GPON (Gigabit Passive Optical Network)
Überblick
Eine Möglichkeit, Glasfaser bis zum Haus bereitzustellen, ist über ein Gigabit Passive Optical Network oder GPON.
GPON-Netzwerke sind als eine High-Bandwidth-Shared-Fiber-Zugangstechnologie bekannt und derzeit die führende Form von Passive Optical Networks (PONs). Sie bieten ein Verhältnis von bis zu 1:64 auf einer einzigen Glasfaser, was bedeutet, dass eine einzelne Faser vom OLT Video-, Daten- und Sprachsignale an bis zu 64 Endbenutzer (oder Wohnungen) liefern kann.
GPON ist ein Point-to-Multipoint-Zugangsmechanismus. Sein Hauptmerkmal ist die Verwendung von passiven Splittern im Glasfaserverteilungsnetz, wodurch eine einzige Speisefaser vom zentralen Büro des Anbieters aus mehrere Haushalte und kleine Unternehmen bedienen kann.
GPON hat eine Downstream-Kapazität von 2,488 Gbit/s und eine Upstream-Kapazität von 1,244 Gbit/s, die von den Benutzern gemeinsam genutzt wird. Verschlüsselung wird verwendet, um die Daten jedes Benutzers vor anderen Benutzern zu schützen und privat zu halten. Obwohl es andere Technologien gibt, die Glasfaser bis zum Haus bereitstellen könnten, gelten Passive Optical Networks (PONs) wie GPON im Allgemeinen als der stärkste Kandidat für weit verbreitete Bereitstellungen.
TYPISCHES GPON-NETZWERK
die Architektur eines einfachen Zwei-Wellenlängen-GPON-Netzwerks
Es ist wahrscheinlich die häufigste Implementierung. Die Downstream-Wellenlänge beträgt 1490 nm und überträgt Daten mit 2,488 Gbit/s. Die Upstream-Wellenlänge beträgt 1310 nm und überträgt Daten mit 1,244 Gbit/s.
GPON ist als Einzel- oder Dual-Faser-System spezifiziert, aber fast alle GPON-Systeme sind wie praktisch alle gängigen FTTH-Technologien Einzelfaser. Es gibt wenig Grund, Dualfasern zu verwenden, obwohl diese Option in der Norm tatsächlich zulässig ist.
Das GPON Optical Line Terminal (OLT) wird typischerweise in einem Central Office (CO) installiert, obwohl es auch an anderer Stelle installiert werden kann. Der optische Splitter wird irgendwo zwischen dem CO und den Teilnehmern installiert. Und ein GPON Optical Network Terminal (ONT) wird in jedem Haus des Teilnehmers installiert. Sprach-, Video- und Datenverkehr müssen alle über die einzelne GPON-Downstream-Wellenlänge übertragen werden. Ein schöner Aspekt von GPON für die IP-Videounterstützung ist, dass sein Downstream von Natur aus ein Broadcast-Medium ist und sehr effizient für die Bereitstellung von Multicast-Verkehr ist.
Die GPON-Technologie wurde entwickelt, um die Geschwindigkeit und Bandbreite bereitzustellen, die für nahtlose Dienste erforderlich sind, einschließlich Voice over IP, Highspeed-Internet und IPTV.
TYPISCHES GPON-NETZWERK MIT RF-ÜBERLAGERUNG
Die RF-Überlagerung integriert Standard- und High-Definition-Video in das Glasfasernetzwerk unter Verwendung des 1550-nm-Senders und EDFA. Aus Kostengründen wird diese Topologie oft gegenüber der GPON-IP-Lösung verwendet.
GPON bietet Triple-Play-Dienste über IP von Video, Daten und Sprache, die oft als treibende Kraft für die Nachfrage der Benutzer nach einer stärkeren Nutzung von Breitband genannt werden, was PON-Investitionen rechtfertigt. Während RF-Überlagerung in einigen Ländern beliebt war und die durch die Nutzung von Videodiensten verursachte Überlastung minimiert, könnten die Konvergenz von HDTV und IPTV sowie das Wachstum von Internet-Cloud-Diensten eine Bandbreitennachfrage erzeugen, die die Kapazität von Gigabit-Diensten in Zukunft übersteigt. Telearbeit und Videokonferenzen sind weitere Anwendungen, die solche Triple-Play-Funktionen erfordern.
