun eins og beygingu, beygju og broti. Hver skipting kynnir 3-4dB orkutap, auk samruna- og tengitaps. Ef uppsetningarstefna er röng eða vörn er ábótavant getur það valdið óhóflegri merkideyfingu, afköstum eða jafnvel línubilun. Frá því aðODNer aóvirkt net, þegar líkamlegar bilanir eiga sér stað er ekki hægt að fylgjast beint með þeim í gegnum netstjórnunarkerfi og krefjast faglegs búnaðar eins og OTDR fyrir bilanaleit, sem leiðir til lítillar staðsetningarskilvirkni. Þegar þróast fráGPONí 10G-GPONeða 50G-PON, ODNeindrægni ogOLTEinnig þarf að huga að sambúðargetu hafna. Óviðeigandi upphafsskipulag gæti þurft endur-endurlagningutrefjumvið síðari uppfærslur. Þó að rekstrar- og viðhaldskostnaður til lengri-tíma sé lágur, upphaflegatrefjumfjárfestingar í lagningu og uppsetningu búnaðar eru umtalsverðar og á svæðum með lítinn notendaþéttleika er endurheimtartími fjárfestinga lengri.
Algengar spurningar
Sp.: Hver er munurinn á GPON og EPON?
A: GPON og EPON (Ethernet Passive Optical Network) eru tvær almennar PON tækni, með aðalmun á stöðlum og frammistöðu. GPON er byggt á ITU-T stöðlum, með niðurstreymishraða 2,5Gbps og andstreymis 1,25Gbps, sem styður fágaðari QoS (Quality of Service) ábyrgðir og OAM-aðgerðir (Operations, Administration, and Maintenance), sem gerir það hentugra fyrir aðstæður sem krefjast strangrar bandbreiddarábyrgðar. EPON er byggt á IEEE stöðlum, með bæði andstreymis og downstream á 1,25Gbps. Tæknin er einfaldari og aðeins lægri í kostnaði og getur einnig uppfyllt kröfur í atburðarásum þar sem kröfur um samhverfa bandbreidd eru ekki miklar.
Sp.: Hvernig er GPON netöryggi tryggt?
A: GPON tekur upp fjöl-laga öryggiskerfi: á líkamlegu stigi getur hver ONU aðeins þáttað gagnaramma sem eru send til sjálfs sín og getur ekki hlert gögn annarra notenda; á rökréttu stigi eru AES dulkóðunaralgrím notuð til að dulkóða niðurstreymisgögn, með lyklum sem samið er um á milli OLT og ONU; á stjórnunarstigi verða ONUs að standast skráningarvottun til að fá aðgang að netinu, sem kemur í veg fyrir óheimilan aðgang að tæki. Þessar ráðstafanir tryggja að trúnaður og öryggi GPON netkerfa uppfylli kröfur símafyrirtækis-.
Sp.: Þarfnast uppfærslu úr GPON í 10G-GPON að skipta um trefjar?
A: Venjulega þarf ekki að skipta um trefjarnar sjálfar. Venjulegur einfaldur-hamur trefjar geta samtímis stutt GPON og 10G-GPON merkjasendingu. Hins vegar skal tekið fram að ODN íhlutir eins og splitterar og tengi þurfa að uppfylla hærri kröfur um afköst (eins og forskriftir um innsetningartap og skilatap), og sum gamaldags ODN getur þurft að endurnýja. Að auki þarf að uppfæra OLT tengi og allan ONU búnað í 10G tæki. Núverandi almenna nálgun er að taka upp samlífslausn, sem veitir bæði GPON og 10G-GPON tengi á sama OLT, sem flytja notendur smám saman.
Sp.: Hvaða umsóknarsviðsmyndir hentar GPON?
A: GPON er sérstaklega hentugur fyrir aðstæður sem krefjast stöðugs,-mikillar ljósleiðaraaðgangs: Fiber to the Home (FTTH) í íbúðabyggð, sem veitir breiðband, IPTV og jarðlínaþjónustu fyrir heimanotendur; fyrirtækjaaðgangur í atvinnuhúsnæði, uppfyllir sérstakar línuþarfir lítilla og meðalstórra fyrirtækja; háskólanet, sjúkrahús og önnur innri netbygging stofnana.