EPON-Technologie-Überblick
Geschichte in den Zugangs-Netzen
Zugangsnetze sind ein Teil eines Telekommunikationsnetzes, die Benutzer an ihre Anbieter anschließen. Historisch wurden sie aus verdrehten Kupferdrähten für Telefonzugang heraus gemacht. Diese Anbieter bekannt als „Telcos“. Eine andere Art Zugangstechnologie ist Kabelfernsehen-Service, der durch ein Koaxialkabel geliefert wird, Fernsehen war der einzige Service anbot am Anfang.
Im Laufe der Zeit wurde das Zugangsnetz zum Liefern anderer Services, wie Hochgeschwindigkeitsdaten, Video und Stimme fähig.
- Dieses schuf den Bedarf an mehr Bandbreite. Technologien wie xDSL für Telcos oder DOCSIS 3,0 und 3,1 in der Kabelwelt haben Bandbreite im Laufe der Jahre erhöht und die vorhandenen Netze lebendig gehalten. Gedankenlos sind diese Technologien nicht genug, zum von multigigabit-/sservice an die Wohn- und Handelsteilnehmer heute zu liefern.
Faser zur Rettung!
Anders als verdrehte kupferne Paare oder Koaxialkabel ist Glasfaser zu symmetrisches 10Gbps von Daten, von Stimme fähig, und von Videodienstleistungen heute liefern in gleichen Abständen oder über 20 Kilometern hinaus von einem zentralen Standort den einem Teilnehmer.
- Dieses bekannt als Faser zum Service x (FTTx), in dem x = Haus, Geschäft, Voraussetzungen, etc.-Faser kann im Netz des lokalen Zugangs unter Verwendung einer Punkt-zu-Punkt- (P2P) oder Punkt-zu-Mehrpunkt Topologie (P2MP), mit engagierten Faserläufen von der NABE zu jedem Endbenutzer (Teilnehmer) eingesetzt werden. Eine kosteneffektive Möglichkeit des Lieferns von FTTH-Service ist mit dem Gebrauch von passiven optischen Netzen (PON).
Was ist genau ein PON?
Definition von PON (passives optisches Netz)
– Ist ein Punkt-zu-Mehrpunkt, Netzwerk-Architektur der Faser-zu-d-Voraussetzungen (FTTP).
– Wird „passives“, weil unpowered optische Teiler benutzt werden, um einer einzelnen Glasfaser zu ermöglichen, mehrfache Voraussetzungen, gewöhnlich 16-128 zu dienen genannt.
– Es besteht optischen Netzanschlüssen (OLT), und mehr als ein aus den optischen Netz-Einheiten (Last) und angeschlossen durch das optische Vertriebsnetz (ODN).
– Das ODN ist ein optisches Zugangsnetz ohne irgendwelche aktiven elektronischen Geräte zwischen OLT und ONU.
Komponenten in einem PON-Netz
PON-Technologien
Verschiedene Standardgruppen schufen verschiedene PON-Standards:
Was ist EPON?
• EPON (Ethernet-passiv-optisches Netz) wurde zuerst durch MSOs als die bevorzugte PON-Architektur gewählt, die auf einigen hochrangigen Faktoren basierte:
– Einfaches Protokoll basiert auf dem Ethernet, das anstelle teurerer und schwierigerer GPON-Spezifikation (ATM) Feld ist die zukünftige Preiskalkulation beeinflußt
– Impuls machte bereits in Richtung zu einem DOCSIS basierten Vorsorge treffenden Modell
– Spezifikation 10G wurde im Jahre 2009, mit verfügbarem heutigem Tag des Produktes abgeschlossen
• Gemeinsam mit CableLabs haben MSO die Jahre 5+ verbracht, die mit beitragenden Verkäufern arbeiten, um Spezifikationen für DOCSIS-Versorgung von EPON (DPoE) zu entwickeln. DPoE konzentriert sich auf die folgenden Konzepte:
– Multi-Verkäuferinteroperabilität
– Metro-Ethernet-Service-Funktionalität für Handelsdienstleistungen
– Wohnservice Multigigabit IP/HSD
– Fähig zum Vorsorge treffen von Millionen Geräten
– Gebrauch von vorhandenen MSO-Back Office-Systemen
• Vereinfachte Versorgungs- und Zugangsnetzgeschwindigkeiten von 10Gbps sind Schlüsseldifferenziergeräte für MSOs gegen die vorhandenen und neuen Dienstleister.
• Setzt Faserentwicklung und Zahl von Transceivers auf dem Gebiet herab, das mit CWDM verglichen wird (niedrigeres CAPEX).
• Keine aktiven Geräte auf dem Gebiet (niedrigeres OPEX).
EPON als Universalfaser-Zugangs-Architektur
• Alle Service-Arten
– Wohn
– Geschäfte
– Zellulärer Backhaul
• Alle Konfigurationen
– MDU/MTU
– FTTH
– FTTC/FTTN
• Alle Datenraten
– 1Gb/s (802.3ah 2004)
– 10/1 und 10/10 (802.3av 2009)
• Alle stützten sich auf die selben
• äußere Anlage (ODN)
EPON-Technologie-Schaltplan
EPON-Standardentwicklung:
– 802.3ah: Spezifikation 1G/1G (2004)
– 802.3av: Spezifikation 10G/10G (2009)
– DPoEv1: DOCSIS-Versorgung über EPON (2011)
– DPoEv2: (2012)
– SIEPON: Service-Interoperabilität in den Ethernet-passiven Netzen (2013)
– NG-EPON: IEEE, das bereits an nächster Generation EPON für Geschwindigkeiten von 40 oder von 100Gbps arbeitet.
EPON-Komponenten
Ein typisches EPON-System wird aus einem OLT verfasst, einiges Last und ein ODN.
– Das OLT (optische Linie Anschluss) liegt in den Naben des MSOS oder manchmal in einem MDU, es anschließt das optische Zugangsnetz an den Kern. OLTS kann ein Schalter oder ein Router sein und EPON-Schnittstellen enthalten. Es ist das optische Äquivalent eines CMTS.
– Das ONU (optische Netz-Einheit) befindet sich am Endbenutzerstandort (Kundenvoraussetzungen), es hat einen optischen Transceiver und erbringt Dienstleistungen wie Stimme, Daten und Video. Es ist das optische Äquivalent eines Kabel-Modems.
– Das ODN (optisches Vertriebsnetz) schließt das OLT und das ONU an. In ODN eins trägt die Faser die DS- und US-Signale unter Verwendung Verdrahtungshandbuchs. Fasern werden dann aufgespaltet, um einzelne Last zu dienen. Der optische Teiler ist ein einfaches passives Gerät.
Wellenlängen EPON US/DS
Ein EPON-System verwendet die Wellenlängen-Abteilungs-Mehrkanalausrüstung (Verdrahtungshandbuch) um Zweiwegkommunikation auf einer einzelnen Faser zu erzielen.
EPON-Architektur-Modelle
- Baumtopologie (a) wird gewöhnlich in China, in US und in Europa für die Wohn- und Firmenkunden ohne Bitübertragungsschichtelastizitätsanforderungen verwendet
- Bustopologie (b) wird gewöhnlich in Japan verwendet (wo die meiste Faser in der Bus-artigen von der Luftarchitektur eingesetzt wird)
- Ringtopologie (c) gewöhnlich verwendet für Netze mit hoher Beweglichkeit (Baum-/Stammschutz unter SIEPON)
- Das EPON-Protokoll arbeitet an jeder Architektur ODN (optisches Vertriebsnetz)
Optische Leistungspegel
802.3ah (1Gig EPON)
Transceivers 1000BASE-PX20
OLT:
• TX-Wellenlänge: 1480 zu 1500nm
• TX: +2 zu +7dBm
• RX: -6 zu -27dBm
ONU:
• TX-Wellenlänge: 1260 zu 1360nm
• TX: -1 zu +4dBm
• RX: -3 zu -24dBm
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802.3av (10Gig EPON)
Transceivers 10GBASE-PR-D3
OLT:
• TX-Wellenlänge: 1575 zu 1580nm
• TX: +2 zu +5dBm
• RX: -6 zu -28dBm
ONU:
• TX-Wellenlänge: 1260 zu 1280nm
• TX: +4 zu +9dBm
• RX: -10 zu -28.5dBm
Abwärts gerichteter Verkehr
OLT überträgt Daten zu jedem ONU
• Last empfangen eine logische Verbindung Identifikation (LLID) nach Ausrichtung (sein kann mehr als ein LLID). Dieses ist einem Kabelmodem ähnlich, das ein Paar Service-Flüsse (US/DS) empfängt in DOCSIS.
• Verkehr ONU nur vorwärts zu seinem eigenen Satz von aktivem LLIDs.
• Um Daten zu aller Last zu übertragen verwendet das OLT TDM (Zeitmultiplexverfahren-Mehrkanalausrüstung)
Aufwärts gerichteter Verkehr
• Während ONU-Ausrichtung berechnet das OLT die Verspätung (Abstand) von ONU und weist sie an, um seine Getriebeparameter zu justieren.
• Jedes ONU überträgt nur während der zugewiesenen Zeitlagen von OLT
• Getriebe von jedem ONU kommt im OLT ohne Zusammenstöße an
• Um Vielfachzugriff zu einer einzelnen Faserverbindung für alle verbundene Last zu bieten, wird Architektur des Zeitmultiplexverfahren-Vielfachzugriffs (TDMA) für den vorgeschalteten Kanal eingeführt