Ethernet Passive Optical Network (EPON) adalah PON merangkum data dengan Ethernet dan dapat menawarkan kapasitas 1 Gbps hingga 10 Gbps. EPON mengikuti arsitektur asli PON. Di sini, DTE terhubung ke batang pohon dan disebut sebagai Optical Line Terminal (OLT) seperti yang ditunjukkan pada ilustrasi berikut.

Jaringan Optik Pasif Ethernet

Biasanya terletak di penyedia layanan, dan cabang-cabang DTE yang terhubung dari pohon disebut Unit Jaringan Optik (ONU), yang terletak di lokasi pelanggan. Sinyal dari OLT melewati splitter pasif untuk mencapai ONU dan sebaliknya.

Ethernet di Mil Pertama

Proses standardisasi dimulai ketika kelompok studi baru yang disebut Ethernet in the First Mile (EFM) didirikan pada November 2000, dengan tujuan utama studi serat Ethernet point-to-multipoint (P2MP) dengan tembaga Ethernet. Serat Ethernet over point-to-point (P2P) dan melalui mekanisme operasi jaringan, Administrasi dan Pemeliharaan (OAM) untuk memfasilitasi operasi jaringan dan pemecahan masalah. Kelompok kerja EFM mengakhiri proses normalisasi dengan ratifikasi IEEE Std 802.3ah pada Juni 2004.

Sebuah produk oleh EFM (Ethernet di mil pertama). Teknologi PON berbasiskan Ethernet. Ini didasarkan pada standar Mayor – IEEE 802.3ah. Berdasarkan Multi-Point Control Protocol (MPCP), didefinisikan sebagai fungsi dalam sub-layer kontrol MAC, untuk mengontrol akses ke topologi P2MP.

Dasar dari protokol EPON / MPCP terletak pada sub-layer (P2P) emulasi sub-layer. Tingkat transmisinya → symmetric 1.25G; jarak : 10 KM / 20 KM; rasio splitter :> 1:32. EFM menunjukkan banyak keunggulan EPON berdasarkan Ethernet sebagai teknologi inti, termasuk kematangan protokol, teknologi sederhana, fleksibilitas ekstensi, dan berorientasi pengguna.

Sistem EPON tidak memilih perangkat keras ATM mahal dan peralatan SONET, membuatnya kompatibel dengan jaringan Ethernet yang ada. Ini menyederhanakan struktur sistem, mengurangi biaya, dan menjadikannya fleksibel untuk ditingkatkan. Vender peralatan fokus pada mengoptimalkan fungsi dan kepraktisan.

Sistem ATM BPON

Sistem berbasis BPON ATM telah terbukti sangat tidak efisien, karena sebagian besar lalu lintas di jaringan akses terdiri dari IP Frame besar dan ukuran variabel. Ini telah menciptakan peluang untuk pengembangan EPON murni berbasis Ethernet, kata sandi GigE menikmati QoS, dan integrasi hemat biaya dengan peralatan Ethernet lainnya yang muncul. Ethernet telah terbukti dari waktu ke waktu menjadi pengangkut yang ideal untuk lalu lintas IP.

Dengan demikian, standar IEEE 802.3ah 802.3 menginstruksikan kelompok kerja “Ethernet di First Mile” dengan pengembangan standar untuk jaringan akses point-to-point dan point-to-multipoint, yang terakhir menunjukkan Ethernet PON. EPON saat ini merupakan bagian dari standar Ethernet.

Pengembangan Jaringan Optik Pasif (GPON) yaitu standar yang dilengkapi Gigabit (seri G.984) telah benar-benar dimulai setelah proposal anggota FSAN (Quantum Bridge, Al) untuk solusi PON ATM / Ethernet. Gbps, yang tidak tergantung pada protokol, tidak terlalu populer di dalam kelompok kerja IEEE 802.3ah. FSAN telah memutuskan untuk mengejar ini sebagai standar bersaing yang berbeda dengan ITU.

EPON dan GPON mengambil banyak dari G.983, standar BPON, ketika datang ke konsep umum yang bekerja dengan baik (mengoperasikan PON Optical Distribution Network (ODN), rencana panjang gelombang dan aplikasi). Mereka berdua menawarkan versi peningkatan mereka sendiri untuk mengakomodasi frame IP / Ethernet ukuran yang lebih baik dengan kecepatan variabel Gbps.

