В каком году и какой организацией был ратифицирован стандарт epon ethernet passive optical network

Обновлено: 24.01.2025

В 1995 г. несколько производителей учредили консорциум по стандартизации сети доступа с полным набором услуг (Full-Services Access-Network Group). В него вошли более 20 ведущих мировых операторов связи и провайдеров, а также разработчики. Главной задачей для консорциума FSAN разработать стандарты для технологии PON.

В 1998 г. Международный союз электросвязи (ITU-T) принял предложенную FSAN спецификацию ATM PON (APON) в виде рекомендаций G.983.x, утвердив вскоре и спецификацию Broadband PON (BPON) на основе протокола ATM. Начинается строительство пассивных оптических сетей в Японии и США.

В дальнейшем технология PON активно совершенствуется и развивается. Технология APON (G.983.1) предусматривает передачу в сети PON ячеек ATM со скоростью 155 Мбит/с в каждом направлении. В спецификации BPON скорость передачи увеличена до 622 Мбит/с, появляется возможность реализовать широкополосные сервисы, включая доступ по Ethernet и видео.

Развитие Ethernet привело в 2001 г. к началу работы над спецификацией EPON, он же GEPON, он же Ethernet PON на основе протокола управления множеством узлов (Multi-Point Control Protocol - MPCP). Появляется еще одна разновидность PON - Gigabit PON (GPON) на основе протокола GFP. Стандарт предусматривает номинальную скорость передачи 622 Мбит/c или 1,25 и 2,5 Гбит/с. а различного типа (TDM, SDH, Ethernet, ATM), а также развитые механизмы управления и защита на уровне протоколов.

Сравнительный анализ трех технологий APON, EPON, GPON

Характеристики	APON (BPON)	EPON	GPON
Институты стандартизации / альянсы	TU-T SG15 / FSAN	IEEE / EFMA	TU-T SG15 / FSAN
Дата принятия стандарта	октябрь 1998	июль 2004	октябрь 2003
Стандарт	ITU-T G.981.x	IEEE 802.3ah	ITU-T G.984.x
Скорость передачи, прямой/обратный поток, Мбит/с	155/155 622/155 622/622	1000/1000	1244/155,622,1244 2488/622,1244, 2488
Базовый протокол	ATM1000/1000	Ethernet	SDH
Линейный код	NRZ	8B/10B	NRZ
Максимальный радиус сети, км	20	20 (>301)	20
Максимальное число абонентских узлов на одно волокно	32	16	64 (128)
Приложения	Любые	IP, данные	Любые
Коррекция ошибок FEC	предусмотрена	нет	необходима
Длины волн прямого/обратного потоков, нм	1550/1310 (1480/1310)	1550/1310 (1310/1310)	1550/1310 (1480/1310)
Динамическое распределение полосы	есть	Поддержка	есть
IP-фрагментация	есть	нет	есть
Защита данных	Шифрование открытыми ключами	нет	Шифрование открытыми ключами
Резервирование	есть	нет	есть
Оценка поддержки голосовых приложений и QoS	высока	низкая	высока

Рассмотрим каждую технологию более подробно.

Технология APON/BPON

Эти технологии разработанные как первые попытки создать стандарты для PON, они основываются на протоколе ATM определив название APON, именно он дал определяющее развитие технологии в свое время, в октябре 1998 года появился первый стандарт ITU-T G.983.1, базирующийся на транспорте ячеек ATM в дереве PON.В последующее время идет активная работа над протоколом для улучшения его параметров, в частности максимальная скорость передачи данных возросла до до 622 Мбит/c. В ходе этой работы результирующая технология уже если не существенно, но довольно значительна отличалась от первоначальной спецификации, решено было отделить ее в отдельную, хоть и тесно связанную с APON ветку, названную BPON (broadband PON).
Так же были добавлена новая функциональная составляющая протокола, включающая передачу разнообразных приложений (голоса, видео, данные), что позволило расширить функциональные возможности технологии для взаимодействия с абонентом. Еще одним усовершенствованием было расширением полосы частот(длин волн) на которых идет передача данных, что позволило дополнительно нагрузить канал вспомогательными функциями использующими новую длину волны(например широковещательное телевидение).

