GEPON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network, англ. Гигабитная пассивная оптическая локальная сеть) – технология передачи данных нескольким абонентам по одному волокну оптиковолоконного кабеля. В отличие от традиционных оптоволоконных сетей, структура которых организована по типу «точка-точка» и требует множество оптических проводников и активного сетевого оборудования, GEPON имеет вид структуры «точка-многоточка». Кроме передачи данных по одному оптическому проводнику, такой способ обмена данными не требует дорого активного оборудования, а использует недорогой пассивный разделитель оптического сигнала – сплиттер.
Применение технологии GEPON позволяет обеспечить высокоскоростное соединение (до 1,2 Гбит/с) множеству абонентов и идеально подходит для подключения к сети Интернет жителей как малоэтажных домов, расположенных на обширной территории, так и многоквартирных зданий. Стоимость развертывания оптиковолоконной сети GEPON дешевле по сравнению с сетями, построенными по другим принципам.
Технология GEPON
Суть технологии передачи данных GEPON заключается в том, что пакеты данных, предназначенные различным абонентам (так называемые Ethernet-кадры) имеют метки, позволяющие идентифицировать адресата. Они передаются по одному оптическому проводнику с OLT (Optical Line Terminal) – оптического линейного терминала, который связывает сеть PON (локальную оптоволоконную сеть) с глобальной сетью с помощью мощного SFP OLT модуля.
Ethernet-кадры разной длины уходят с OLT через определенные промежутки времени, технология GEPON позволяет использовать один канал для 64-х абонентов. Передача данных осуществляется на волне длиною 1490 нм с пропускной способностью до 2,5 Гбит/с.
Данные, вышедшие с OLT, попадают в сплиттер. Это пассивное устройство, которое обеспечивает разделение оптического сигнала между абонентами в соответствии с идентификаторами Ethernet-кадров.
Сигнал, вышедший из сплиттера, направляется в ONU (Optical Network Unit) – оптический сетевой блок – конечное устройство, исполняющее роль модема абонента.
При передаче данных абонентами в сторону OLT они отправляются в разные временные промежутки на волне длиною 1310 нм со скоростью 1,244 Гбит/с. Дойдя до сплиттера, пакеты данных от разных абонентов объединяются в упорядоченный поток Ethernet-кадров, который движется к OLT по тому же оптическому проводнику.
Следует отметить, что для кабельного телевидения в GEPON зарегистрирована отдельная длина оптической волны – 1550 нм.
Таким образом, технология GEPON позволяет по одному оптическому каналу осуществлять одновременно прием и передачу пакетов данных информации, голосовой и видеосвязи, а также организовать трансляцию передач кабельного телевидения.
Структура сети GEPON
Как было сказано выше, для построения простой сети GEPON необходимо несколько устройств - 1 OLT, 1 модуль SFP OLT, 64 ONU и необходимое количество сплиттеров. Схема может быть усложнена за счет использования нескольких концентраторов OLT, использования всех портов PON и т.д.
Проектируя оптоволоконную сеть GEPON, необходимо помнить, что один оптический проводник нельзя делить более чем для 64-х абонентов. Кроме того, следует учитывать фактор бюджета оптической системы - разницей между мощностью передачи OLT и чувствительностью приема ONU. В практическом плане это накладывает ограничение на возможность прокладки сети на расстояние более 20-ти километров, после этой отметки наблюдается существенное затухание сигнала.
Для увеличения количества абонентов, подключенных к сети GEPON, к каждому из 64-х ONU можно подключить коммутатор. В таком случае число пользователей ограничивается только количеством МАС-адресов OLT и ONU, а также пропускной способностью канала. Минимальная скорость на одного абонента равна 16 Мбит/с.
Оборудование для развертывания сети GEPON
Как отмечалось ранее, для развертывания сети GEPON, кроме оптоволоконного кабеля, требуется несколько видов устройств – OLT, ONU и сплиттеры.
OLT – оптические линейные терминалы
OLT – это оптический коммутатор второго уровня, который оборудован портами Uplink для соединения с внешними сетями и Downlink – для передачи данных в сети PON. В обозначении терминалов можно встретить такую маркировку:
АС – питание от электросети общего пользования напряжением 220В;
DC – питание от источника постоянного тока напряжением 36…72В.
Цифра «2» в номенклатуре обозначает, что OLT оснащен двумя источниками питания, основным и резервным со скоростью переключения до 4 мс.
ONU – конечные абонентские устройства
Играют роль модема на стороне абонента. Как правило, оборудованы одним портом PON для присоединения к оптической сети и одним/несколькими портами для подключения клиентского оборудования.
Сплиттеры – разделители сети
Пассивные устройства, предназначенные для разделения сети между абонентами и объединения пакетов данных к провайдеру в упорядоченный поток. Не требуют электропитания. Различают сварные (с возможностью неравномерного распределения трафика) и планарные (равноплечие, с равномерным распределением) модели. Разветвление может колебаться от 1/2 до 1/128.
Недостатки GEPON
Как и каждая технология, GEPON обладает определенными преимуществами и недостатками. К недостаткам можно отнести несколько особенностей.
- На каждом узле ветвления сети происходит затухание сигнала. В сети с максимальным количеством ONU – 64 устройства, - его общая величина может превысить 20 дБ.
- Каждое ONU должно поддерживать максимальную пропускную способность сети – 1 Гбит/с, поскольку при недостаточной пропускной способности хотя бы одной конечной точки падает общая скорость передачи данных.
- Технология GEPON не обеспечивает безопасность передачи данных на уровне банковской.
- Поскольку сеть организована по типу «точка-многоточка», для увеличения пропускной способности сети необходимо заменить весь магистральный оптоволоконный кабель.
- При неисправности одного ONU, которое передает световой сигнал в обратную сторону помехи возникают во всей сети.
- Диагностика и обнаружение неисправностей в сети GEPON крайне затруднены, поскольку сплиттеры, будучи очень простыми устройствами, не дают возможности обнаружить проблемный участок.
Преимущества GEPON
Основное преимущество технологии GEPON – высокая пропускная способность сети (до 1 Гбит/с) при относительно низких расходах на ее развертывание. Такая сеть требует меньшее количество кабеля и на узлах ветвления использует недорогие сплиттеры. Это значительно снижает расходы на ее прокладку и обслуживание.
Общая пропускная способность делится между всеми подключенными абонентами, если какой-либо абонент находится вне сети, скорость остальных увеличивается.
Технология GEPON – это экономный способ обеспечить скоростным Интернетом большое количество абонентов при относительно низкой стоимости.