Merkmale von GPON-Netzwerken
- Bieten Downstream-Geschwindigkeiten von 2,5 Gbit/s und Upstream-Geschwindigkeiten von 1,25 Gbit/s.
- Unterstützen lange Distanzen von bis zu 20 km und leiden im Gegensatz zu Kupfer nicht unter einer abnehmenden Leistung über die Entfernung.
- Standardbasiert und Geräte sind von einer großen und wachsenden Anzahl von Anbietern erhältlich, was Dienstanbietern die Gewissheit gibt, an einen einzigen Anbieter gebunden zu sein.
- Von Natur aus sicher, wobei das Abhören, Ausspähen und andere Hacking-Angriffe nahezu unmöglich sind.
Vorteile von GPON-Netzwerken
Der offensichtlichste Vorteil von PON-Netzwerken ist, dass eine einzelne gemeinsam genutzte Glasfaser mehrere Benutzer durch die Verwendung von kostengünstigen passiven optischen Splittern unterstützen kann. In GPON-Netzwerken können bis zu 64 ONTs eine Glasfaserverbindung zum OLT gemeinsam nutzen. Dies macht Gigabit Passive Optical Network zu einer attraktiven Option für Dienstanbieter, die Kupfernetzwerke durch Glasfaser ersetzen möchten, insbesondere in dicht besiedelten städtischen Gebieten.
- Ermöglichen es Dienstanbietern, mehr Kapazität bereitzustellen, um bandbreitenintensive Anwendungen zu transportieren.
- Bieten eine der kostengünstigsten Möglichkeiten für Dienstanbieter, Glasfaser zu installieren.
- Bieten eine zukunftssichere Zugangsart, da die Geschwindigkeit der Breitbandverbindung durch die Endgeräte und nicht durch die Faser selbst begrenzt wird. Zukünftige Geschwindigkeitsverbesserungen können durch Geräte-Upgrades erzielt werden, bevor Upgrades an der Faser selbst durchgeführt werden.
Häufig gestellte Fragen
Wie weit reicht GPON?
Die Entfernung zwischen dem GPON OLT und dem ONT wird im Allgemeinen durch die Startleistung des optischen Senders, die Empfangsempfindlichkeit des Empfängers am fernen Ende und den optischen Verlust bestimmt, der mit dem optischen Verteilungsnetzwerk (ODN) verbunden ist. Optischer Verlust kommt hauptsächlich von Steckern, Spleißen und Splittern.
Die gesamte GPON-Entfernung ist ein Kompromiss zwischen Entfernung und Split-Verhältnis. Wenn beispielsweise das Split-Verhältnis sehr niedrig ist, ermöglicht dies größere Entfernungen (bis zu 40 km), aber wenn das Split-Verhältnis sehr hoch ist, bis zu 128 Splits, die mehr Teilnehmer ermöglichen, wird die Gesamtentfernung vom Splitter zum ONT verringert.
Stellen Sie es sich so vor:
Angenommen, Sie haben einen Gartenschlauch mit Wasser unter normalem Druck und befestigen einen Duschkopf mit 128 Löchern. Dann verschließen Sie alle bis auf 3 dieser Löcher, die offenen Löcher spritzen Wasser sehr weit heraus (bis zu 40 km und stellen Dienste für diese 3 Endbenutzer bereit). Wenn Sie jedoch denselben Duschkopf aufsetzen und alle 128 Löcher öffnen, geht das Wasser nicht weit (bis zu 20 km), aber es sättigt den unmittelbaren Bereich (stellt Dienste für bis zu 128 Endbenutzer bereit). Wichtig zu beachten: Die gesamte Wasserkapazität des Schlauchs wird weder durch die Entfernung noch durch das Split-Verhältnis beeinflusst – er transportiert weiterhin das gesamte Wasser von der Quelle bis zum Ende, unabhängig davon, welche Art von Duschkopf angebracht ist.