Vysvětlení technologie PON (včetně GPON, EPON)

Pasivní optická síť (PON) je velmi významná kategorie optických přístupových systémů, která zaujímá dominantní postavení na přístupovém trhu. GPON a EPON jsou dva typy PON. Základní rozdíl mezi GPON a EPON spočívá v protokolech používaných pro upstream a downstream komunikaci. Tato esej se bude nejprve zabývat PON, poté GPON a nakonec EPON.

PON je forma sítě z optických vláken, která používá výhradně pasivní komponenty, jako jsou optická vlákna, rozbočovače PON a slučovače, spíše než aktivní komponenty, jako jsou zesilovače, opakovače nebo tvarovací obvody. V důsledku toho jsou sítě PON podstatně levnější než sítě s aktivními komponentami; Síla signálu však omezuje pokrytí, což má za následek užší dosah. Aktivní optické sítě (AON) mohou pokrýt vzdálenosti kolem 100 kilometrů (62 mil), zatímco PON je obvykle omezen na délky optických kabelů až 20 kilometrů (12 mil). PON je také známý jako sítě FTTH (Fiber to the Home).

Typickým nastavením PON je point-to-multipoint (P2MP) síť, kde terminál Central Office Line Terminal (OLT) v zařízení poskytovatele služeb distribuuje televizní nebo internetové služby až 16 až 128 zákazníkům prostřednictvím jednotlivých optických linek. Rozdělovač rozděluje jeden optický signál na několik stejných, ale méně výkonných signálů a distribuuje je uživatelům. Optické síťové jednotky (ONU) ukončují PON v domácnostech zákazníků. Jednotky ONU často komunikují s optickými síťovými terminály (ONT), což může být jedno zařízení.

Gigabitová pasivní optická síť (GPON)

GPON využívá vlnový multiplex (WDM), který umožňuje jedinému optickému vláknu přenášet data jak upstream, tak downstream. Přenos dat po proudu probíhá na vlnové délce 1490 nm, zatímco přenos dat proti proudu probíhá při vlnové délce 1310 nm.

Přestože každá ONU přijímá plnou rychlost downstreamu 2,488 Gbitů/s, GPON využívá formát TDMA (Time Division Multiple Access) k přidělení konkrétních časových slotů každému uživateli. Šířka pásma je rozdělena na oddíly, což zajišťuje, že každý uživatel obdrží část, například 100 Mbit/s, v závislosti na tom, jak poskytovatel služeb přidělí šířku pásma. Sazba upstreamu je nižší než maximální sazba, protože je sdílena mezi ostatními ONU v systému TDMA. Vzdálenost a zpoždění pro každého uživatele jsou určeny OLT, který pak poskytuje metodu pro přiřazování upstream datových slotů pro každého uživatele pomocí softwaru. Typický dělicí poměr pro jedno optické vlákno je 1:32 nebo 1:64, což znamená, že jedno vlákno může obsluhovat až 32 nebo 64 uživatelů. V některých systémech může poměr dělení dosáhnout až 1:128.

Ethernetová pasivní optická síť (EPON)

EPON 802.3ah je založen na standardu  802.3 Ethernet a specifikuje  podobné pasivní optické sítě s dosahem až 20 kilometrů. EPON používá WDM na stejné optické frekvenci jako GPON a TDMA. Původní rychlost přenosu dat v upstream a downstream směru je 1,25 Gbit/s.

Technologie EPON poskytuje obousměrné linky 1 Gb/s s vlnovou délkou 1490 nm a vlnovou délkou 1310 nm, přičemž si vyhrazuje 1550 nm pro budoucí rozšíření nebo další služby. EPON je plně kompatibilní s ostatními ethernetovými standardy, takže při připojení k ethernetové síti na obou koncích není potřeba zapouzdření ani konverze. Při použití stejných ethernetových rámců může být datová část až 1518 bajtů. Vzhledem k tomu, že Ethernet je primární síťová technologie používaná v místních sítích (LAN) a metropolitních sítích (MAN), není nutná žádná konverze protokolu.

PON se používá k poskytování služeb triple play uživatelům, jako jsou televizní a internetové služby. Nižší náklady na pasivní komponenty znamenají jednodušší systémy s menším počtem komponent náchylných k chybám nebo komponent vyžadujících údržbu. Hlavní nevýhodou je krátký dojezd, obvykle nepřesahuje 12 mil nebo 20 kilometrů. PON se stává populárnějším, protože roste poptávka po rychlejších internetových službách a větším množství video obsahu. Začala éra PON, která zahájila novou éru přístupových sítí.