header image
Home arrow Optical Networks arrow GPON arrow GPON - Gigabit Passive Optical Network
GPON - Gigabit Passive Optical Network E-mail
Oceny: / 49
KiepskiBardzo dobry 

GPON czyli Gigabit Passive Optical Network, to Gigabitowa Pasywna Sieć Optyczna, która jest nową technologia z rodziny pasywnych sieci optycznych (PON - Passive Optical Networks) i powstała w 2004 w grupie roboczej ITU-T FSAN (Full Services Access Networks) jako następca takich sieci PON jak BPON (Broadband PON).

Wśród sieci PON wyróżniamy APON (ATM PON), BPON (Broadband PON), GPON (Gigabit PON) i EPON (Ethernet PON). EPON i GPON powstały w tym samym czasie, ale są definiowane przez odmienne organizacje standaryzacyjne: GPON przez ITU-T, a EPON przez IEEE. W związku z porozumieniem między ITU-T i IEEE technologie BPON, GPON i EPON stosują te same plany wykorzystywanych długości fal świetlnych (common wavelength plan). GPON i EPON wspierają pakietowy transport z szybkościami gigabitowymi, ale się znacznie różnią. 

Charakterystyka GPON 

Standardy ITU-T definiujące architekturę i funkcjonalność GPON to:

  • G.984.1: "GPON Service Requirements" - określa możliwości usług i konfiguracje szybkości linii;
  • G.984.2: "GPON PMD Layer" - definiuje charakterystyki transceiverów w zależności od szybkości linii i klasy ODN (Optical Distribution Network);
  • G.984.3: "GPON TC Layer" - definiuje protokół TC, OAM dla warstwy fizycznej;
  • G.984.4: "GPON OMCI" - definiuje OMCI (ONU Management and Configuration Interface).

GPON (Gigabit Passive Optical Network) jako PON jest typem komunikacji point-to-multipoint. GPON daje możliwość stosowania elastycznej szybkości linii.

Dla kierunku Downstream (od OLT do ONU) są dwie możliwe szybkości 1.244 Gbit/s i 2.488 Gbit/s. Dla kierunku Upstream (od ONU do OLT) są cztery możliwości: 155 Mbit/s, 622 Mbit/s, 1.244 Gbit/s i 2.488 Gbit/s. W celach szybkiej implementacji i zgodności między różnymi dostawcami komponentów GPON, zdecydowano, że w kierunku downstream należy wspierać 2.488 Gbit/s, a w kierunku upstream 1.244 Gbit/s.

Wykorzystuje się ten sam plan długości fal świetlnych jak w B-PON, czyli wg. G.983.3 oraz to samo kodowanie linii wg. NRZ. Dla kierunku downstream wybrano 1490 nm, dla kierunku upstream 1310 nm. Określono również mechanizm poziomu mocy, aby OLT mogło sterować poziomem mocy sygnału po stronie ONU, co jest przydatne przy różnych odległościach ONU od OLT.

W warstwie PMD GPON stosuje się analogicznie jak w DSL, FEC (Forward Error Correction) wykorzystując kodowanie Reeda-Solomona (RS 255,239).

Split w GPON (podział sygnału)

W GPON jest możliwy dowolny split sygnału przy pomocy pasywnych spliterów np. 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, 1:64, a nawet 1:128, co daje możliwość świadczenia usług na jednym porcie OLT dla wielu klientów (ONU), w zależności od splitu (jaki split tyle może być ONU). Przy podziale należy pamiętać, że każdy split 1:2 to 3dB straty sygnału bo 10*log(1/2)=3 dB.

Wyliczając budżet mocy dla toru optycznego przy splicie 1:64 w GPON bierzemy pod uwagę:

  • budżet mocy dla linii optycznej (dla np. lasera klasy C) równy 28 dB,
  • straty dla światłowodu np.: 0.4 dB/km,
  • straty na złączkach i łączeniach: 7 dB
  • oraz straty przy splicie 1:64 wynoszą: 10*log(1/64)= -18 dB,

Zatem budżet mocy wynosi: 28 dB – 18 dB – 7 dB = 3 dB,

Więc zasieg przy splicie 1:64 wynosi 7.5 km, bo: 3dB / 0.4 dB/km = 7.5 km. Jak widać im lepszy światłowód tym większy zasięg.

Maksymalna odległość w GPON to 60 km, między OLT a ONT bez splitu, ale im wiekszy split tym odległość spada do kilku km, w zależności od budżetu mocy linii optycznej. Również istotna jest odległość między skrajnymi ONU, która nie może być większa niż 20 km.