FTTH - GPON
GPON (Gigabit Passive Optical Networks) yog qhov khoos phis tawm rau Kev Txuas Nres Nkag, raws li ITU-T cov lus tshwj xeeb G.984 series. Nws tuaj yeem muab qhov 20 km ncav cuag nrog 28dB kho qhov muag siv nyiaj (qhia hauv daim duab hauv qab no) los ntawm kev siv chav kawm B + optics nrog 1:32 qhov sib cais.
GPON system txhawb cov nqi hauv qab no -
155 Mbps ntws los sab, 1.24416 Gbps ntws los
622 Mbps ntws los sab, 1.24416 Gbps ntws los
1.24416 Gbps ntws los, 1.24416 Gbps ntws los
155Mbps nce, 2.48832 Gbps ntws los
622 Mbps nce, 2.48832 Gbps ntws los
1.24416 Gbps nce, 2.48832 Gbps ntws los
2.48832 Gbps nce, 2.48832 Gbps ntws los
GPON txhawb ob qho ATM thiab GEM encapsulation. GEM (GPON Encapsulation Txuj Ci) txhawb nqa ob qho tib si haiv neeg TDM thiab Cov Ntaub Ntawv.
GPON nta
Qhov kev hloov thev naus laus zis no yog ua raws BPON GEM. Hauv qab no yog nws cov nta -
Kev sib kis tau hauv qab
2.4 Gbps
BW rau ib qho ONT yog qhov txaus los muab ntau yam teeb meem ntawm HDTV
QOS tso cai rau ncua kev nkag tsis yooj yim (lub suab)
Kev sib kis hluav taws xob sab nraud
1.24 Gbps
Tsawg kawg BW tuaj yeem lav
Lub sijhawm tsis siv-qhov-nyob tuaj yeem muab rau cov neeg siv hnyav
QoS tso cai rau ncua cov kis teeb meem (lub suab)
Vim li cas GPON?
GPON muab cov kev pabcuam daws teebmeem xws li -
Nws txhawb nqa Triple Play ser vices.
Txhawm rau rhuav tshem txoj hlua khi lub zog ntawm txoj kev nkag mus hla cov nkhaus sib txuas, nws txhawb nqa lub siab-bandwidth.
Nws txo qhov network nodes.
Nws txhawb nqa ntev txog 20 km kev pabcuam.
GPON Cov Qauv
GPON cov qauv raug tsim nyob rau yav dhau los BPON cov lus qhia tshwj xeeb. Cov lus qhia tshwj xeeb yog -
G.984.1 - Daim ntawv no piav qhia Gigabit-Capable Passive Optical Network cov yam ntxwv dav dav.
G.984.2 - Cov ntaub ntawv no piav qhia Gigabit-Capable Passive Optical Network Lub Cev Tshaj Tawm-raws txheej txheej tshwj xeeb.
G.984.3 - Cov ntaub ntawv no piav qhia Gigabit-Capable Passive Optical Network Transmission Convergence Txheej Specification.
G.984.4 - Cov ntaub ntawv no piav qhia Gigabit-Capable Passive Optical Network ONT Kev Tswj Xyuas thiab Kev Tswj Xyuas Kev Sib Tw (OMCI).
GPON Architecture
Optical kev ua tau zoo nyob rau hauv cov nqe lus ntawm cov ntaub ntawv tus nqi.
Chav kawm ntawm optical fiber Cheebtsam.
Lub sijhawm thiab kev tswj hwm ntawm lub zog kho qhov muag.
Kev txhim kho pem hauv ntej.
Hoob A optics: 5 txog 20dB
Hoob B optics: 10 txog 25dB
Hoob C optics: 15 txog 30dB
Kev pabcuam chaw nres nkoj interface ua haujlwm
Ntoo khaub lig-txuas muaj nuj nqi
Optical faib network (ODN) interface
GPON OLT pabcuam rau ntau lub ONTs dhau ntawm PON chaw nres nkoj. Qhov kev xa tawm qis hauv qis, piv txwv li, los ntawm OLT rau ONT feem ntau yog TDM; whereas kev tsheb khiav ceev, piv txwv li, los ntawm ONT rau OLT feem ntau yog TDMA.
