GPON steht für Gigabit Passive Optical Network . Diese Technik wird im Bereich der Netzwerkdatenübertragung und in Netzwerken des Internetzugangs mit sehr hoher Geschwindigkeit verwendet .
Bedeutet eine GPON- Architektur für Stadtnetz- Verbindlichkeiten über Glasfaser und den zugehörigen Protokollstack ( OSI 1 und 2), standardisiert von der ITU-T unter den Referenzen G.984.x. GPON ist nützlich , wenn es große und unabhängige Ströme für mehrere Teilnehmer bestimmt sind , wie zum Beispiel Broadcast - TV - on - Demand ( VoD ), Video - over - IP ( IPTV ) oder sehr hohen Speed - Internetzugang .
Der GPON-Standard löste 2003/2004 BPON ab ( Broadband PON , ITU G.983.x-Standards); es ermöglicht Spitzennutzgeschwindigkeiten nahe 1 Gbit / s in jeder Übertragungsrichtung. Aus Performancegründen hat das für die Entwicklung des Standards zuständige Gremium entschieden, die volle Kompatibilität mit dem alten BPON-Standard nicht zu gewährleisten.
Ein GPON-Netzwerk trägt normalerweise Ethernet- Frames . Theoretisch ist es aber auch in der Lage, ATM- Lasten zu tragen .
Ein GPON-Frame hat von Natur aus funktionell wichtige Mechanismen, wie zum Beispiel:
Die FTTH GPON Architektur ist ein Modell für den Einsatz von Glasfaser - Teilnehmernetzen , ausschließlich der konkurrierenden FTTH P2P ( Punkt zu Punkt ) Architektur .
Im Gegensatz zu „FTTH P2P“ multiplext GPON den Verkehr mehrerer Teilnehmer (in der Regel 8 bis 64) auf derselben Glasfaser mit Zeitmultiplexverfahren vom Typ TDMA , um die Bandbreite dynamisch zwischen den aktiven Teilnehmern aufzuteilen . Dieses Multiplexen wird dynamisch in beide Übertragungsrichtungen angewendet.
Aufbau eines FTTH GPON-Netzes
Aufbau eines FTTH P2P Netzwerks
GPON-Netzwerke erlauben die Nutzung von physikalischen Geschwindigkeiten kleiner oder gleich 2,4 Gbit/s . Bei FTTH- oder FTTC- Verbindungen mit asymmetrischen xDSL- Leitungen sind solche Hochgeschwindigkeits-Upstream-Geschwindigkeiten jedoch möglicherweise nicht erforderlich. Als Ergebnis wurde die erste Version des G.984.1-Standards (März 2003) hatte für GPON-Netze die folgenden sieben Kombinationen von Übertragungsgeschwindigkeiten definiert:
| Absteigender Fluss | Aufwärtsbelastung |
|---|---|
| 1,2 Gbit/s | 155 Mbit/s |
| 1,2 Gbit/s | 622 Mbit/s |
| 1,2 Gbit/s | 1,2 Gbit/s |
| 2,4 Gbit/s | 155 Mbit/s |
| 2,4 Gbit/s | 622 Mbit/s |
| 2,4 Gbit/s | 1,2 Gbit/s |
| 2,4 Gbit/s | 2,4 Gbit/s |
Die folgende Version des ITU-Standards (veröffentlicht in März 2008) reduzierte die Anzahl der Kombinationen auf zwei, um die Anzahl der Ausstattungsvarianten ( OLT und ONT ) zu begrenzen und ihre Interoperabilität zu erleichtern:
| Absteigender Fluss | Aufwärtsbelastung |
|---|---|
| 2,4 Gbit/s | 1,2 Gbit/s |
| 2,4 Gbit/s | 2,4 Gbit/s |
Am häufigsten wird seit Anfang der 2010er Jahre die Variante verwendet, Glasfasern mit einer Geschwindigkeit von 2,4 Gbit/s im Downlink und 1,2 Gbit/s im Uplink zu verwenden zwischen 100 Mbit/s und 1 Gbit/s ).
GPON-Streams werden über bidirektionale Singlemode- Glasfasern (SMF) mit einer Wellenlänge von 1310 nm für den Uplink (vom Teilnehmer) und 1490 nm für den Downlink (vom NRO oder Point-Pooling zu den Teilnehmern) übertragen. Ein passiver „ Splitter “ ( Optokoppler ) verteilt das Signal vom NRO auf mehrere Teilnehmer ( ONU ).
Die physikalische Reichweite ist die maximale physikalische Distanz zwischen dem OLT (NRO) und den Teilnehmerabschlusseinheiten (ONU / ONT ). In einem GPON-Netzwerk sind zwei Optionen für die physikalische Reichweite definiert: 10 km und 20 km . Der maximale Abstand hängt vom Typ der in der ONU verwendeten Laserdiode (z. B. einer Fabry-Perot -Laserdiode : FP-LD, Fabry-Perot-Laserdiode oder einem DFB- Laser ) und der Dämpfung des optischen Signals ab die Anzahl und Typen der verwendeten Splitter und die Leitungsteilungsrate.
Grundsätzlich gilt: Je höher die Splitrate (die Anzahl der Teilnehmer / Benutzer, die sich eine Glasfaser eines GPON-Netzes teilen), desto interessanter ist dies für die Betreiber (geringere Kosten). Eine große Teilungsrate impliziert jedoch eine Verteilung des optischen Signals auf mehrere Fasern (Verwendung eines Splitters ) und die Notwendigkeit einer größeren Leistung, um die Dämpfungen zu kompensieren, die mit der Aufteilung des Downlink-Signals zwischen mehreren Teilnehmern (ONU) verbunden sind. und den physikalischen Umfang zu berücksichtigen. Eine hohe Teilungsrate führt auch zu einem geringeren Durchsatz für jeden Teilnehmer, wenn mehrere Teilnehmer gleichzeitig aktiv sind.
Mit aktuellen GPON-Techniken sind Teilungsraten von bis zu 1/64 für die Bitübertragungsschicht vertretbar. Um jedoch die kontinuierliche Entwicklung optischer Module vorwegzunehmen, ist es möglich, Teilungsraten für die Übertragungskonvergenzschicht vorzusehen, die einen Wert von 1/128 erreichen können.
Aufgrund der Multicast-Natur des PON-Netzwerks (die Tatsache, dass eine Glasfaser von mehreren Benutzern geteilt wird) erfordert das GPON-Netzwerk, dass Sicherheitsmechanismen die folgenden Verpflichtungen erfüllen: