¿Cuál es la diferencia entre las redes de fibra óptica EPON y GPON?
EPON y GPON son versiones populares de redes ópticas pasivas (PON). Estas redes de cable de fibra óptica de corto alcance se utilizan para acceso a Internet, voz sobre protocolo de Internet (VoIP) y entrega de TV digital en áreas metropolitanas. Otros usos incluyen conexiones de retorno para estaciones base celulares, puntos de acceso Wi-Fi e incluso sistemas de antenas distribuidas (DAS). Las principales diferencias entre ellos radican en los protocolos utilizados para las comunicaciones aguas abajo y aguas arriba.
Redes ópticas pasivas
EPON y GPON son versiones populares de redes ópticas pasivas (PON). Estas redes de cable de fibra óptica de corto alcance se utilizan para acceso a Internet, voz sobre protocolo de Internet (VoIP) y entrega de TV digital en áreas metropolitanas. Otros usos incluyen conexiones de retorno para estaciones base celulares, puntos de acceso Wi-Fi e incluso sistemas de antenas distribuidas (DAS). Las principales diferencias entre ellos radican en los protocolos utilizados para las comunicaciones aguas abajo y aguas arriba.
Redes ópticas pasivas
El término FTTx se usa para indicar qué tan lejos está una ejecución de fibra. En FTTH, x es para el hogar. También puede verlo llamado FTTP o fibra en las instalaciones. Otra variación es FTTB para fibra al edificio. Estas tres versiones definen sistemas en los que la fibra se extiende desde el proveedor de servicios hasta el cliente. En otras formas, la fibra no se ejecuta hasta el cliente. En cambio, se ejecuta a un nodo intermedio en el vecindario. Esto se llama FTTN para fibra al nodo. Otra variación es FTTC, o fibra a la acera. Aquí también la fibra no corre hasta el hogar. Las redes FTTC y FTTN pueden utilizar la línea telefónica de cobre de par trenzado (UTP) sin blindaje de un cliente para extender los servicios a un costo menor. Por ejemplo, una línea ADSL rápida transporta los datos de fibra a los dispositivos del cliente.
La disposición típica de PON es una red punto a multipunto (P2MP) donde un terminal central de línea óptica (OLT) en las instalaciones del proveedor de servicios distribuye servicios de TV o Internet a entre 16 y 128 clientes por línea de fibra (vea la figura) . Los divisores ópticos, dispositivos ópticos pasivos que dividen una sola señal óptica en múltiples señales iguales pero de menor potencia, distribuyen las señales a los usuarios. Una unidad de red óptica (ONU) termina el PON en la casa del cliente. La ONU generalmente se comunica con un terminal de red óptica (ONT), que puede ser una caja separada que conecta el PON a televisores, teléfonos, computadoras o un enrutador inalámbrico. La ONU / ONT puede ser un dispositivo.
En el método básico de operación para la distribución aguas abajo en una longitud de onda de luz desde OLT a ONU / ONT, todos los clientes reciben los mismos datos. La ONU reconoce los datos dirigidos a cada usuario. Para el flujo ascendente de ONU a OLT, se utiliza una técnica de multiplexación por división de tiempo (TDM) en la que a cada usuario se le asigna un intervalo de tiempo en una longitud de onda de luz diferente. Con este arreglo, los divisores actúan como combinadores de potencia. Las transmisiones en sentido ascendente, llamadas operaciones en modo ráfaga, se producen al azar, ya que el usuario necesita enviar datos. El sistema asigna una ranura según sea necesario. Debido a que el método TDM involucra a múltiples usuarios en una sola transmisión, la velocidad de datos ascendente siempre es más lenta que la velocidad descendente.
GPON
Con los años, se han desarrollado varios estándares PON. A fines de la década de 1990, la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) creó el estándar APON, que utilizaba el modo de transferencia asincrónica (ATM) para la transmisión de paquetes de larga distancia. Como ya no se usa ATM, se creó una versión más nueva llamada PON de banda ancha, o BPON. Designado como ITU-T G.983, este estándar proporcionaba 622 Mbits / s en sentido descendente y 155 Mbits / s en sentido ascendente.
Si bien BPON aún se puede usar en algunos sistemas, la mayoría de las redes actuales usan GPON o Gigabit PON. El estándar ITU-T es G.984. Ofrece 2.488 Gbits / s en sentido descendente y 1.244 Gbits / s en sentido ascendente.
GPON utiliza la multiplexación por división de longitud de onda óptica (WDM), por lo que se puede usar una sola fibra para datos aguas abajo y aguas arriba. Un láser en una longitud de onda (λ) de 1490 nm transmite datos aguas abajo. Los datos aguas arriba transmiten en una longitud de onda de 1310 nm. Si se distribuye TV, se usa una longitud de onda de 1550 nm.
Si bien cada ONU obtiene la velocidad descendente completa de 2.488 Gbits / s, GPON utiliza un formato de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) para asignar un intervalo de tiempo específico a cada usuario. Esto divide el ancho de banda para que cada usuario obtenga una fracción, como 100 Mbits / s, dependiendo de cómo lo asigne el proveedor de servicios.
La velocidad ascendente es menor que la máxima porque se comparte con otras ONU en un esquema TDMA. La OLT determina la distancia y el tiempo de retraso de cada suscriptor. Luego, el software proporciona una forma de asignar intervalos de tiempo a los datos ascendentes para cada usuario.
La división típica de una sola fibra es 1:32 o 1:64. Eso significa que cada fibra puede servir hasta 32 o 64 suscriptores. Las relaciones de división de hasta 1: 128 son posibles en algunos sistemas.
En cuanto al formato de datos, los paquetes GPON pueden manejar paquetes ATM directamente. Recuerde que el cajero automático empaqueta todo en paquetes de 53 bytes con 48 para datos y 5 para gastos generales. GPON también utiliza un método de encapsulación genérico para transportar otros protocolos. Puede encapsular Ethernet, IP, TCP, UDP, T1 / E1, video, VoIP u otros protocolos según lo requiera la transmisión de datos. El tamaño mínimo del paquete es de 53 bytes, y el máximo es de 1518. El cifrado AES se usa solo en sentido descendente.
La última versión de GPON es una versión de 10 Gigabits llamada XGPON o 10G-PON. A medida que aumenta la demanda de video y servicios de TV over the top (OTT), existe una creciente necesidad de aumentar las tasas de línea para manejar los datos masivos de video de alta definición. XGPON sirve para este propósito. El estándar ITU es G.987.
La velocidad máxima de XGPON es 10 Gbits / s (9.95328) en sentido descendente y 2.5 Gbits / s (2.48832) en sentido ascendente. Se utilizan diferentes longitudes de onda WDM, 1577 nm aguas abajo y 1270 nm aguas arriba. Esto permite que el servicio de 10 Gbit / s coexista en la misma fibra con GPON estándar. La división óptica es 1: 128, y el formato de datos es el mismo que GPON. El alcance máximo sigue siendo de 20 km. XGPON aún no está ampliamente implementado, pero proporciona una excelente ruta de actualización para proveedores de servicios y clientes.
La mayoría de los PON se configuran así. El número de divisores y niveles divididos varía según el proveedor y el sistema. Las relaciones divididas suelen ser 1:32 o 1:64, pero podrían ser más altas.
EPON
El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) desarrolló otro estándar PON más nuevo. Basado en el estándar Ethernet 802.3, EPON 802.3ah especifica una red pasiva similar con un alcance de hasta 20 km. Utiliza WDM con las mismas frecuencias ópticas que GPON y TDMA. La velocidad de datos de la línea sin procesar es de 1.25 Gbits / s en las direcciones aguas abajo y aguas arriba. A veces escuchará la red denominada Gigabit Ethernet PON o GEPON.
EPON es totalmente compatible con otros estándares de Ethernet, por lo que no se necesita conversión ni encapsulación cuando se conecta a redes basadas en Ethernet en cualquiera de los extremos. La misma trama de Ethernet se usa con una carga útil de hasta 1518 bytes. EPON no utiliza el método de acceso CSMA / CD utilizado en otras versiones de Ethernet. Dado que Ethernet es la tecnología de red principal utilizada en redes de área local (LAN) y ahora en redes de área metropolitana (MAN), no se necesita conversión de protocolo.
También hay una versión Ethernet de 10 Gbit / s designada 802.3av. La velocidad de línea real es 10.3125 Gbits / s. El modo primario es 10 Gbits / s en sentido ascendente y descendente. Una variación utiliza 10 Gbits / s en sentido descendente y 1 Gbit / s en sentido ascendente. Las versiones de 10 Gbit / s utilizan diferentes longitudes de onda ópticas en la fibra, 1575 a 1580 nm en sentido descendente y 1260 a 1280 nm en sentido ascendente para que el sistema de 10 Gbit / s pueda multiplexarse en la misma fibra que un estándar de 1 Gbit / s sistema.
Resumen
Las compañías de telecomunicaciones utilizan PON para proporcionar servicios de triple play que incluyen TV, teléfono VoIP y servicio de Internet a los suscriptores. El beneficio son las velocidades de datos mucho más altas que son esenciales para la distribución de video y otros servicios de Internet. El bajo costo de los componentes pasivos significa sistemas más simples con menos componentes que fallan o requieren mantenimiento. La desventaja principal es el alcance más corto posible, comúnmente no más de 20 km o 12 millas. Los PON están creciendo en popularidad a medida que crece la demanda de un servicio de Internet más rápido y más videos. GPON es el más popular en los EE. UU., Como el sistema Foist de Verizon. Los sistemas EPON son más frecuentes en Asia y Europa.
La mayoría de los PON se configuran así. El número de divisores y niveles divididos varía según el proveedor y el sistema. Las relaciones divididas suelen ser 1:32 o 1:64, pero podrían ser más altas.