PON system tej zaum yuav yog yam ntxwv zoo los yog tsis zoo li qub. PON thiab cov phiaj xwm fiber ntau kuj tseem siv tau rau kev txhawb nqa ib seem ntawm txoj kev xa khoom. Piv txwv - Yees duab ntawm qhov ntev sib txawv.
GPON Lub Cev-Tawm Txheej Txheej Tawm
G.984.2 yog qhov tshwj xeeb ntawm txheej txheej txheej lub cev ntawm GPON system. Cov txheej txheej hauv lub cev nyob rau thaj chaw xws li -
Ib qho ntawm qhov yuav tsum tau ua ntawm lub kaw lus kho qhov muag yog muab cov khoom siv nrog qhov muaj peev xwm txaus kom txuas tau lub teeb liab kho mus rau qhov xav tau ntau. Muaj peb pawg lossis chav kawm ntawm cov khoom, uas yog raws lub zog thiab kev nkag siab. Cov chav ntawm Cheebtsam yog -
Optical Line Terminal (OLT)
OLT muab cov kev pabcuam node sib cuam tshuam (SNI) (feem ntau 1 Gbps thiab / lossis 10 Gbps Ethernet LAN interfaces) rau cov tub ntxhais network, thiab tswj hwm GPON. OLT muaj peb ntu loj -
Cov duab hauv qab no qhia txog OLT daim duab qhia siv ua haujlwm thaiv.
PON Core Plhaub
PON Core plhaub muaj ob ntu. Thawj ntu yog ODN interface muaj nuj nqi thiab ib feem yog PON TC muaj nuj nqi. PON TC muaj nuj nqi suav nrog OAM, kev tshaj xov xwm tswj kev nkag, thav duab, DBA, cais cov txheej txheem cov ntaub ntawv raws qauv (PDU) rau qhov txuas hla ua haujlwm, thiab rau ONU kev tswj hwm.
Lub plhaw-sib txuas plhaub - Lub plhaub no muab txoj hauv kev sib txuas lus ntawm PON core plhaub thiab lub plhaub pabcuam.
Lub plhaub pabcuam - lub plhaub no yog rau kev txhais lus ntawm kev pabcuam cuam tshuam thiab TC ncej interface ntawm PON ntu.
ONU / ONT
Chav Optical Network Unit (ONU) ua haujlwm nrog tib PON interface lossis ntau kawg ob qhov cuam tshuam rau kev tiv thaiv txuas. Nyob rau hauv rooj plaub, ib qho fiber tawm ntawm ob lub fiber no yog txiav ONU tuaj yeem nkag los ntawm lwm cov fiber. Qhov no hu ua kev tiv thaiv PON lossis Kev Tiv Thaiv Txuas. Cov kab txuas tiv thaiv kuj tseem hu ua kab txuas txuas, tuaj yeem tiv thaiv qhov txuas thiab tib lub sijhawm, nws tuaj yeem sib xyaw cov kev lag luam ib yam nkaus.
Qhov kev pabcuam MUX thiab DEMUX muaj nuj nqi txuas cov Neeg Siv khoom rau PON sab. Lub Optical Network Terminal (ONT) yog tsim los rau cov neeg siv khoom nkaus xwb, thaum ONU (Optical Networking Unit) yog tsim los rau cov neeg siv ntau. Cov splitters pub cov PON sib koom los ntawm ntau txog 128 ONTs lossis ONUs.
ONT / ONU Interfaces
Lub kho qhov muag network davhlau ya nyob twg (ONT), uas txuas nrog OLT ntawm uplink sab rau cov kev pabcuam network sib cuam tshuam, muaj ntau tus neeg siv cov sib txuas hauv cov chaw nres nkoj. Feem ntau, yuav muaj plaub qhov FE / GE ports rau UNI.
UNI Chaw nres nkoj rau thaj ONT - Feem ntau, cov neeg siv kev pab cuam cuam tshuam xws li 10 / 100Base-T Kev Kub Ceev Internet (HSI) thiab video tshaj IP, RF coaxial rau RF video overlay systems, thiab FXS xov tooj sib cuam tshuam analog rau VoIP PSTN lub suab.
UNI cov chaw nres nkoj rau kev lag luam ONT - Ntxiv rau qhov saum toj no, kuj tseem muaj xws li 10/100 / 100Base-T routers thiab L2 / L3 keyboards hloov thiab DS1 / E1 PBX rau lub tshuab tseem ceeb.
Chav kho qhov muag (ONU) txiav tawm GPON fiber ntau thiab muaj ntau tus neeg siv sib txuas hauv network (UNI) rau cov neeg siv ntau. UNI interface tuaj yeem yog ADSL2 +, VDSL2, Fais Kab, MoCA lossis HPNA, thiab qhov kev ncua deb rau cov neeg yuav khoom (10/100 Pauv-T txwv tsis pub dhau 100m, uas yog 330 ft.).
Raws li hom chaw nres nkoj chaw nres nkoj, UN UNI tsis tuaj yeem txuas ncaj qha rau cov cuab yeej siv CPE cov khoom siv. Hauv qhov xwm txheej no, UN UNI txuas rau lub network txiav tawm (NT), uas muab tso rau qhov chaw kawg ntawm cov neeg yuav khoom. NT txiav tawm hauv CPE cov khoom siv ntawm cov neeg siv xov tooj, xws li PC, Wireless Router, Xov Tooj, IP Video Set-Top Box, lossis Set-Top Box, RF Video, thiab lwm yam.
Qhov tseem ceeb, ib qho ONT sib txuas ua haujlwm ntawm ONU thiab NT nyob rau hauv tib lub cuab yeej. Qhov no ua ke ntawm ob; ua ke ua rau ONT siv tshuaj zoo tshaj plaws los muab kev pabcuam GPON rau cov chaw hauv nroog thiab ib tsev neeg, cov tsev lag luam me, thiab nruab nrab. Txawm li cas los xij, yog tias cov neeg siv khoom hauv tsev kawm ntawv raws li cov tub ntxhais kawm, cov tsev tos qhua, tsev kawm ntawv, tsev kawm qib siab, tsev kho mob lossis chaw ua haujlwm hauv chaw ua haujlwm, qhov twg twb muaj CAT-5 tooj liab tau muab tso, ONU tuaj yeem ua qhov kev daws teeb meem zoo dua.
Optical Distribution Network
GPON ODN, suav nrog ib hom kho qhov muag fiber ntau thiab cable; lub fiber ntau xov kab txuas, txaws, kho qhov muag hluav taws xob, txuas passive optical splitters thiab passive branching Cheebtsam yog passive heev.
ODN optical splitters faib cov roj carbon fiber ntau rau ntau cov fibers yuav mus rau cov vaj tse sib txawv thiab nyias muaj nyias cov tsev. Cov khoom sib cais tuaj yeem tso rau hauv txhua qhov chaw hauv ODN, los ntawm Lub Chaw Haujlwm Nruab Nrab (CO) / Chaw Sib Hloov Hauv Cheeb Tsam (LE) rau cov qhua tuaj noj mov thaj chaw thiab yuav muaj ib qho loj me. Cov khoom sib cais raws li [n: m], qhov twg 'n' yog tus naj npawb ntawm cov tswv yim (ntawm OLT) = 1 lossis 2, thiab 'm' yog tus naj npawb ntawm cov khoom tawm (ntawm ONT) = 2,4,8,16 , 32,64.
GPON Multiplexing / Framing
Kev piav qhia ntawm GPON multiplexing lossis kev coj ua raug piav qhia nrog rau yam hauv qab no.
GPON Encapsulation Txuj Ci (GEM)
Nws yog cov ntaub ntawv thauj txheej txheem hauv kev teev tseg hauv GPON kev sib kis ntawm kev sib hloov txheej. GEM muab qhov kev sib txuas-taw qhia kom paub, lub sijhawm ntev ntawm cov qauv siv thauj khoom ntawm cov ntaub ntawv pabcuam dhau lub kho qhov muag (passive optical network) (PON). GEM yog tsim kom muaj kev ywj pheej ntawm hom kev pabcuam node interface ntawm OLT raws li hom UNI cuam tshuam ntawm ONUs.
Kev tsheb khiav qeeb (OLT ntawm ONU / ONT)
Txog kev nqes hauv qab, cov tsheb khiav tsheb sib txuam yog nyob hauv OLT. A GEM Chaw nres nkoj-ID, nyob rau hauv daim ntawv ntawm 12-ntsis tus naj npawb tau muab los ntawm OLT rau cov tib neeg cov kev sib txuas, qhia txog GEM thav ntawv uas ua rau sib txawv hauv qab ntu sib txuas. Ib qho ONU lim dej ntawm cov nqes dej GEM coj raws li lawv GEM Chaw nres nkoj-ID thiab cov txheej txheem tsuas yog cov GEM ntas uas zwm rau ONU.
Kev khiav tsheb mus los (ONU / ONT ntawm OLT)
Lub tsheb sib tw cov lag luam nyob rau hauv ONU tau tso cai sib kis ntawm qhov hluav taws xob (lossis faib cov bandwidth) los ntawm OLT. Cov chaw tsav tsheb tau teeb tsa los ntawm kev faib cov lej cim (Alloc-IDs). Kev faib nyiaj rau lub chaw (Alloc-ID) yog tus lej 12-lej uas OLT muab rau ONU los txheeb xyuas qhov chaw uas muaj tsheb. Nws yog tus txais kev pabcuam ntawm cov kab ke bandwidth nce toj sab hauv ONU.
Kev faib cov bandwidth mus rau txawv Alloc-ID muaj ntau dua nyob rau lub sijhawm raws li OLT teev hauv daim duab qhia band kis mus rau sab hauv. Tsis pub dhau txhua qhov kev faib cov bandwidth, ONU siv GEM Chaw nres nkoj-ID ua qhov sib txuam ua ke los txheeb xyuas GEM thav ntawv uas sib txawv raws li cov dej sib txuas sib txuas.
Lub thawv thauj khoom (T-CONT) yog khoom siv ONU sawv cev rau ib pawg ntawm kev sib txuas. Nws zoo nkaus li qhov chaw ua haujlwm nkaus xwb rau lub hom phiaj ntawm kev xa cov txheej txheem ntawm sab saum toj ntawm PON. Raws li cov qauv qhia phiaj xwm, cov kev pabcuam tsheb thauj mus los txawv GEM cov chaw nres nkoj thiab tom qab ntawd mus rau T-CONTs sib txawv.
Cov ntawv qhia nruab nrab ntawm GEM chaw nres nkoj thiab T-CONT yog hloov tau. Ib qhov chaw nres nkoj GEM tuaj yeem sib haum nrog T-CONT; lossis ntau lub GEM Ports tuaj yeem sib haum rau tib T-CONT.
G-PON Hloov Cov Khoom Sib Kis Txheej (GTC)
Cov txheej txheem txheej txheem ntawm G-PON raws tu qauv qhov chaw uas tau muab tso nruab nrab ntawm cov kis las hauv lub cev (PMD) txheej thiab cov neeg siv G-PON. GTC txheej yog tsim ntawm GTC coj los ua ke-txheej thiab GTC hloov kho ncua txheej.
Nyob rau hauv kev nqes nqes los, GEM ntas yog nqa hauv GTC payload, uas tuaj txog ntawm txhua qhov ONUs. ONU framing sub-txheej rho tawm cov ntas, thiab GEM TC adapter lim cov ntas raws li lawv 12-ntsis Port-ID. Tsuas yog cov thav ntawv nrog qhov tsim nyog Chaw nres nkoj-ID tau tso cai los ntawm mus rau GEM tus neeg siv haujlwm.
Nyob rau hauv cov kev taw qhia sab saum toj, GEM cov tsheb khiav ntau dhau ib lossis ntau T-CONTs. OLT txais cov khoom sib kis nrog T-CONT thiab cov thav ntawv tau xa mus rau GEM TC adapter thiab tom qab ntawd tus neeg siv GEM.
GTC Txheej Framing
Cov kab nqes hauv qab muaj sijhawm ntawm 125 microseconds thiab yog 38880 bytes ntev, uas sib haum rau cov ntaub ntawv hauv nqes hauv nqes ntawm 2.48832 Gbit / s. Qhov nqes dej qis dua GTC thav duab muaj lub cev tswj thaiv lub cev ntws sab qaum (PCBd) thiab GTC qhov seem thauj khoom.
GPON Transmissions Convergence ntas ib txwm 125 Msec ntev -
19440 bytes / thav duab rau 1244.16 tus nqi
38880 bytes / thaib rau 2488.32 tus nqi
Txhua lub GTC thav duab muaj Lub Cev Khoom Siv Thaiv thaiv nqes dej + cov haujlwm hnyav
PCBd muaj sync, OAM, DBA cov ntaub ntawv, thiab lwm yam.
Payload tej zaum yuav muaj qhov ATM thiab GEM partitions (ib qho los yog ob qho tib si)
Kev ntws los ntawm GTC lub sijhawm ntev yog 125 μs. Hauv G-PON systems nrog 1.24416 Gbit / s uplink, ntws los ntawm GTC thav duab loj yog 19,440 bytes. Txhua cov ncej txuas nrog muaj ntau tus lej sib kis tau los ntawm ib lossis ntau dua ONUs.
Txhua qhov dej sib kis tau sab nraud muaj qhov txheej ntawm lub cev sab saud sab saum toj (PLOu) ntu thiab ib lossis ntau qhov kev faib cov kab mob nkag mus cuam tshuam nrog tus kheej Alloc-ID. Cov dej ntws nqes los GTC thawb siv sijhawm siv rau PON thiab cov tswj xyuas nquag uas tau cuam tshuam rau cov dej ntws los.
GPON Cov Nyiaj Them Nqi
GTC payload muaj feem ntau muaj ob ntu -
ATM muab faib (Alen * 53 bytes nyob rau hauv ntev)
GEM muab faib (tam sim no nyiam hom)
Tshuab ATM Feem Kev Saib Xyuas
Qhov muab faib ATM muaj cov cwj pwm hauv qab no.
Alen (12 khoom) yog teev hauv PCBd.
Alen qhia txog pes tsawg tus ntawm 53B hlwb hauv qhov muab faib ATM.
Yog Alen = 0 ces tsis muab faib ATM.
Yog Alen = payload ntev / 53, ces tsis muab GEM faib.
Cov tub ATM lub ntsej muag tau raws li GTC ncej.
ONUs lees txais ATM cells raws li VPI hauv ATM header.
GEM Muab faib
Daim GEM muab faib muaj cov cwj pwm hauv qab no.
Tsis zoo li ATM hlwb, GEM delineated thav ntawv yuav muaj qhov ntev.
Txhua tus lej ntawm GEM ntas yuav muaj nyob hauv GEM qhov kev faib tawm.
ONUs lees txais GEM thav ntawv raws li 12b Port-ID hauv GEM header.
GPON Encapsulation Hom
Cov kev tsis txaus siab ib txwm muaj tawm tsam BPON yog qhov tsis muaj txiaj ntsig vim yog tus nqi se ntawm ATM ntawm tes. GEM zoo ib yam li ATM. Nws muaj qhov loj-me HEC-tiv thaiv header. Txawm li cas los xij, nws zam kev loj nyiaj siv ua ntej los ntawm kev tso cai tus ciam ntev ntev. GEM yog qhov muaj txiaj ntsig - txhua yam pob ntawv (thiab txawm tias TDM) txaus siab. GEM txhawb tawg tsam thiab rov txiav txim siab.
GEM ua raws GFP, thiab header muaj teb nram qab no -
Payload Ntev Qhov Ntsuas - payload ntev hauv Bytes.
Chaw nres nkoj ID - qhia txog lub hom phiaj ONU.
Payload Hom Qhov Ntsuas (GEM OAM, congestion / fragmentation indication).
Header Yuam Kev Kho Teb (BCH (39,12,2) code + 1b txawm tias yog parity)
GEM header yog XOR'ed nrog B6AB31E055 ua ntej xa khoom.
Ethernet / TDM dhau GEM
Thaum thauj Ethernet kev tsheb hla GEM
Tsuas yog MAC ncej yog encapsulated (tsis muaj preamble, SFD, EFD)
MAC cov kablus tej zaum yuav tau tawg (saib daim ntawv tom ntej).
Ethernet dhau GEM
Thaum thauj TDM tsheb dhau GEM -
TDM cov tswv yim tsis ua tau zoo txhua txhua 125 Msec.
PLI bytes ntawm TDM tso rau hauv payload teb.
Ntev ntawm TDM tawg tsam yuav txawv los ± 1 Byte vim los ntawm zaus offset.
Round-trip latency bounded los ntawm 3 msec.
TDM dhau GEM
GEM tuaj yeem faib nws cov payload. Piv txwv li, Un-fragmented Ethernet thav duab raws li qhia hauv daim duab hauv qab no.
Cov duab hauv qab no qhia txog Fragmented Ethernet thav duab.
Lub ntsiab GEM payloads yog ib qho ntawm ob qho laj thawj -
Vim li cas 1 - GEM thav duab yuav tsis zawm GTC ncej.
Vim li cas 2 - GEM thav duab tuaj yeem ua ntej rau cov ntaub ntawv qeeb.
GPON encryption
OLT encrypts siv AES-128 hauv kev tiv thaiv kev tiv thaiv. Tsuas yog cov neeg thau nyiaj them nyiaj tsawg (tsis yog ATM lossis GEM lub taub hau). Kev zais zais yog muab mus raws li GTC ncej. Cov txee yog muab los ntawm OLT thiab ONUs raws li hauv qab no -
46b = 16b intra-thav duab + 30 npov inter-thav duab.
Lub txee rau hauv cov txee nce txhua txhua 4 cov ntaub ntawv bytes.
Rov pib dua rau tus xoom thaum pib ntawm DS GTC thav duab.
OLT thiab txhua ONU yuav tsum pom zoo ib tus yuam sij cim tshwj xeeb. OLT nug ONU rau tus password (hauv PLOAMd). ONU xa lo lus zais Asmeskas hauv qhov tseeb (hauv PLOAMu) -
Tus yuam sij xa 3 zaug rau kev ua kom zoo
OLT qhia txog ONU ntawm lub sijhawm tau pib siv tus yuam sij tshiab.
QoS - GPON
GPON saib xyuas QoS ntsees. Cov kav ntev npaum li cas pab txhawb QoS rau cov ntawv thov sij hawm. Muaj 5 yam Sib Haum Thauj Hloov Tsheb -
Hom 1 - taag BW.
Hom 2 - paub tseeb BW.
Hom 3 - faib BW + Tsis muaj kev tiv thaiv BW.
Hom 4 - kev siv zog zoo tshaj plaws.
Hom 5 - superset ntawm tag nrho cov saum toj no.
GEM ntxiv rau ntau qhov PON-txheej QoS nta -
Fragmentation enables pre-emption ntawm loj qis tsawg feem thav ntawv.
PLI - cov pob ntawv ntev ntev tuaj yeem siv tau los ntawm kev xaib algorithms.
Cov khoom siv PTI nqa cov khoom sib pauv txhaws.
Hauv tshooj txuas ntxiv, peb yuav nkag siab tias Ethernet Passive Optical Network yog dab tsi.