IEEE 802.3ah standar Ethernet menentukan jaringan akses dan juga dikenal sebagai Ethernet di First Mile. Bagian lima dari IEEE802.3ah membentuk IEEE Std 802.3 yang sesuai dengan definisi layanan dan elemen protokol. Hal ini memungkinkan pertukaran frame format IEEE 802.3 antara stasiun dalam jaringan akses pelanggan.

Konsep EPON

EFM telah memperkenalkan konsep EPON di mana topologi jaringan point-to-multipoint (P2MP) diimplementasikan dengan splitter optik pasif. Namun, serat point-to-point Ethernet menawarkan bandwidth tertinggi dengan biaya yang masuk akal. Ethernet Point-to-multipoint fiber menyediakan bandwidth yang relatif tinggi dengan biaya lebih rendah. Tujuan dari IEEE Std 802.3ah adalah untuk memperluas aplikasi Ethernet untuk memasukkan akses jaringan pelanggan untuk memberikan peningkatan kinerja yang signifikan sambil meminimalkan biaya peralatan untuk operasi dan pemeliharaan.

Kesimpulan dari standar EFM IEEE 802.3ah secara signifikan memperluas jangkauan dan jangkauan transportasi Ethernet untuk digunakan dalam jaringan akses dan metro. Standar ini memungkinkan penyedia layanan berbagai solusi fleksibel dan hemat biaya untuk penyediaan layanan Ethernet broadband dalam akses dan jaringan metro.

EFM mencakup sekumpulan teknologi yang berbeda dalam jenis media dan kecepatan pensinyalan – dirancang untuk digunakan dalam jaringan jenis atau beberapa media FSM serta berinteraksi dengan campuran 10/100/1000/10000 Mb / s jaringan Ethernet. Setiap topologi jaringan yang didefinisikan dalam IEEE 802.3 dapat digunakan di lokasi pelanggan dan kemudian dihubungkan ke jaringan akses pelanggan Ethernet. Teknologi EFM memungkinkan berbagai jenis topologi untuk mencapai fleksibilitas maksimum.

IEEE Std 802.3ah

IEEE Std 802.3ah termasuk spesifikasi untuk jaringan akses Ethernet pelanggan dan IEEE Std 802.3ah EPON mendukung tingkat nominal sekitar 1 Gb / dtk (dapat diperluas hingga 10 Gb / dtk) untuk setiap saluran. Ini didefinisikan oleh dua panjang gelombang: panjang gelombang hilir dan satu untuk arah hulu bersama antara perangkat pengguna.

EFM mendukung tautan dupleks penuh, sehingga Kontrol Akses Media (MAC) dupleks penuh yang disederhanakan dapat ditentukan. Arsitektur Ethernet membagi lapisan fisik dalam Physical Medium Dependent (PMD), Physical Medium Attachment (PMA), dan Physical Coding Sublayer (PCS).

EPON mengimplementasikan topologi jaringan P2MP dengan ekstensi yang sesuai untuk lapisan bawah dan rekonsiliasi kontrol sublayer MAC, dan serat optik di bawah lapisan fisik sedang (PMD) untuk mendukung topologi ini.

Lapisan fisik

Untuk topologi P2MP, EFM memperkenalkan keluarga sistem pensinyalan untuk lapisan fisik yang diturunkan dari 1000BASE-X. Namun, itu termasuk ekstensi RS, PCS, dan PMA, dengan kapasitas opsional koreksi kesalahan maju (FEC). 1000BASE-X PCS dan sublayers PMA memetakan karakteristik antarmuka. Sublapisan PMD (termasuk MDI) layanan yang diharapkan oleh rekonsiliasi lapisan bawah. 1000BASE-X dapat diperluas untuk mendukung media dupleks penuh lainnya – hanya membutuhkan lingkungan yang konsisten dengan tingkat PMD.

Medium Load Interface (MDI)

Ini adalah antarmuka antara PMD dan media fisik. Ini menggambarkan sinyal, media fisik, dan antarmuka mekanik dan listrik.

Ketergantungan Sedang Fisik (PMD)

PMD bertanggung jawab untuk antarmuka ke media transmisi. PMD menghasilkan sinyal listrik atau optik tergantung pada sifat media fisik yang terhubung. Koneksi 1000BASE-X melalui PON hingga setidaknya 10 kilometer dan 20 kilometer (undercoat 1000BASE-PX10 dan 1000BASE-PX20 PMD) menyediakan P2MP.

