Einführung in PON Technologies
Das passive optische Netzwerk (PON) ist eine weltweit sehr bedeutende Klasse von Glasfaserzugangssystemen und nimmt auf dem Zugangsmarkt eine beherrschende Stellung ein. GPON und EPON sind die beiden Klassifikationen von PON. Die Hauptunterschiede zwischen GPON und EPON liegen in den Protokollen, die für die Upstream- und Downstream-Kommunikation verwendet werden. In diesem Artikel werden PON, GPON und EPON der Reihe nach vorgestellt.
Ein PON ist ein Glasfasernetz, in dem nur Glasfasern und passive Komponenten wie PON-Splitter und -Kombinierer verwendet werden, nicht aber aktive Komponenten wie Verstärker, Repeater oder Formungsschaltungen. Das PON-Netzwerk kostet somit deutlich weniger als das mit aktiven Komponenten, hat jedoch eine kürzere Reichweite, die durch die Signalstärke begrenzt ist. Ein aktives optisches Netzwerk (Active Optical Network, AON) kann eine Reichweite von etwa 100 km (62 Meilen) abdecken, während ein PON in der Regel auf Glasfaserkabelstrecken von bis zu 20 km (12 Meilen) beschränkt ist. PON wird auch als FTTH-Netzwerk (Fiber to the Home) bezeichnet.
Die typische PON-Anordnung ist ein Punkt-zu-Mehrpunkt-Netzwerk (P2MP), bei dem ein zentrales optisches Leitungsterminal (OLT) in der Einrichtung des Diensteanbieters Fernseh- oder Internetdienste an bis zu 16 bis 128 Kunden pro Glasfaserleitung verteilt. Die optischen Splitter teilen ein einzelnes optisches Signal in mehrere Signale gleicher, aber geringerer Leistung und verteilen die Signale an die Benutzer. Eine ONU (Optical Network Unit) terminiert den PON beim Kunden zu Hause. Normalerweise kommuniziert ONU mit ONT (optisches Netzwerkterminal). Das ONU / ONT kann ein Gerät sein.
GPON verwendet optisches Wellenlängenmultiplexing (WDM), sodass eine einzelne Faser sowohl für Upstream- als auch Downstream-Daten verwendet werden kann. Ein Laser mit einer Wellenlänge von 1490 nm sendet Downstream-Daten, während Upstream-Daten mit einer Wellenlänge von 1310 nm senden.
Während jede ONU die volle Downstream-Rate von 2,488 Gbit / s erhält, verwendet GPON ein TDMA-Format (Time Division Multiple Access), um jedem Benutzer einen bestimmten Zeitschlitz zuzuweisen. Die Bandbreite wird aufgeteilt, sodass jeder Benutzer einen Bruchteil von 100 Mbit / s erhält, abhängig von der Art und Weise, wie der Dienstanbieter ihn zuweist. Die Upstream-Rate ist geringer als das Maximum, da sie mit anderen ONUs in einem TDMA-Schema geteilt wird. Die Entfernung und die Zeitverzögerung jedes Teilnehmers werden vom OLT bestimmt. Dann bietet die Software eine Möglichkeit, jedem Benutzer Zeitschlitze für Upstream-Daten zuzuweisen. Die typische Aufteilung einer einzelnen Faser beträgt 1:32 oder 1:64, was bedeutet, dass jede Faser bis zu 32 oder 64 Teilnehmer bedienen kann. In einigen Systemen sind Teilungsverhältnisse von bis zu 1: 128 möglich.
Basierend auf dem Ethernet-Standard 802.3 spezifiziert EPON 802.3ah ein ähnliches passives optisches Netzwerk mit einer Reichweite von bis zu 20 km. EPON verwendet WDM mit denselben optischen Frequenzen wie GPON und TDMA. Die Rohleitungsdatenrate beträgt sowohl in Aufwärts- als auch in Abwärtsrichtung 1,25 Gbit / s.
Die EPON-Technologie bietet bidirektionale 1-Gbit / s-Verbindungen mit einer Wellenlänge von 1490 nm für Downstream und 1310 nm für Upstream. Die Wellenlänge von 1550 nm ist für zukünftige Erweiterungen oder zusätzliche Dienste reserviert. EPON ist vollständig kompatibel mit anderen Ethernet-Standards, so dass keine Kapselung oder Konvertierung erforderlich ist, wenn eine Verbindung zu Ethernet-basierten Netzwerken auf beiden Seiten hergestellt wird. Derselbe Ethernet-Frame wird mit einer Nutzlast von bis zu 1518 Byte verwendet. Da Ethernet die primäre Netzwerktechnologie ist, die in lokalen Netzwerken (LAN) und jetzt in Metro Area Networks (MAN) verwendet wird, ist keine Protokollkonvertierung erforderlich.
PONs werden verwendet, um Abonnenten Triple-Play-Dienste, einschließlich TV und Internet-Dienste, bereitzustellen. Die geringeren Kosten für passive Komponenten bedeuten einfachere Systeme, bei denen weniger Komponenten ausfallen oder gewartet werden müssen. Der Hauptnachteil ist die kürzere mögliche Reichweite, üblicherweise nicht mehr als 12 Meilen oder 20 Kilometer. Mit der steigenden Nachfrage nach schnelleren Internetdiensten und mehr Videos werden PONs immer beliebter. Das Zeitalter von PON hat begonnen. Es ist eine neue Ära des Zugangsnetzes auf uns.
