GPON

GPON

La Ret Òptica Passiva en Capacitat de Gigabit (GPON o Gigabit-capable Passive Optical Network en anglés) és una tecnologia d'accés de telecomunicacions que utilisa fibra òptica per a aplegar fins al subscriptor. Els seus estàndarts tècnics varen ser aprovats en 2003-2004 per ITU-T en les recomanacions G.984.1, G.984.2, G.984.3, G.984.4 i G.984.5. Tots els fabricants d'equips deuen complir-la per a garantisar la interoperabilidad. Es tracta de les estandardisacions de les rets PON a velocitats superiors a 1 Gbit/s. Posteriorment s'han editat dos noves recomanacions: G.984.6 (Extensió de l'alcanç) i G.984.7 (Llarc alcanç).

Objectius

Este nou estàndart va sorgir en la finalitat d'establir noves exigències a la ret:

• Soport de tots els servicis: transmissió de veu (TDM, tant SONET com SDH), Ethernet (10/100 BaseT), ATM,…
• Alcanç físic màxim de 10 km o 20 km, alcanç llògic de 60 km.
• Bitrate variable en el mateix estàndart, en velocitats iguals o superiors a 1,2 Gbit/s en combinacions d'1,2 Gbit/s o 2,4 Gbit/s en l'enllaç ascendent i de 2,4 Gbit/s en l'enllaç descendent, sent habitual la combinació asimètrica d'1,2 Gbit/s en l'enllaç ascendent i 2,4 Gbit/s en l'enllaç descendent. Les operadores poden optar per velocitats diferents a l'estàndart, per eixemple, conexions simètriques de 622 Mbit/s.
• OAM&P extrem a extrem.
• Seguritat del nivell de protocol per a l'enllaç descendent, necessària per la naturalea multicast de PON.
• El número màxim d'usuaris que poden penjar d'una mateixa fibra és 128

Característiques Tècniques

Multiplexación de l'Informació

Tant el sentit descendent com l'ascendent viagen en la mateixa fibra òptica. Per a això s'utilisa una multiplexación WDM (Wavelength Division Multiplexing).

Potència i Alcanç

L'alcanç d'un equip ve dau per l'atenuació màxima que és capaç de soportar sense perdre el servici. L'atenuació màxima soportada per un sistema vindrà donada per la potència màxima garantisada per la OLT (Optical Line Terminal) menys la potència mínima que és capaç de percebre la ONT (Optical Network Terminal). L'estàndart GPON definix diferents tipos de làsers (medits en dBm):

Sentit Descendent – Broadcast

Totes les senyes es transmeten a totes les ONTs (el splitter és un element passiu que simplement replica les senyes de l'entrada en totes les eixides). Cada ONT filtra les senyes rebudes (solament es queda en aquells que van dirigits cap a ell). Té el problema de que l'operador/usuari pot voler confidencialitat de les senyes, la qual cosa se soluciona per mig de sifrat de les senyes.

Sentit Ascendent – TDMA

S'utilisa tecnologia conceptualment similar a TDMA (Clave Division Multiple Access). La OLT controla el canal ascendent, assignant finestres de temps a les ONT. Es requerix un control d'accés al mig per a evitar colisions i per a distribuir l'ample de banda entre els usuaris.

En ser el splitter òptic un element passiu, és necessària la perfecta sincronisació dels paquets ascendents que li apleguen, per a que siga capaç de formar la trama GPON. És per això necessari que la OLT conega la distància a la que estan les ONTs per a tindre en conte el retardo.

Identificació d'Usuaris

Tots els elements situats entre OLT i ONT (fibra òptica, splitters, repartidors i conectors) són elements passius, que no requerixen alimentació elèctrica pero no "responen" tampoc. Açò implica que la OLT necessita un mecanisme que li permeta identificar a cada u dels usuaris que té conectats a una mateixa fibra. Per a això s'ha creat un element denominat número de série de ONT^{cita requerida}, que deu estar configurat tant en la OLT com en la ONT. La OLT deu tindre un registre dels números de série de ONT de tots els usuaris i a quin port pertanyen (de quina fibra pengen).

El número de série està compost per 8 bytes (64 bits). Els primers 4 bytes identifiquen al fabricant i els 4 següents a la ONT pròpiament dita.

Per a que siga més manejable, se sol convertir el número a ASCII (8 caràcters ASCII) o a hexadecimal (16 caràcters hexadecimals).

Configuració Remota de les ONT

U dels principals problemes que s'ha intentat resoldre en la tecnologia GPON ha segut el conseguir gestió remota de l'equipament d'usuari, ya que cada visita a casa del client supon un elevat cost econòmic. Açò permet reduir els costs operatius.

Per a això, dins de la norma GPON s'ha desenrollat un protocol denominat OMCI (ONT Management and Control Interface) segons la recomanació G.984.4 de l'ITU-T. Este protocol permet la configuració remota de les ONTs. Per a cada ONT s'establix un canal de gestió entre OLT i ONT. Inclou gestió, rendiment, monitorisació d'alarmes, fallos i prestacions. El protocol OMCI és un dels aspectes fonamentals per a garantisar la interoperabilidad entre fabricants. Hi ha diversos mecanismes de transmissió de l'informació OMCI.

Protocols d'Enllaç

La norma GPON contempla dos possibilitats referents als protocols d'enllaç que es poden utilisar:

• ATM: és l'utilisat per APON i BPON, per lo que és una solució continuista.
• GEM (GPON Encapsulation Method): es tracta d'un nou protocol definit per la G.984s para en GPON.

A pesar d'existir les dos possibilitats, els fabricants s'han decantat per implementar solament la solució GEM. La pila de protocols quedaria de la següent manera: Ethernet sobre GEM, i este sobre TDM/TDMA

Implementació Multicast

Artícul principal → Multicast.

GPON és una tecnologia punt a multipunto, en el que tots els usuaris reben la mateixa informació, pero solament es queden en la que està dirigida a ells. Si dos usuaris demanen el mateix canal de televisió, ¿per a qué vaig a enviar-ho dos voltes si els usuaris reben tota l'informació?

Multicast és un protocol de ret utilisat per a la difusió de televisió, degut a que optimisa els fluix de senyes a través de la ret. No confondre en el servici de video baix demanda. Este protocol, està integrat en les ONTs, OLT i decodificadores.

L'estàndart GPON s'ha dissenyat per a que una part de la trama GPON estiga dedicada al tràfic multicast, de tal manera que siga accessible per tots els usuaris. Esta és la manera de conseguir enviar una sola còpia de cada canal independentment dels usuaris que l'estiguen solicitant.

Vore també

• Terminal de ret òptica
• 10G-PON