Quelle est la différence entre les réseaux de fibres optiques EPON et GPON?
EPON et GPON sont des versions populaires des réseaux optiques passifs (PON). Ces réseaux de câbles à fibres optiques à courte distance sont utilisés pour l’accès à Internet, la voix sur protocole Internet (VoIP) et la diffusion de la télévision numérique dans les zones métropolitaines. Les autres utilisations comprennent les connexions de backhaul pour les stations de base cellulaires, les points d'accès Wi-Fi et même les systèmes d'antennes distribuées (DAS). Les principales différences entre eux résident dans les protocoles utilisés pour les communications en aval et en amont.
Réseaux optiques passifs
EPON et GPON sont des versions populaires des réseaux optiques passifs (PON). Ces réseaux de câbles à fibres optiques à courte distance sont utilisés pour l’accès à Internet, la voix sur protocole Internet (VoIP) et la diffusion de la télévision numérique dans les zones métropolitaines. Les autres utilisations comprennent les connexions de backhaul pour les stations de base cellulaires, les points d'accès Wi-Fi et même les systèmes d'antennes distribuées (DAS). Les principales différences entre eux résident dans les protocoles utilisés pour les communications en aval et en amont.
Réseaux optiques passifs
Le terme FTTx est utilisé pour indiquer la distance parcourue par une fibre. En FTTH, x est pour la maison. Vous pouvez également le voir appelé FTTP ou fibre sur site. Une autre variante est la technologie FTTB pour la fibre optique jusqu'au bâtiment. Ces trois versions définissent des systèmes dans lesquels la fibre optique va du fournisseur de services au client. Sous d’autres formes, la fibre n’est pas acheminée jusqu’au client. Au lieu de cela, il est exécuté sur un nœud intermédiaire du voisinage. Ceci s'appelle FTTN pour la fibre au noeud. Une autre variante est le FTTC, ou fibre jusqu'au trottoir. Ici aussi, la fibre ne va pas jusqu’à la maison. Les réseaux FTTC et FTTN peuvent utiliser la ligne téléphonique en cuivre à paire torsadée non blindée (UTP) du client pour étendre les services à moindre coût. Par exemple, une ligne ADSL rapide transporte les données fibre optique vers les périphériques du client.
L'arrangement PON typique est un réseau point à multipoint (P2MP) dans lequel un terminal de ligne optique central situé sur le site du fournisseur de services distribue le service de télévision ou Internet à 16 à 128 clients par ligne à fibres optiques (voir la figure). . Les diviseurs optiques, dispositifs optiques passifs qui divisent un seul signal optique en plusieurs signaux égaux mais de puissance inférieure, distribuent les signaux aux utilisateurs. Une unité de réseau optique (ONU) termine le PON chez le client. L'unité ONU communique généralement avec un terminal de réseau optique (ONT), qui peut être un boîtier séparé qui connecte le réseau PON à des téléviseurs, des téléphones, des ordinateurs ou un routeur sans fil. L'unité ONU / ONT peut être un périphérique.
Dans la méthode de fonctionnement de base pour la distribution en aval sur une longueur d'onde de la lumière de la terminaison OLT vers ONU / ONT, tous les clients reçoivent les mêmes données. L'unité ONU reconnaît les données ciblées sur chaque utilisateur. Pour l'amont d'ONU à OLT, une technique de multiplexage par répartition dans le temps (TDM) est utilisée, qui attribue à chaque utilisateur un créneau temporel sur une longueur d'onde de lumière différente. Avec cette disposition, les diviseurs agissent comme des combineurs de puissance. Les transmissions en amont, appelées opérations en mode rafale, se produisent de manière aléatoire, l'utilisateur ayant besoin d'envoyer des données. Le système attribue un emplacement en fonction des besoins. Étant donné que la méthode TDM implique plusieurs utilisateurs sur une même transmission, le débit de données amont est toujours plus lent que le débit aval.
GPON
Au fil des ans, diverses normes PON ont été développées. À la fin des années 90, l'Union internationale des télécommunications (UIT) a créé la norme APON, qui utilise le mode de transfert asynchrone (ATM) pour la transmission de paquets à longue distance. Comme ATM n’est plus utilisé, une version plus récente a été créée, appelée le réseau large bande (PON), ou BPON. Désignée comme UIT-T G.983, cette norme prévoyait 622 Mbits / s en aval et 155 Mbits / s en amont.
Bien que BPON puisse toujours être utilisé dans certains systèmes, la plupart des réseaux actuels utilisent GPON ou Gigabit PON. La norme ITU-T est G.984. Il délivre 2,448 Gbits / s en aval et 1,244 Gbits / s en amont.
GPON utilise le multiplexage par répartition en longueur d'onde optique (WDM) afin qu'une seule fibre puisse être utilisée à la fois pour les données en aval et en amont. Un laser sur une longueur d'onde (λ) de 1490 nm transmet les données en aval. Les données en amont transmettent sur une longueur d'onde de 1310 nm. Si la télévision est distribuée, une longueur d’onde de 1550 nm est utilisée.
Alors que chaque unité ONU obtient le débit descendant total de 2,488 Gbits / s, GPON utilise un format d'accès multiple par répartition dans le temps (TDMA) pour allouer une plage horaire spécifique à chaque utilisateur. Cela divise la bande passante afin que chaque utilisateur reçoive une fraction telle que 100 Mbits / s en fonction de la manière dont le fournisseur de service l'alloue.
Le débit en amont est inférieur au maximum car il est partagé avec d'autres unités ONU dans un schéma TDMA. La terminaison OLT détermine la distance et la temporisation de chaque abonné. Ensuite, le logiciel permet d'attribuer des intervalles de temps aux données en amont pour chaque utilisateur.
La division typique d'une seule fibre est 1:32 ou 1:64. Cela signifie que chaque fibre peut desservir jusqu'à 32 ou 64 abonnés. Des ratios de division allant jusqu'à 1: 128 sont possibles dans certains systèmes.
En ce qui concerne le format des données, les paquets GPON peuvent gérer directement les paquets ATM. Rappelez-vous que ATM regroupe tout dans des paquets de 53 octets, dont 48 pour les données et 5 pour les frais généraux. GPON utilise également une méthode d'encapsulation générique pour transporter d'autres protocoles. Il peut encapsuler les protocoles Ethernet, IP, TCP, UDP, T1 / E1, vidéo, VoIP ou autres requis par la transmission de données. La taille de paquet minimale est de 53 octets et la taille maximale est de 1518. Le cryptage AES est utilisé uniquement en aval.
La dernière version de GPON est une version à 10 gigabits appelée XGPON, ou 10G-PON. À mesure que la demande de services vidéo et de télévision par câble (OTT) a augmenté, il est de plus en plus nécessaire d'augmenter les débits de ligne pour traiter les énormes données de la vidéo haute définition. XGPON sert cet objectif. La norme ITU est G.987.
Le débit maximal de XGPON est de 10 Gbits / s (9.95328) en aval et de 2,5 Gbits / s (2.48832) en amont. Différentes longueurs d'onde WDM sont utilisées, 1577 nm en aval et 1270 nm en amont. Cela permet au service à 10 Gbit / s de coexister sur la même fibre avec la norme GPON. La division optique est de 1: 128 et le formatage des données est identique à celui de GPON. La portée maximale est encore de 20 km. XGPON n'est pas encore largement implémenté mais fournit un excellent chemin de mise à niveau pour les fournisseurs de services et les clients.
La plupart des PON sont configurés comme ceci. Le nombre de séparateurs et de niveaux de division varie en fonction du fournisseur et du système. Les rapports fractionnés sont généralement de 1:32 ou de 1:64 mais peuvent être plus élevés.
EPON
L'Institut des ingénieurs électriciens et électroniciens (IEEE) a mis au point une nouvelle norme PON plus récente. EPON 802.3ah, basé sur la norme Ethernet 802.3, spécifie un réseau passif similaire d’une portée maximale de 20 km. Il utilise WDM avec les mêmes fréquences optiques que GPON et TDMA. Le débit de données de la ligne brute est de 1,25 Gbits / s en aval et en amont. Vous entendrez parfois le réseau appelé Gigabit Ethernet PON ou GEPON.
EPON est entièrement compatible avec les autres normes Ethernet. Par conséquent, aucune conversion ni encapsulation n'est nécessaire lors de la connexion à des réseaux Ethernet, à l'une ou l'autre extrémité. La même trame Ethernet est utilisée avec une charge utile pouvant atteindre 1518 octets. EPON n'utilise pas la méthode d'accès CSMA / CD utilisée dans d'autres versions d'Ethernet. Ethernet étant la principale technologie de réseau utilisée dans les réseaux locaux (LAN) et désormais dans les réseaux métropolitains (MAN), aucune conversion de protocole n'est nécessaire.
Il existe également une version Ethernet à 10 Gbit / s appelée 802.3av. Le débit de ligne réel est de 10,3125 Gbits / s. Le mode principal est 10 Gbits / s en amont et en aval. Une variation utilise 10 Gbits / s en aval et 1 Gbit / s en amont. Les versions à 10 Gbit / s utilisent différentes longueurs d'onde optiques sur la fibre, de 1575 à 1580 nm en aval et de 1260 à 1280 nm en amont de sorte que le système à 10 Gbit / s puisse être multiplexé en longueur d'onde sur la même fibre qu'un système standard à 1 Gbit / s système.
Sommaire
Les entreprises de télécommunications utilisent les PON pour fournir aux abonnés des services triple-play, tels que télévision, téléphone VoIP et Internet. L'avantage est des débits de données beaucoup plus élevés qui sont essentiels à la distribution vidéo et à d'autres services Internet. Le faible coût des composants passifs signifie des systèmes plus simples avec moins de composants défaillants ou nécessitant une maintenance. Le principal inconvénient est la portée la plus courte possible, qui ne dépasse généralement pas 20 km. La popularité des PON augmente à mesure que la demande de services Internet plus rapides et de plus en plus de vidéos augmente. Le GPON est le plus populaire aux États-Unis, comme le système Foist de Verizon. Les systèmes EPON sont plus répandus en Asie et en Europe.
La plupart des PON sont configurés comme ceci. Le nombre de séparateurs et de niveaux de division varie en fonction du fournisseur et du système. Les rapports fractionnés sont généralement de 1:32 ou de 1:64 mais peuvent être plus élevés.