Технология EPON

В ноябре 2000 года комитет LMSC (LAN/MAN standards committee) IEEE создает специальную комиссию под названием "Ethernet первую милю" EFM (Ethernet in the first mile) 802.3ah, реализовав тем самым пожелания многих экспертов построить архитектуру сети PON, наиболее приближенную к широко распространенным в настоящее время сетям Ethernet. Параллельно идет формирование альянса EFMA (Ethernet in the first mile alliance), который создается в декабре 2001 г. Фактически альянс EFMA и комиссия EFM дополняют друг друга и тесно работают над стандартом. Если EFM больше концентрируется на технических вопросах и разработке стандарта в рамках IEEE, то EFMA преимущественно изучает индустриальные и коммерческие аспекты использования новой технологии. Цель совместной работы - достижение консенсуса между операторами и производителями оборудования, и выработка стандарта IEEE 802.3ah, полностью совместимого с разрабатываемым стандартом магистрального пакетного кольца IEEE 802.17.
В настоящее время разработка стандартов 802.3ah в том числе EFMP находится на завершающей стадии, а принятие ожидается в середине 2004 г. Аргументы в пользу технологии EPON подкрепляются ориентацией сети Internet исключительно на протокол IP и стандарты Ethernet.

Технология GPON

GPON базируется на стандарте ITU-T G.704.1 GFP данная спецификация существенно расширяет возможности технологии по сравнению с предыдущими BPON и EPON, как за счет скоростных возможностей канала, которые становятся мультигигабинтыми, что существенно увеличивает полосу пропускания и обеспечивает необходимый запас мощностей на ближайшее время, та к и за счет расширения функциональных возможностей системы и оптимизации эффективности передачи разнообразных мультисервисных приложений. Скорость предусматриваемая протоколом определяется значениями в 622 Мбит/c или 1,25 и 2,5 Гбит/с.
Так же увеличивается максимальная нагружаемость единичного волокна точками приема и достигает значения 128 абонентов на волокно. Появляется возможность варьирования скорости передачи прямого и обратного потока в дереве PON. Недостатком развития этого стандарта является пока более существенная цена на оборудование по сравнению с EPON, но этот недостаток скорее определяется недостаточной массовостью производства, что несомненно со временем будет устранено, делая технологию еще более привлекательной.

Технология пассивных оптических сетей (PON) стала доступной с 90-х годов XX века. Значительный этап развития выпал на начало 2000-х годов и предполагал разработку решений относительно гигабитных скоростей передачи данных, предназначенных для предоставления услуг Ethernet и IР-услуг. Компаниями IЕЕЕ и ITU-I были разработаны два абсолютных разных решения: EPON и GPON. B то время как общие концепции (работа PON, структура ODN, план длин волн и сфера применения) EPON и GPON аналогичны, их принципы работы значительно отличаются, как и функции и услуги, которые они поддерживают. Технология EPON — это решение, присущее сети Ethernet, которое по-новому использует функционал, совместимость и выполнение протокола Ethernet, тогда как технология GPON по-новому использует методы SONET/SDH и GFP (основной протокол кадрирования) для обеспечения транспортировки в пределах сети Ethernet.

Органы стандартизации IЕЕЕ и ITU—I нa протяжении последних пятнадцати лет занимаются вопросами стандартизации технологии PON. Технологии EPON и 10GEPON подпадают под последние утвержденные стандарты IEEE, a технология GPON — под последний утвержденный стандарт ITU-I. Ha рисунке 1 показаны ключевые исторические этапы развития:

В основе первых предложений относительно технологии PON в начале—середине 90—х годов ХХ века лежало АТМ—кадрирование (APON, BPON). C последующим стремительным развитием трафика на основе сетей Internet и Intranet системы BPON нa основе АТМ показали свою неэффективность, так как большинство трафиков через сеть доступа состояло из IР—трафика переменной длины. Это стало катализатором для разработки технологии PON (EPON) исключительно на основе Ethernet, используя преимущество появления технологии Gigabit Ethernet (GbE) с определением параметров QOS, развитием стандартов (VLAN, приоритизация, ОАМ) и экономичной интеграции в оборудование Ethernet. Разработка стандарта гигабитной пассивной оптической сети (GPON) началась после того, как предложения компаний группы FSAN (Quantum Bridge et.al) для объединенного решения гигабитного АТМ и Ethernet PON нe смогли получить поддержку рабочих групп IЕЕЕ 802.3ah и было принято решение продолжить эту работу в ITU.

B основе обеих технологий EPON и GPON в большей степени лежит G.983, стандарт GPON, в части общей концепции (работа PON, структура ODN, план длин волн и сфера применения). Также обе технологии разработаны с целью лучшей адаптации IР-кадров переменной длины при пропускной способности линии в гигабитах. При этом существуют значительные различия в подходах, используемых для каждой из технологий.

Принципы построения протокола

Технология EPON основана на технологии IЕЕЕ 802.3 Ethernet, модифицированной с целью поддержки соединения «точка-многоточка». Транспортировка трафика Ethernet осуществляется по умолчанию, все функции Ethernet полностью поддерживаются. GPON, с другой стороны, является протоколом транспортного уровня, в котором услуги Ethernet адаптированы к интерфейсам OLT и ONT Ethernet и осуществляются на структуре независимого синхронного кадра из конца в конец.

Кадрирование / Адаптация сервиса

Уровень сходимости передачи GPON (GTC) отвечает за преобразование интерфейсов отдельных сервисов (например, Ethernet) в общую, независимую от услуги структуру.

Ethernet-кадры инкапсулируютоя в кадры GEM (GTC Incapsulation method), которые имеют GFP-подобный формат (Generic Frame Procedure ITU G.7401). Кадры GEM, в свою очередь, инкапсулируются в SONET/SDH—подобный кадр GTC (как в восходящем, так и в нисходящем направлении), который синхронно передается каждые 125 мс по сети PON.

В противоположность этому, EPON переносит Ethernet-кадры на PON без каких-либо изменений или модификаций. Нет необходимости в дополнительной адаптации и инкапсуляции.

Базовый принцип работы

Как показано выше, EPON представляет собой архитектуру сетей Ethernet IEEE. Ee управление доступом к среде (MAC) в нисходящем направлении работает аналогично стандарту GbE MAC, B котором осуществляется вещание всех трафиков Ethernet. Оптические разветвители используются для пассивного распределения одного нисходящего сигнала по каждой из конечных точек ONT.

Вещание в нисходящем направлении

Все данные передаются во все блоки ONU, a адрес ONU управляет данными в нисходящем направлении.

IЕЕЕ изменила восходящее направление Ethernet MAC для обеспечения поддержки программирования множественного доступа с временным разделением (TDMA). Восходящая полоса пропускания Ethernet (до кодировки 8B/10B) программируется для использования каждой конечной точкой ONT c помощью алгоритма TDMA, управляемого OLT. Для каждой конечной точки доступна вся полоса пропускания на протяжени заданного времени. Поставщиками внедряются алгоритмы динамического распределения полосы пропускания (DBA), что позволяет динамически изменить распределение по каждому блоку ONU на основе объема трафика, на который установлена очередность отправки данных.

Работа TDMA в восходящем направлении

Оптические разветвители пассивно разделяют один нисходящий сигнал по каждой из конечных точек 32 ONU.

B восходящем направлении используется программирование множественного доступа с временным разделением (TDMA), a входящий Ethernet-трафик снова инкапсулируется и преобразовывается в синхронный кадрированный сигнал 1,2 Гб/с таким же образом, как и в нисходящем направлении.

Иерархия услуги

Taк как сеть PON по своей природе является Р2М2‚ OLT должно иметь уникальную способность определения и установления связи c каждым ONT. B технологии EPON используется идентификатор логического соединения (LLID), что обеспечивает уникальную адресацию к ONT. Кроме того, VLAN_ID используются для дальнейшей адресации c целью предоставления услуг на базе VLAN. B нисходящем направлении OLT прикрепляет LLID к начальной части кадра для определения ONT пункта назначения.

В технологии GPON между OLT и ONT создается один или более трафик-контейнеров (T-CONT). Такой T-CONT обеспечивает эмуляцию двухточечного виртуального соединения между OLT и ONT, a также последующее мультиплексирование TDM полосы пропускання в нисходящем направлении между трафик-контейнерами (T-CONT). B пределах каждого трафик-контейнера (T—CONT) может существовать множество идентификаторов порта (Port ID) для определения отдельных портов ONT в пределах одного ONT.

Распределение полосы пропускания

Использование в восходящем направлении требует программирования c помощью OLT каждой передачи ONT во избежание возникновения конфликтов. В принципе, каждый ONT получает допуск с указанием времени начала и окончания передачи. B технологии GPON допуски программируются по T-CONT; a в EPON — по LLID. B случае GPON допуски передаются в заголовке кадра в нисходящем направлении. B поле преобразования в рамках заголовка указывается конкретный T-CONT, время Запуска и Окончания (Alloc+ID+Start+End) для каждого предоставленного окна в восходящем направлении (временной интервал).

Динамическое распределение полосы пропускания (DBA)

Как GPON, так и EPON дополнительно поддерживают функцию DBA. Эта функция используется для изменения в реальном времени распределения временного интервала к ONT, которое увеличивает пропускную способность как функция запроса восходящего направления.

Определение и активация ONT

Как EPON, так и GPON поддерживают механизмы автоматического определения и активации ONT. Сеть GPON использует серийный номер (SN) для аутентификации ONT. Существует два метода активации ONT:

- Метод А - Серийный номер ONT заблаговременно регистрируется оператором на OLT

Метод B требует использования механизма автоматического определения серийного номера.

В случае определения нового ONT ему назначается идентификатор (ONT-ID), и ONT активируется.

Как правило, сеть EPON нe обеспечивает аутентификацию по серийному номеру, a вместо этого использует МАС-адрес ONT для назначения LLID.

Однако, в некоторых специфических реализациях сети EPON производителя дополнительно используется серийный номер ONT.

Кодирование

Полоса пропускания и эффективность

Наверное самым значимым заявлением производителей GPON является тот, что данная сеть имеет скорость 2,448 Гб/с в нисходящем направлении и 1,24416 Гб/с в восходящем направлении, тогда как EPON имеет симметрично 1,25 Гб/с (1,0 Гб/с до кодирования 8B/10B). Эффективность необходимо учитывать в обоих направлениях сети PON. Каждый РОN-протокол вводит свою строку в каком-либо из направлений. Общая эффективность сети PON - это функция инкапсуляции протокола и эффективность программирования. В нисходящем направлении строка протокола должна быть незначительной. В восходящем направлении общая строка программирования в EPON составляет от 2,92% до 9,67%. Другими словами, эффективность сети EPON составляет от 90,33% до 97,08% по сравнению с двухточечным соединением GbE. B нисходящем направлении эффективность сети EPON достигает 97,13% — 98,92% от эффективности двухточечного соединения 1 GbE. При этом сеть GPON в режиме GEM может достичь приблизительно 95% эффективности своей используемой полосы пропускания. Следует отметить, что сеть EPON дополнительно может работать в так называемом «турборежиме». В турборежиме скорость передачи данных по сети EPON в ниоходящем награвлении удваивается до 2,5 Гб/с, таким образом, обеспечивая производительность полосы пропускания, сопоставимую с сетью GPON.

Так как сеть GPON лишь определяет транспортировку Ethernet-кадров, функциональные настройки Ethernet по умолчанию отсутствуют. Коммутаторы сети Ethernet должны быть установлены либо спереди, либо непосредственно в GPON OLT и ONT, чтобы обеспечить дополнительные возможности сети Ethernet. Поэтому возможности специфичны для каждого варианта реализации производителя.

Сервисная поддержка Ethernet
Функции Ethernet

Так как сеть EPON является стандартом Ethernet IEEE и использует коммутаторы Ethernet в микросхемах, она может по умолчанию поддерживать все функции Ethernet, присущие сериям 802.1 и 802.3, включая теги VLAN, приоритизацию, ОАМ и т.д. Все Ethernet-услуги можно по умолчанию получать способом, аналогичным тому, который используется сегодня для коммутируемой сети Ethernet.

Мостовое соединение

Так как кросс-соединение на OLT GPON не обеспечивается коммутатором Ethernet, GPON не может поддерживать стандартное мостовое соединение Ethernet. Таким образом, чтобы обеспечить поддержку стандартного мостового соединения, потребуется коммутатор Ethernet в восходящем направлении кросс—соединения OLT либо в пункте агрегирования на том же шасси, либо извне.

Прозрачные услуги сети LAN (TLS)

TLS достигается путем туннелирования сети VLAN нa коммутаторах Ethernet. B случае их отсутствия на шасси OLT GPON потребуется использование внешних коммутаторов Ethernet, чтобы достичь того же результата. Кросс-соединение GEM не может проверять сети VLAN, чтобы принять соответствующее решение переадресации.

