GPON technológie v portfóliu Cisco Systems

Rastislav Fukas

Systems Engineer

rastislav.fukas@alef.com

GPON technológie sú atraktívnou alternatívou aktívneho ethernetu. Spoločnosť Cisco Systems ich preto zaradila do svojho portfólia prístupových technológií. PON produkty nachádzajú svoje uplatnenie nielen v ISP prostredí, ale čoraz viac aj v Enterprise prostredí a tieto technológie  poskytujú atraktívnu alternatívu voči iným existujúcim riešeniam.

Nové riešenie od Cisco

Carier Ethernet je považovaný ako základný stavebný prvok Cisco infraštruktúry pre poskytovanie triple-play služieb koncovým zákazníkom. Znižovaním ceny optických vlákien sa služby FTTx  stávajú stále dostupnejšími, preto ich mnohí ISP už majú v portfóliu nielen pre biznis zákazníkov aj pre domácich používateľov.

Cisco ako líder v oblasti sieťových technológií má vo svojom portfóliu aj riešenie pre pasívne optické siete (PON), ktoré si popri aktívnom ethernete, xDSL a DOCSIS technológiám, nachádzajú svoje miesto aj na slovenskom trhu. PON technológie sú často označované  ako pasívne, pretože na distribúciu optického signálu z OLT (Optical Line Terminal) do ONT (Optical Network Terminal) sa využívajú iba pasívne prvky (optické vlákna a optické splitre)

Jedným z riešení je Gigabit PON (GPON) na základe štandardov ITU-T G.984.x, ktoré ponúka prenosové rýchlosti 2.5 Gbps  v donwstream smere a 1.25 Gbps v upstream smere. Využitím rôznych vlnových dĺžok pre downstream a upstream je možné poskytovať fullduplex pripojenie na jednom optickom vlákne, čím dochádza k úspore optických vlákien pri výstavbe prístupovej infraštruktúry. 

GPON topológia

OLT je aktívny prvok v sieti, ktorý zabezpečuje rozhranie medzi distribučnou vrstvou ISP a samotnou GPON sieťou. Úlohou splitra je rozvetviť signál z jedného optického vlákna privedeného z OLT do budovy, alebo na hranicu pozemku, na viacero optických vlákien, ktoré potom vedú k ONT, čo prináša ďalšiu úsporu optických vlákien  v prístupovej vrstve. Počet vetvení (splitovací pomer) splitra závisí od počtu zákazníkov, požiadaviek na prenosovú rýchlosť a tiež od vzdialenosti medzi ONT a OLT.

ONT je ukončovací prvok GPON siete, ktorý poskytuje pre koncového používateľa štandardné ethernet rozhranie.

Splitter

Úloha splittrov

Splitre tým, že sú pasívne  a prakticky bezporuchové, majú nulovú spotrebu, čo ocenia najmä ISP. Z princípu pasívneho splitra ale vyplýva, že dáta z OLT portu v downstream smere sú distribuované pre všetky pripojené ONT. Aby dáta určené pre konkrétneho zákazníka neboli čitateľné pre ostatných príjemcov, je potrebné ich kryptovať. Každé ONT má preto pridelený jedinečný kľúč, ktorý sa v čase dynamicky mení. Na enkrypciu sa používa symetrická šifra AES. Ostatné dáta, ktoré nie sú šifrované (napr. IPTV), sú vďaka natívnej broadcast povahe PON siete doručené všetkým príjemcom, V upstream smere, je posielanie dát riadené z OLT pomocou TDMA (Time Division Multiple Access) technológie, aby nedochádzalo ku kolízii pri posielaní dát viacerými účastníkmi v rovnakom čase.

Broadcast mode

 

TDMA mode (US)

Technológia si rozumie aj s inými výrobcami

Správu ONT zabezpečuje OMCI (ONT management and control interface) rozhranie, ktoré je definované štandardom ITU-T G.988.x. Vďaka tomu je možné z jedného OLT spravovať všetky k nemu pripojené ONT, dokonca aj ONT od iných výrobcov, ktorí tento štandard podporujú. V prípade väčšieho počtu OLT a ONT je možné použiť centralizovaný manažment, ktorý umožňuje koordinovanú konfiguráciu, aktualizáciu a dohľad prevádzkovaných OLT a ONT.

Management PON

Vyššia rýchlosť internetu i s pôvodnou technológiou

Vývoj PON technológií neostáva iba pri GPON. Už tento rok bude v Cisco portfóliu dostupná verzia kariet do existujúcich OLT s podporou XG-PON1 (ITU-T G.987.x) s rýchlosťou 10Gbps/2.5Gbps DS/US a NG-PON2 s rýchlosťou 4x10Gbps/4x2.5Gbps DS/US (ITU-T G.989.x). Výhoda týchto riešení je, že dokážu koexistovať s aktuálnou GPON technológiou čo umožní poskytovateľom služieb postupne navyšovať rýchlosti pre náročnejších zákazníkov so zachovaním pôvodnej technológie pre existujúcich zákazníkov.

Cisco okrem toho umožňuje aj koexistenciu a distribúciu RF Video signálu pre zákazníkov, ktorým postačujú služby štandardnej digitálnej televízie.

Koexistencia GPON XG-PON1 NG-PON2 a RF Video signálu

PON produkty nachádzajú svoje uplatnenie nielen v ISP prostredí, ale čoraz viac aj v Enterprise prostredí a tieto technológie  poskytujú atraktívnu alternatívu voči iným existujúcim riešeniam.