10G-ЭПОН
Стандарт пассивной оптической сети Ethernet 10 Гбит/с , более известный как 10G-EPON, позволяет подключаться к компьютерным сетям через инфраструктуру поставщика телекоммуникационных услуг. Стандарт поддерживает две конфигурации: симметричную , работающую со скоростью передачи данных 10 Гбит/с в обоих направлениях, и асимметричную , работающую со скоростью 10 Гбит/с в нисходящем направлении (поставщик-клиент) и 1 Гбит/с в восходящем направлении. Он был ратифицирован как стандарт IEEE 802.3av в 2009 году. EPON — это тип пассивной оптической сети , которая представляет собой сеть «точка-многоточка», в которой используются пассивные оптоволоконные разветвители , а не устройства с питанием для разветвления от концентратора к клиентам.
Стандартизация [ править ]
Ethernet в первой миле Рабочая группа Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) комитета по стандартизации 802.3 опубликовала стандарты, которые включали вариант пассивной оптической сети (PON) в 2004 году. [1]
В марте 2006 года IEEE 802.3 объявил конкурс на участие в исследовательской группе Ethernet PON 10 Гбит/с. Согласно материалам CFI, создание исследовательской группы поддержали представители следующих компаний: [2] Advance/Newhouse Communications , Aeluros , Agilent , Allied Telesyn , Alloptic , Ample Communications , Astar-ODSM , Broadcom , Centillium Communications , China Netcom , China Telecom , Chunghwa Telecom , Cisco Systems , ClariPhy Communications , Conexant Systems , Corecess , Corning , Delta Electronics , ETRI , Fiberxon , FOTEK Optoelectronics , ImmenStar , Infinera , ITRI , KDDI R&D Labs., K-Opticom , Korea Telecom , NEC , OpNext , Picolight , Quake Technologies , Salira Systems , Samsung Electronics , Softbank BB, Teknovus , Teranetics , Texas Instruments , Telecom Malaysia , TranSwitch , UNH-IOL , UTStarcom , Vitesse .
К сентябрю 2006 года IEEE 802.3 сформировал 802.3av 10G-EPON. рабочую группу [3] подготовить проект стандарта. В сентябре 2009 года пленарное заседание IEEE 802 ратифицировало поправку к 802.3, чтобы опубликовать поправку 802.3av в качестве стандарта IEEE Std 802.3av-2009. [4]
Основные вехи:
| Дата | Веха |
|---|---|
| сентябрь 2006 г. | Рабочая группа по IEEE 802.3av была сформирована и встретилась в Ноксвилле, штат Теннесси . |
| декабрь 2007 г. | Выпущен проект D1.0. |
| июль 2008 г. | Выпущен проект D2.0. Началось голосование в рабочих группах. |
| ноябрь 2008 г. | Крайняя дата последнего технического изменения |
| январь 2009 г. | Выпущен проект D3.0. Начался выбор спонсоров. |
| сентябрь 2009 г. | Стандарт одобрен. |
Работу над 10G-EPON продолжила рабочая группа IEEE P802.3bk Extended EPON . [5] сформирована в марте 2012 года. Основные цели этой целевой группы включали добавление поддержки бюджетных классов мощности PX30, PX40, PRX40 и PR40 как в 1G-EPON, так и в 10G-EPON. Поправка 802.3bk была одобрена IEEE-SA SB в августе 2013 года и вскоре после этого опубликована как стандарт IEEE Std 802.3bk-2013. [6] 4 июня 2020 года IEEE одобрил стандарт IEEE 802.3ca, который допускает симметричную или асимметричную работу со скоростями входящего потока 25 Гбит/с или 50 Гбит/с и скоростью восходящего потока 10 Гбит/с, 25 Гбит/с или 50 Гбит/с. Гбит/с при тех же бюджетах деления мощности на расстояние. [7] [8]
Архитектура [ править ]
Симметричный (10/10G-EPON) [ править ]
Симметричная скорость 10/10G-EPON поддерживает каналы передачи и приема данных со скоростью 10 Гбит/с. Основной движущей силой внедрения 10/10G-EPON было обеспечение достаточной пропускной способности в нисходящем и восходящем направлениях для поддержки клиентов многоквартирных жилых домов (известных в стандарте как многоквартирные дома или MDU). При развертывании в конфигурации MDU к одному оптическому сетевому модулю EPON (ONU) можно подключить до тысячи абонентов.
10/10G-EPON использует ряд функций, общих для других стандартов Ethernet «точка-точка». Например, такие функции, как линейное кодирование 64B/66B , самосинхронизирующийся скремблер или редуктор, также используются в оптоволоконных типах каналов 10 Gigabit Ethernet .
Асимметричный (10/1G-EPON) [ править ]
Асимметричный вариант 10/1G-EPON кажется менее сложным, чем симметричный вариант, поскольку эта спецификация основана на достаточно зрелых технологиях. Восходящая передача идентична передаче 1G-EPON (как указано в стандарте IEEE 802.3ah) с использованием развернутых оптических приемопередатчиков пакетного режима. Нисходящая передача, в которой используется непрерывная оптика, будет зависеть от зрелости устройств Ethernet «точка-точка» со скоростью 10 Гбит/с.
Эффективность [ править ]
Как и все сети EPON, 10G-EPON передает данные пакетами переменной длины до 1518 байт, как указано в стандарте IEEE 802.3. Эти пакеты переменной длины лучше подходят для IP-трафика, чем 53-байтовые ячейки фиксированной длины, используемые в других пассивных оптических сетях, таких как GPON . Это может значительно снизить накладные расходы 10G-EPON по сравнению с другими системами. Типичные издержки 10G-EPON составляют примерно 7,42%. Типичные накладные расходы GPON составляют 13,22%. Такое высокое соотношение данных и служебных данных также обеспечивает высокую эффективность использования недорогих оптических компонентов. [9]
Бюджеты мощности [ править ]
802.3av определяет несколько бюджетов мощности, обозначаемых PR или PRX. Бюджет мощности PRX описывает PHY с асимметричной скоростью для PON, работающего со скоростью 10 Гбит/с в нисходящем направлении и 1 Гбит/с в восходящем направлении. Бюджет мощности PR описывает PHY с симметричной скоростью для PON, работающего со скоростью 10 Гбит/с в нисходящем направлении и 10 Гбит/с в восходящем направлении. Каждый бюджет мощности дополнительно идентифицируется числовым представлением своего класса, где значение 10 представляет бюджет низкой мощности, значение 20 представляет бюджет средней мощности, а значение 30 представляет бюджет высокой мощности. Проект стандарта 802.3av определяет следующие бюджеты мощности:
| Бюджет мощности | Скорость нисходящей линии (Гбит/с) | Скорость восходящей линии (Гбит/с) | Вносимая потеря канала (дБ) | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| PRX10 | 10.3125 | 1.25 | 20 | совместим с бюджетом мощности PX10, определенным для 1G-EPON стандартом 802.3ah |
| PRX20 | 10.3125 | 1.25 | 24 | совместим с бюджетом мощности PX20, определенным для 1G-EPON стандартом 802.3ah |
| ПРХ30 | 10.3125 | 1.25 | 29 | совместим с бюджетом мощности PX30, определенным для 1G-EPON стандартом 802.3bk |
| ПР10 | 10.3125 | 10.3125 | 20 | совместим с бюджетом мощности PX10, определенным для 1G-EPON стандартом 802.3ah |
| PR20 | 10.3125 | 10.3125 | 24 | совместим с бюджетом мощности PX20, определенным для 1G-EPON стандартом 802.3ah |
| ПР30 | 10.3125 | 10.3125 | 29 | совместим с бюджетом мощности PX30, определенным для 1G-EPON стандартом 802.3bk |
В стандарте 802.3bk добавлена поддержка нового класса мощности 10/10G-EPON и 10/1G-EPON для PMD PR или PRX соответственно, как показано ниже:
| Бюджет мощности | Скорость нисходящей линии (Гбит/с) | Скорость восходящей линии (Гбит/с) | Вносимая потеря канала (дБ) | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| PRX40 | 10.3125 | 1.25 | 33 | совместим с бюджетом мощности PX40, определенным для 1G-EPON стандартом 802.3bk |
| ПР40 | 10.3125 | 10.3125 | 33 | совместим с бюджетом мощности PX40, определенным для 1G-EPON стандартом 802.3bk |
Прямое исправление ошибок [ править ]
10G-EPON использует (FEC) на основе потоков, механизм прямого исправления ошибок основанный на Риде-Соломоне (255, 223) . FEC является обязательным для всех каналов, работающих со скоростью 10 Гбит/с, т. е. как нисходящих, так и восходящих каналов в симметричном EPON 10 Гбит/с и нисходящего канала в асимметричном EPON 10/1 Гбит/с. Восходящий канал в асимметричном EPON такой же, как и в EPON 1 Гбит/с, дополнительном FEC на основе кадров с использованием Рида-Соломона (255, 239).
Полезная полоса пропускания [ править ]
10G-EPON использует линейное кодирование 64B/66B , поэтому накладные расходы на кодирование составляют всего 3,125% по сравнению с 25% накладными расходами на кодирование, которые имеет 1G-EPON из-за использования кодирования 8b/10b .Полезная полоса пропускания в 10G-EPON составляет 10 Гбит/с из исходной пропускной способности 10,3125 Гбит/с.
Обратная совместимость [ править ]
Стандарт 10G-EPON определяет новый физический уровень, сохраняя MAC, MAC Control и все вышеперечисленные уровни неизменными в максимально возможной степени. Это означает, что пользователи 10G-EPON могут рассчитывать на обратную совместимость системы управления сетью (NMS), системы операций, администрирования и обслуживания уровня PON (OAM), DBA и планирования и так далее.
Сосуществование с 1G-EPON [ править ]
В стандарте 802.3av особое внимание уделяется обеспечению одновременной работы систем EPON 1 Гбит/с и 10 Гбит/с на одном и том же внешнем объекте. В нисходящем направлении каналы 1 Гбит/с и 10 Гбит/с разделены в области длин волн, при этом передача 1 Гбит/с ограничена диапазоном 1480–1500 нм, а передача 10 Гбит/с – диапазоном 1575–1580 нм.
В восходящем направлении полосы 1 Гбит/с и 10 Гбит/с перекрываются. Полоса 1 Гбит/с простирается от 1260 до 1360 нм; Полоса 10 Гбит/с использует диапазон от 1260 до 1280 нм. Это позволяет обоим восходящим каналам совместно использовать область спектра, характеризующуюся низкой хроматической дисперсией, но требует разделения каналов 1 Гбит/с и 10 Гбит/с во временной области. Поскольку пакетные передачи от разных ONU теперь могут иметь разную скорость передачи данных, этот метод называется двухскоростным TDMA .
Различные реализации OLT могут поддерживать передачу со скоростью 1 Гбит/с и 10 Гбит/с только в нисходящем направлении, только в восходящем направлении или как в нисходящем, так и в восходящем направлении. В следующей таблице показано, какие типы ONU одновременно поддерживаются различными реализациями OLT:
| Внедрение ОЛТ | Поддерживаемые типы ONU |
|---|---|
| Вниз по течению: две длины волны Upstream: единая ставка | (1) 1G-EPON ОНУ (2) 10/1G-EPON ОНУ |
| Нисходящий поток: одна длина волны Восходящий поток: двойной тариф | (1) 10/10G-EPON ВКЛ. (2) 10/1G-EPON ОНУ |
| Вниз по течению: две длины волны Восходящий поток: двойной тариф | (1) 1G-EPON ОНУ (2) 10/1G-EPON ОНУ (3) 10/10G-EPON ОНУ |
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ «IEEE P802.3ah Ethernet в оперативной группе первой мили» . официальный веб-сайт . Комитет по стандартам IEEE 802 LAN/MAN. Архивировано из оригинала 17 июля 2011 года . Проверено 28 августа 2011 г.
- ^ PHY 10 Гбит / с для EPON - презентация для приглашения
- ^ «Пассивная оптическая сеть Ethernet 10 Гбит/с: Рабочая группа IEEE P802.3av» . официальный веб-сайт . 14 октября 2009 г. Архивировано из оригинала 6 июня 2011 г. Проверено 7 мая 2011 г.
- ^ IEEE Std 802.3av-2009, Стандарт IEEE для Ethernet – Поправка 1: Спецификации физического уровня и параметры управления для пассивных оптических сетей 10 Гбит/с . IEEE. 2009.
- ^ «Расширенная рабочая группа EPON IEEE P802.3bk» .
- ^ IEEE Std 802.3bk-2013, Стандарт IEEE для Ethernet – Поправка 1: Спецификации физического уровня и параметры управления для расширенных пассивных оптических сетей Ethernet . IEEE. 2013.
- ^ «IEEE 802.3ca-2020 — Стандарт IEEE для Ethernet, поправка 9» . IEEE. 3 июля 2020 г.
- ^ Ниттл, Кертис (23 июля 2020 г.). «Стандарт 25G/50G-EPON пересекает финишную черту – улучшение развертывания оптоволокна как часть платформы 10G компании Cable» . Кабельные лаборатории.
- ^ «Что такое ЭПОН?» . Проектирование и проверка новой волны .
Внешние ссылки [ править ]
- «Обзор статуса, требований и приложений EPON 10 Гбит/с» (PDF) . Ethernet Альянс. Май 2009 года . Проверено 7 мая 2011 г.
Ethernet Семейство локальных сетей технологий | |
|---|---|
| Скорости | |
| Общий | |
| Организации | |
| СМИ | |
| Исторический | |
| Приложения | |
| Трансиверы | |
| Интерфейсы | |