Вывод

Как технология EPON, так и технология GPON признали необходимость дальнейшего развития сети PON, чтобы сделать ее решением гигабитных скоростей передачи данных для транспортировки Ethernet— и IР—трафиков. Варианты их реализации, учитывая использование общей оптической инфраструктуры, очень разные. Технология EPON расширила возможность исходной сети Ethernet с целью поддержки архитектуры PON P2MP, тогда как технология GPON направлена нa методы, аналогичные SONET/SDH c GFP—кадрами, что позволяет создать эффективный транспортный механизм сети Ethernet.

Развитие технологии PON с середины 90-ых гг. проходит несколько этапов, обозначаемых стандартами APON, EPON и GPON.

Первые шаги в технологии PON (passive optical networks ) были предприняты 1995 году, когда влиятельная группа из семи компаний (British Telecom, France Telecom, Deutsche Telecom, NTT, KPN, Telefoniсa и Telecom Italia) создала консорциум для того, чтобы претворить в жизнь идею множественного доступа по одному волокну. Эта неформальная организация, поддерживаемая , получила название FSAN (full service access network).

Целью FSAN была разработка общих рекомендаций и требований к оборудованию PONс тем, чтобы производители оборудования и операторы, могли сосуществовать вместе на конкурентном рынке систем доступа PON. На сегодня FSAN насчитывает 40 операторов и производителей и работает в тесном сотрудничестве с такими организациями по стандартизации, как , ETSI и ATM форум.

Операторы услуг связи, входящие в FSAN : Bell Canada, BellSouth, Bezeq, British Telecom, Chunghwa Telecom, Deutsche Telecom, Eire, France Telecom, Korea Telecom, KPN, Malta Telecom, NTT, Qwest, SBC, Singapore Telecom, SwissCom, Telecom Italia, Telefonica, Telia, Telstra, Verison (всего 21 компания)

Поставщики оборудования PON, входящие в FSAN : Alcatel, Agere, Broadlight, Ericsson, Flexlight Networks, Fujitsu, Hitachi (OpNext), Iamba, Infineon, Lucent, Marconi, Mitsubishi [Paceon], NEC [NEC Luminant], OKI [OKI Network Technologies], Optical Solutions, Quantum Bridge, SAT, Terawave, Zonu (всего 19 компаний).

В середине 90-х годов общепринятой была точка зрения, что только протокол ATM способен гарантировать приемлемое качество услуг связи QoS между конечными абонентами. Поэтому FSAN, желая обеспечить транспорт мультисервисных услуг через сеть PON, выбрал за основу технологию ATM. В результате в октябре 1998 года появился первый стандарт G.983.1, базирующийся на транспорте ячеек ATM в дереве PON и получивший название APON (ATM PON).

За расширенным таким образом стандартом APON закрепляется название BPON (broadband PON).

APON сегодня допускает динамическое распределение полосы DBA (dynamic bandwidth allocation) между различными приложениями и различными ONU и рассчитан на предоставление как широкополосных, так и узкополосных услуг, табл.

Оборудование APON разных производителей поддерживает магистральные интерфейсы: SDH (STM-1), ATM (STM-1/4), Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, видео (SDI PAL), и абонентские интерфейсы E1 (G.703), Ethernet 10/100, телефония (FXS).

шировещательной природы прямого потока в PON и потенциально существующей возможности несанкционированного доступа к данным со стороны ONU, которому эти данные не адресованы, в APON предусмотрена возможность передачи данных в прямом потоке с использованием технологии шифрования на базе открытых ключей. Необходимости в шифровании обратного потока нет, поскольку OLT находится на территории оператора.

Основные сведения стандарта PON G.983.1

Длина волны для нисходящего потока (потока к абонентам)

базовая 1550 нм, наращивание в DWDM 15xx нм,

Длина волны для восходящего потока

базовая 1310 нм, наращивание в DWDM 15xx нм,

Суммарная скорость передачи для нисходящего потока

155 Мбит/c; 622 Мбит/c

Суммарная скорость передачи для восходящего потока

155 Мбит/c; 622 Мбит/c

Бюджет оптической линии учитывается при определении величины максимального расщепления сигнала на сплиттере и максимального расстояния, дБ

Максимальный разброс потерь по оптическим путям, дБ

Поддерживаемые типы волокон и требования к линии связи

ITU G.652 стандартное одномодовое волокно с длиной волны нулевой дисперсии в окрестности 1310 нм

Максимальное число абонентских узлов (ONU), которые можно подключить на одно волокно, идущее из центрального узла (OLT)

Тип оптических соединителей PON

или с коэффициентом обратного отражения -35 дБ и лучше

Требования к оптическим компонентам (разветвители, соединители, де/мультиплексоры WDM)

Согласно рекомендации G.671

В ноябре 2000 года комитет LMSC (LAN/MAN standards committee) IEEE создает специальную комиссию под названием «Ethernet первую милю» EFM (Ethernet in the first mile) 802.3ah, реализуя тем сам пожелания многих экспертов по построению архитектуры сети PON, наиболее приближенной к широко распространенным сейчас сетям Ethernet. Параллельно идет формирование альянса EFMA (Ethernet in the first mile alliance), который в итоге создается в декабре 2001 г.

Альянс EFMA: 69 производителей оборудования, включая 3Com, Alloptics, Aura Networks, CDT/Mohawk, Cisco Systems, DomiNet Systems, Intel, MCI WorldCom и World Wide Packets, а также операторы связи

Комиссия EFM 802.3ah должна стандартизировать три разновидности решения для сети доступа:

Оптические интерфейсы для EPON аналогичны тем, которые используются в традиционных оптических сетях. Как и стандартный Gigabit Ethernet, EPON имеет номинальную битовую скорость в линии 1250 Мбит/с и схему кодирования 8B/10B.

EPON определяется как одноволоконная сеть, использующая волновое мультиплексирование WDM на длинах волн 1490 нм для прямого потока и 1310 нм для обратного потока. Окно 1550 нм резервируется для добавления других услуг (кабельного телевидения или частных каналов). Физический уровень EPON PMD (physical medium dependent) предусматривает два класса интерфейсов: класс 1 для малых расстояний (до 10 км при коэффициенте деления 1:16) и класс 2 для больших расстояний (до 20 км при коэффициенте деления 1:16).

Это позволяет оптимально по стоимости строить сети PON с большим диапазоном расстояний и коэффициентов деления. Недорогие приемопередающие модули EPON, использующие или лазеры , а также высокочувствительные лавинные или PIN фотодиоды, поставляются уже сейчас. Ожидается дальнейшее снижение их стоимости по мере формирования рынка и совершенствования технологий их изготовления.

За последние годы уровень доступа в сетях многих операторов связи значительно преобразился: активные сети с коммутаторами доступа сменились пассивными оптическими сетями PON.

Дерево сети теперь может строится без применения дорогостоящих коммутаторов - им на смену пришли оптические делители. Это упростило задачи размещения оборудования и управления сетью. Теперь оптическая инфраструктура уровня доступа представляет из себя единую оптическую сеть с нулевым энергопотреблением - активное оборудование ставится только в конечных точках. Исключением являются регенераторы для PON, но в настоящее время они используются крайне редко.

Первые ласточки APON и BPON

В 1995 году несколько крупных европейских операторов связи из Италии, Англии, Германии, Франции и Японии при поддержке Международного института электросвязи объединились в некоммерческую организацию FSAN (Full Service Access Network), целью которой было создание новой технологии передачи данных, способной упростить сети связи и управление ими, снизить энергопотребление. Через 3 года, в октябре 1998, был принят стандарт ITU-T G.983.1, который описывал транспорт через пассивную оптическую сеть PON ячеек асинхронного транспортного режима ATM. Технология получила название APON (ATM PON) и позволила передавать данные в пассивной оптической сети PON на скорости 155 Мбит/c.

В марте 2001 года FSAN обновила стандарт до ITU-T G.983.3, в котором был расширен спектральный диапазон, а скорость передачи данных увеличилась до 622 Мбит/c. Эволюционная версия позволяла передавать трафик смешанного типа и получила название широковещательный PON - BPON (Broadband PON).

Технологии APON и BPON имеют один базовый протокол ATM с линейным кодом NRZ, предусматривают технологию коррекции ошибок FEC и защиту данных за счет шифрования открытыми ключами. Последний аспект имеет высокую важность в силу широковещательности передачи данных и возможности перехвата данных любым сетевым терминалом, подключенным к пассивной оптической сети PON. В общем случаем APON и BPON обеспечивают обслуживание до 32 абонентов в каждой ветке пассивной оптической сети PON.

Гигабитные пассивные сети GPON

К октябрю 2003 года FSAN подготовила, хоть и основанную на предыдущих разработках, но весьма революционную по меркам того времени технологию пассивных оптических сетей PON, Это технология GPON и стандарт ITU-T G.984.3, которые предоставили масштабируемую структуру кадров для передачи данных на скоростях от 622 Мбит/с до 2,5 Гбит/с, при этом возможна передача данных с синхронной скоростью прямого и обратного потоков, так асинхронной. Скорость передачи данных GPON, превысившая планку 1000 Мбит/с, и дала название технологии GPON - Gigabit PON.

В качестве базового протокола передачи данных в GPON используется SDH, линейное кодирование без возврата к нулю, используется коррекция ошибок FEC и динамическое распределение полосы пропускания DBA. Особенностью GPON является поддержка до 128 абонентов на одной ветке дерева PON в радиусе до 20 километров. Шифрование трафика осуществляется открытыми ключами.

Новый игрок на заре технологий PON

В 2000 году в гонку создания лучшей технологии для передачи данных по пассивным оптическим сетям PON включился Институт инженеров электротехники и электроники IEEE и некоммерческое объединение EFMA (Ethernet in the First Mile Alliance), основной идеей которых было осуществление транспорта Ethernet по сетям PON. В 2004 году увидел свет стандарт IEEE 802.3ah EPON (Ethernet PON), поддерживающий топологии «точка – много точек».

Технология EPON работает в синхронном режиме прямого и обратного каналов 1,25 Гбит/с, использует линейное кодирование 8B/10B. Технология EPON можно встретить под названием GEPON, подчеркивающим скорость передачи данных 1G с опорным протоколом Ethernet. EPON имеет несколько отличий от GPON, APON и BPON, большинство из них кроются в различиях базовых протоколов. EPON позволяет строить сети на расстояния до 30 километров, однако не имеет встроенных механизмов FEC, а динамическое распределение полосы пропускания реализуется на более высоком уровне OSI.

PON после 10G

10G-EPON

В современных сетях доступа скорость передачи данных 1 Гбит/с уже не является достаточной для удовлетворения всех потребителей. В сентябре 2009 года институт IEEE утвердил стандарт IEEE 802.3av, который описывает передачу данных в пассивных оптических сетях PON на скорости 10Гбит/с и технологию 10G-EPON (10 Gigabit Ethernet PON). Эта технология мало чем отличается от EPON: используются те же инструменты, охват до 20 километров и до 64 абонентов на одном порту OLT. 10G-EPON поддерживает симметричную передачу данных (10G / 10G) и асимметричную (10G / 1G) на двух длинах волн.

10G-PON

2010 год принес стандарт ITU-T G.987 и технологию 10G-PON (XG-PON1). Кроме скорости передачи данных в синхронном и асинхронном режимах, в XG-PON1 для передачи данных задействована пара длин волн 1577 и 1270 нм, что позволяет разворачивать пассивные оптические сети XG-PON1 поверх сетей GPON и EPON.

PON после 40G

В октябре 2015 года Международный институт электросвязи сертифицировал стандарт G.989.3 и технологию NG-PON2 (Next-Generation Passive Optical Network 2), которая позволяет организовать пассивную оптическую сеть со скоростью передачи данных до 40 Гбит/с. Предельная скорость передачи данных достигается за счет использования в дополнение к TDMA технологии спектрального уплотнения WDM, гибридную технологию многие называют TWDM. 8 используемых длин волн лежат в диапазонах 1524-1544 нм (в восходящих потоках) и 1596-1602 нм (в нисходящих потоках) и не пересекаются с длинами волн, используемыми в технологиях GPON и 10G-PON.

Выше мы перечислили основные типы технологий пассивных оптических сетей PON, которые использовались, используются или будут использоваться в ближайшем будущем. В данной статье мы не рассмотрели технологии, не получившие широкого распространения: WDM-PON, DOCSIS через PON (DPON), высокочастотный сигнал через PON (RF-PON).

Читайте также: