Що таке GEPON?

Що таке GEPON?

GEPON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network, англ. Гігабітна пасивна оптична локальна мережа) – технологія передачі даних кільком абонентам по одному волокно оптиковолоконного кабелю. На відміну від традиційних оптоволоконних мереж, структура яких організована за типом «точка-точка» і вимагає безліч оптичних провідників та активного мережевого обладнання, GEPON має вигляд структури «точка-багатоточка». Окрім передачі даних по одному оптичному провіднику, такий спосіб обміну даними не вимагає дорого активного обладнання, а використовує недорогий пасивний роздільник оптичного сигналу – спліттер.

Застосування технології GEPON дозволяє забезпечити високошвидкісне з'єднання (до 1,2 Гбіт/с) безлічі абонентів та ідеально підходить для підключення до мережі Інтернет мешканців як малоповерхових будинків, розташованих на великій території, так і багатоквартирних будівель. Вартість розгортання оптиковолоконної мережі GEPON дешевша порівняно з мережами, побудованими за іншими принципами.

Технологія GEPON

Сутність технології передачі GEPON полягає в тому, що пакети даних, призначені різним абонентам (так звані Ethernet-кадри) мають мітки, що дозволяють ідентифікувати адресата. Вони передаються по одному оптичному провіднику з OLT (Optical Line Terminal) – оптичного лінійного терміналу, який пов'язує мережу PON (локальну оптоволоконну мережу) із глобальною мережею за допомогою потужного SFP OLT модуля.

Ethernet-кадри різної довжини йдуть з OLT через певні проміжки часу, технологія GEPON дозволяє використовувати один канал для 64 абонентів. Передача даних здійснюється на хвилі довжиною 1490 нм із пропускною здатністю до 2,5 Гбіт/с.

Дані, що вийшли з OLT, потрапляють у спліттер. Це пасивний пристрій, який забезпечує поділ оптичного сигналу між абонентами відповідно до ідентифікаторів Ethernet-кадрів.

Сигнал, що вийшов зі спліттера, направляється в ONU (Optical Network Unit) – оптичний мережевий блок – кінцевий пристрій, що виконує роль модему абонента.

При передачі даних абонентами у бік OLT вони вирушають у різні часові рамки на хвилі довжиною 1310 нм зі швидкістю 1,244 Гбіт/с. Дійшовши до спліттера, пакети даних від різних абонентів об'єднуються в упорядкований потік Ethernet-кадрів, який рухається до OLT тим самим оптичним провідником.

Слід зазначити, що для кабельного телебачення в GEPON зареєстровано окрему довжину оптичної хвилі – 1550 нм.

Таким чином, технологія GEPON дозволяє по одному оптичному каналу здійснювати одночасно прийом та передачу пакетів даних інформації, голосового та відеозв'язку, а також організувати трансляцію передач кабельного телебачення.

Структура мережі GEPON

Як було сказано вище, для побудови простої мережі GEPON необхідно кілька пристроїв – 1 OLT, 1 модуль SFP OLT, 64 ONU та необхідна кількість спліттерів. Схема може бути ускладнена за рахунок використання кількох концентраторів OLT, використання всіх портів PON тощо.

Проектуючи оптоволоконну мережу GEPON, необхідно пам'ятати, що один оптичний провідник не можна ділити більш ніж для 64 абонентів. Крім того, слід враховувати фактор бюджету оптичної системи – різницею між потужністю передачі OLT та чутливістю прийому ONU. У практичному плані це накладає обмеження на можливість прокладання мережі на відстань понад 20 кілометрів, після цієї позначки спостерігається суттєве загасання сигналу.

Для збільшення кількості абонентів, підключених до мережі GEPON, до кожного з 64 ONU можна підключити комутатор. У такому разі кількість користувачів обмежується лише кількістю МАС-адрес OLT і ONU, а також пропускною здатністю каналу. Мінімальна швидкість на одного абонента дорівнює 16 Мбіт/с.

Устаткування для розгортання мережі GEPON

Як зазначалося раніше, для розгортання мережі GEPON, крім оптоволоконного кабелю, потрібно кілька видів пристроїв – OLT, ONU та спліттери.

OLT – оптичні лінійні термінали

OLT – це оптичний комутатор другого рівня, який обладнаний портами Uplink для з'єднання із зовнішніми мережами та Downlink – для передачі даних у мережі PON. У позначенні терміналів можна зустріти таке маркування:

АС – живлення від електромережі загального користування напругою 220В;

DC – живлення від джерела постійного струму напругою 36…72В.

Цифра «2» у номенклатурі означає, що OLT оснащений двома джерелами живлення, основним та резервним зі швидкістю перемикання до 4 мс.

ONU – кінцеві абонентські пристрої

Відіграють роль модему за абонента. Як правило, обладнані одним портом PON для приєднання до оптичної мережі та одним/декількома портами для підключення клієнтського обладнання.

Сплітери – роздільники мережі

Пасивні пристрої, призначені для поділу мережі між абонентами та об'єднання пакетів даних до провайдера в упорядкований потік. Чи не вимагають електроживлення. Розрізняють зварні (з можливістю нерівномірного розподілу трафіку) та планарні (рівноплечі, з рівномірним розподілом) моделі. Розгалуження може коливатися від 1/2 до 1/128.

Недоліки GEPON

Як і кожна технологія, GEPON має певні переваги та недоліки. До недоліків можна віднести кілька особливостей.

  • На кожному вузлі розгалуження мережі відбувається загасання сигналу. У мережі з максимальною кількістю ONU – 64 пристрої - його загальна величина може перевищити 20 дБ.
  • Кожен ONU повинен підтримувати максимальну пропускну здатність мережі – 1 Гбіт/с, оскільки при недостатній пропускній здатності хоча б однієї кінцевої точки падає загальна швидкість передачі даних.
  • Технологія GEPON не забезпечує безпеку передачі даних на рівні банківської.
  • Оскільки мережа організована за типом «точка-багатоточка», для збільшення пропускної спроможності мережі необхідно замінити весь магістральний оптоволоконний кабель.
  • При несправності одного ONU, яке передає світловий сигнал у зворотний бік перешкоди, виникають у всій мережі.
  • Діагностика та виявлення несправностей у мережі GEPON вкрай утруднені, оскільки спліттери, будучи дуже простими пристроями, не дають змоги виявити проблемну ділянку.

Переваги GEPON

Основна перевага технології GEPON – висока пропускна спроможність мережі (до 1 Гбіт/с) за відносно низьких витрат на її розгортання. Така мережа вимагає менше кабелю і на вузлах розгалуження використовує недорогі спліттери. Це значно знижує витрати на її прокладання та обслуговування.

Загальна пропускна здатність ділиться між усіма підключеними абонентами, якщо будь-який абонент знаходиться поза мережею, швидкість решти збільшується.

Технологія GEPON – це економний спосіб забезпечити швидкісним Інтернетом велику кількість абонентів за відносно низької вартості.