GEPON (Gigabit Ethernet PON) - технологія передачі даних, що набирає популярності, по оптоволоконній мережі. Її суть - у деревоподібній топології точка-багатоточка, коли для побудови мережі використовується лише один оптоволоконний канал для десятків та сотень абонентів.

Дерево мережі будується таким чином, щоб гілка для абонента відокремлювалася від основної магістралі якомога ближче до його розташування. Для поділу використовується пасивний розподільник-спліттер . Це докорінно відрізняється від звичайної топології оптоволоконної мережі, яка переважно має архітектуру точка-точка, і кожне розгалуження лінії потребує встановлення активного мережевого обладнання.

СТРУКТУРА GEPON

Для побудови оптичної пасивної мережі крім оптоволокна використовуються:

  • OLT (Optical Line Terminal) -оптичні лінійні термінали, що забезпечують комунікацію мережі PON та зовнішніх мереж;
  • Модулі SFP OLT для підключення PON, зі збільшеною потужністю та кодуванням сигналу;
  • ONU (Optical Network Unit) – кінцевий мережевий блок (модем) у абонента.
  • Спліттери – пасивні розгалужувачі у вузлах мережі.

 

Деревоподібна структура GEPON передбачає різні варіанти побудови, від найпростіших - 1 OLT, 1 модуль SFP OLT, 64 ONU і необхідну кількість спліттерів для розгалуження до "багатоствольних", коли можуть бути задіяні всі порти OLT, а також кілька OLT або багатопортові моделі.

Схема архітектури мережі GEPON:

Топологія PON

На зображенні також наочно показаний спосіб передачі даних. Від центрального вузла йдуть усі пакети, у кінцевому пункті кожен ONU "забирає" лише свій, позначений ідентифікатором.

На зворотному шляху пакети від абонентів збираються до одного каналу. У мережах PON застосовується протокол TDMA , коли пакети від різних точок передаються у час.

Зворотня передача даних у GEPON

Крім того, розділяється вхідний та вихідний трафік, а також трафік ТБ .

Поділ пакетів у GEPON

Схема складної структури GEPON:

Структура PON "мультидерево"

p align="justify"> При проектуванні складних схем пасивної оптоволоконної мережі важливо пам'ятати, що один канал не можна ділити більш ніж на 64 абонентських пристрої, і слід враховувати оптичний бюджет системи.

Оптичний бюджет системи – різниця між потужністю передачі OLT та чутливістю прийому ONU.

Максимальна відстань , на яку можна протягнути пасивну оптичну мережу, з урахуванням втрат на каналі – 20 км .

 Максимальна кількість абонентських пристроїв , що підключаються до одного "дерева" PON- 64 . Однак кінцеве число абонентів може бути більшим, якщо після ONU підключати комутатор. Тут обмеження накладаються лише таблицею MAC-адрес OLT і ONU, і, природно, пропускною здатністю каналу.

 Мінімальна швидкість на 1 абонента – 16 Мб/сек (1024 Мб/сек на 64 ONU).

 

УСТАТКУВАННЯ ДЛЯ МЕРЕЖІ GEPON

ОПТИЧНІ ЛІНІЙНІ ТЕРМІНАЛИ - OLT

Ці пристрої є свитчами другого рівня, оснащені портами Uplink - для з'єднання із зовнішніми джерелами даних (інтернет, ТБ, телефонія) і Downlink - для мережі PON.

Ось, наприклад, модель BDCOM P3310-2АС :

OLT_P3310-2AC

OLT-термінали випускаються з позначками:

  • AC – для живлення комутатора використовується стандартна електромережа на 220 В;
  • DC - терміналу потрібне джерело постійного струму 36-72В;
  • 2-AC 2-DC - наявність 2-х джерел живлення, основного та миттєво включається резервного.

 

АБОНЕНТСЬКІ ТЕРМІНАЛИ (МОДЕМИ) – ONU

Пристрої на стороні абонента, оптичні термінали, оснащені одним PON-портом, і одним або декількома портами для підключення клієнтського обладнання залежно від моделі. Існують моделі із виходом кабельного ТБ.

Модель Lantorg ONU GPON/GEPON :

СПЛІТТЕРИ

Недорогі компактні прості пристрої, що не вимагають електроживлення, термошаф, керування та налаштування. Їхнє головне завдання - поділ трафіку на шляху від провайдера до абонента, і змішання трафіку - на зворотному. Бувають зварні (з можливістю нерівномірного розподілу трафіку) та планарні (рівноплечі). Розгалуження – від 1*2 до 1*128.

Спліттер A-GEAR PLC Splitter 1*8 :

Спліттер A-GEAR PLC Splitter 1*8

НЕДОЛІКИ ТЕХНОЛОГІЇ

  • Згасання сигналу на кожному вузлі розгалуження. У результаті мережі на 64 ONU загальне згасання може перевищити 20 ДБ.
  • Необхідність максимальної пропускної спроможності всіх пристроїв. Хоча кожен конкретний абонент отримує від 16 Мбіт/сек, кожна точка мережі (ONU) змушена підтримувати максимальну пропускну здатність GEPON – 1 Гбіт/сек.
  • Недостатньо високий рівень безпеки даних. Технологія безумовно не підійде для фінансових та подібних організацій.
  • Складність модернізації. Щоб збільшити пропускну здатність мережі, може знадобитися замінити весь кабель на магістралі.
  • Перешкоди в роботі всієї PON при одному несправному пристрої ONU, що передає безперервний світловий сигнал у зворотний бік. Можна передбачити WathDog для контролю випадкових поломок, але набагато складніше запобігти діям зловмисників.
  • Складність виявлення несправностей. Спліттери, зважаючи на свою надзвичайну простоту, нездатні допомогти у визначенні збійної ділянки мережі.

 

ПЕРЕВАГИ GEPON

  • Економна витрата оптичного кабелю . Фактично технологія GEPON дозволяє скоротити довжину кабельної інфраструктури майже втричі.
  • Відсутність активного обладнання на вузлах мережі, що суттєво знижує витрати на її проведення та обслуговування.
  • Висока підтримувана швидкість – до 1 Гбіт/сек.
  • Ефективний розподіл навантаження в каналі . Теоретично швидкість кожного абонента становитиме пропускну спроможність каналу/ кількість абонентів. Фактично ж, якщо якісь абоненти в даний момент використовують не всю свою смугу трафіку або зовсім не підключені - швидкість у інших збільшується.

 

Як бачимо, GEPON має свої плюси, і свої мінуси. Однак зростаюча популярність показує, що багато хто знаходить все-таки більше плюсів.

В одному з наступних наших випусків – відповіді на часті питання щодо пасивної оптоволоконної мережі.