Dalam PON Ethernet, akhiran D dan U menunjukkan PMD di setiap ujung tautan, yang mentransmisikan dalam arah ini dan menerima dalam arah yang berlawanan, yaitu, PMD hilir tunggal diidentifikasi sebagai 1000BASE-PX10-D dan hulu 1000BASE-PX10 U PMD. Serat yang sama digunakan secara bersamaan di kedua arah.

1000BASE-PX-U PMD atau 1000BASE-PX-D PMD terhubung ke PMA 1000BASE-X yang sesuai dan untuk mendukung melalui MDI. PMD secara opsional dikombinasikan dengan fitur manajemen yang dapat diakses melalui antarmuka manajemen. Untuk memungkinkan kemungkinan peningkatan dalam kasus 10 km atau 20 km Pons, baik 1000BASE-PX20-D 1000BASE-PX10 PMD dan PMDU dapat dioperasikan satu sama lain.

Physical Medium Attachment (PMA)

PMA mencakup fungsi transmisi, penerimaan, pemulihan jam, dan penyelarasan. PMA menyediakan jalan tengah independen untuk PCS untuk mendukung penggunaan serangkaian seri media fisik berorientasi bit. Sublayer dari pengkodean fisik (PCS) terdiri dari fungsi bit kodifikasi. Antarmuka PCS adalah Gigabit media independent interface (GMII), yang menyediakan antarmuka yang seragam untuk sublapisan Rekonsiliasi untuk semua implementasi PHY 1000 Mb / s.

adsbygoogle || []).push({});

Gigabit Media Independent Interface (GMII)

Antarmuka GMII mengacu pada antarmuka antara lapisan MAC Gigabit dan lapisan fisik. Ini memungkinkan beberapa DTE dicampur dengan berbagai implementasi dari lapisan fisik kecepatan gigabit. Interface Layanan PCS memungkinkan PCS 1000BASE-X untuk mentransfer informasi ke dan dari pelanggan PCS. Pelanggan PCS termasuk MAC (melalui lapisan bawah rekonsiliasi) dan pengulang. Antarmuka PCS didefinisikan secara tepat sebagai Gigabit Media Independent Interface (GMII).

Sublayer Rekonsiliasi (RS) memastikan kecocokan sinyal GMII yang mendefinisikan media kontrol akses layanan. GMII dan RS digunakan untuk menyediakan media independen sehingga pengontrol akses media yang identik dapat digunakan dengan semua jenis tembaga dan PHY optik.

Lapisan Tautan Data (Kontrol MAC Multipoint)

Protokol kontrol MAC ditentukan untuk mendukung dan fungsi-fungsi baru untuk diimplementasikan dan ditambahkan ke standar pada saat yang sama. Ini adalah kasus protokol kontrol multi-point (MPCP). Protokol manajemen untuk P2MP adalah salah satu fungsi yang didefinisikan oleh Protokol Kontrol Multi-Titik.

Fungsi kontrol MAC multipoint diimplementasikan untuk mengakses perangkat pelanggan yang berisi perangkat lapisan fisik menunjuk ke multipoint. Secara umum, yurisdiksi emulasi MAC menyediakan layanan point-to-point antara OLT dan ONU, tetapi contoh tambahan sekarang disertakan dengan tujuan komunikasi untuk semua ONU pada suatu waktu.

MPCP (Protokol Kontrol Multi Titik)

MPCP sangat fleksibel, mudah diimplementasikan. MPCP menggunakan lima jenis pesan (masing-masing pesan adalah bingkai Kontrol MAC) dan ONU / ONT melaporkan beberapa batas paket, OLT memberikan pada batas paket – tanpa overhead penggambaran.

MPCP menunjukkan sistem antara OLT dan ONU yang terkait dengan bagian PON Point-to-Multi-Point (P2MP) untuk memungkinkan transmisi informasi yang produktif dalam pos UPSTREAM.

MPCP melakukan fungsi-fungsi berikut –

  • MPCP mengontrol proses Penemuan Otomatis.
  • Timeslot / Bandwidth assignment ke ONTs.
  • Referensi Waktu disediakan untuk menyinkronkan ONT.

MPCP telah memperkenalkan lima pesan kontrol MAC baru –

  • Gerbang, Laporkan
  • REQ terdaftar
  • