Стандарты

В 1995 г. несколько производителей учредили консорциум по стандартизации сети доступа с полным набором услуг (Full-Services Access-Network Group). В него вошли более 20 ведущих мировых операторов связи и провайдеров, а также разработчики. Главной задачей для консорциума FSAN разработать стандарты для технологии PON.

В 1998 г. Международный союз электросвязи (ITU-T) принял предложенную FSAN спецификацию ATM PON (APON) в виде рекомендаций G.983.x, утвердив вскоре и спецификацию Broadband PON (BPON) на основе протокола ATM. Начинается строительство пассивных оптических сетей в Японии и США.

В дальнейшем технология PON активно совершенствуется и развивается. Технология APON (G.983.1) предусматривает передачу в сети PON ячеек ATM со скоростью 155 Мбит/с в каждом направлении. В спецификации BPON скорость передачи увеличена до 622 Мбит/с, появляется возможность реализовать широкополосные сервисы, включая доступ по Ethernet и видео.

Развитие Ethernet привело в 2001 г. к началу работы над спецификацией EPON, он же GEPON, он же Ethernet PON на основе протокола управления множеством узлов (Multi-Point Control Protocol - MPCP). Появляется еще одна разновидность PON - Gigabit PON (GPON) на основе протокола GFP. Стандарт предусматривает номинальную скорость передачи 622 Мбит/c или 1,25 и 2,5 Гбит/с. а различного типа (TDM, SDH, Ethernet, ATM), а также развитые механизмы управления и защита на уровне протоколов.

Сравнительный анализ трех технологий APON, EPON, GPON

Характеристики APON (BPON) EPON GPON
Институты стандартизации / альянсы TU-T SG15 / FSAN IEEE / EFMA TU-T SG15 / FSAN
Дата принятия стандарта октябрь 1998 июль 2004 октябрь 2003
Стандарт ITU-T G.981.x IEEE 802.3ah ITU-T G.984.x
Скорость передачи, прямой/обратный поток, Мбит/с 155/155
622/155
622/622
1000/1000 1244/155,622,1244
2488/622,1244, 2488
Базовый протокол ATM1000/1000 Ethernet SDH
Линейный код NRZ 8B/10B NRZ
Максимальный радиус сети, км 20 20 (>301) 20
Максимальное число абонентских узлов на одно волокно 32 16 64 (128)
Приложения Любые IP, данные Любые
Коррекция ошибок FEC предусмотрена нет необходима
Длины волн прямого/обратного потоков, нм 1550/1310
(1480/1310)
1550/1310
(1310/1310)
1550/1310
(1480/1310)
Динамическое распределение полосы есть Поддержка есть
IP-фрагментация есть нет есть
Защита данных Шифрование открытыми ключами нет Шифрование открытыми ключами
Резервирование есть нет есть
Оценка поддержки голосовых приложений и QoS высока низкая высока

Рассмотрим каждую технологию более подробно.

Технология APON/BPON

Эти технологии разработанные как первые попытки создать стандарты для PON, они основываются на протоколе ATM определив название APON, именно он дал определяющее развитие технологии в свое время, в октябре 1998 года появился первый стандарт ITU-T G.983.1, базирующийся на транспорте ячеек ATM в дереве PON.В последующее время идет активная работа над протоколом для улучшения его параметров, в частности максимальная скорость передачи данных возросла до до 622 Мбит/c. В ходе этой работы результирующая технология уже если не существенно, но довольно значительна отличалась от первоначальной спецификации, решено было отделить ее в отдельную, хоть и тесно связанную с APON ветку, названную BPON (broadband PON).
Так же были добавлена новая функциональная составляющая протокола, включающая передачу разнообразных приложений (голоса, видео, данные), что позволило расширить функциональные возможности технологии для взаимодействия с абонентом. Еще одним усовершенствованием было расширением полосы частот(длин волн) на которых идет передача данных, что позволило дополнительно нагрузить канал вспомогательными функциями использующими новую длину волны(например широковещательное телевидение).

Технология EPON

В ноябре 2000 года комитет LMSC (LAN/MAN standards committee) IEEE создает специальную комиссию под названием "Ethernet первую милю" EFM (Ethernet in the first mile) 802.3ah, реализовав тем самым пожелания многих экспертов построить архитектуру сети PON, наиболее приближенную к широко распространенным в настоящее время сетям Ethernet. Параллельно идет формирование альянса EFMA (Ethernet in the first mile alliance), который создается в декабре 2001 г. Фактически альянс EFMA и комиссия EFM дополняют друг друга и тесно работают над стандартом. Если EFM больше концентрируется на технических вопросах и разработке стандарта в рамках IEEE, то EFMA преимущественно изучает индустриальные и коммерческие аспекты использования новой технологии. Цель совместной работы - достижение консенсуса между операторами и производителями оборудования, и выработка стандарта IEEE 802.3ah, полностью совместимого с разрабатываемым стандартом магистрального пакетного кольца IEEE 802.17.
В настоящее время разработка стандартов 802.3ah в том числе EFMP находится на завершающей стадии, а принятие ожидается в середине 2004 г. Аргументы в пользу технологии EPON подкрепляются ориентацией сети Internet исключительно на протокол IP и стандарты Ethernet.

Технология GPON

GPON базируется на стандарте ITU-T G.704.1 GFP данная спецификация существенно расширяет возможности технологии по сравнению с предыдущими BPON и EPON, как за счет скоростных возможностей канала, которые становятся мультигигабинтыми, что существенно увеличивает полосу пропускания и обеспечивает необходимый запас мощностей на ближайшее время, та к и за счет расширения функциональных возможностей системы и оптимизации эффективности передачи разнообразных мультисервисных приложений. Скорость предусматриваемая протоколом определяется значениями в 622 Мбит/c или 1,25 и 2,5 Гбит/с.
Так же увеличивается максимальная нагружаемость единичного волокна точками приема и достигает значения 128 абонентов на волокно. Появляется возможность варьирования скорости передачи прямого и обратного потока в дереве PON. Недостатком развития этого стандарта является пока более существенная цена на оборудование по сравнению с EPON, но этот недостаток скорее определяется недостаточной массовостью производства, что несомненно со временем будет устранено, делая технологию еще более привлекательной.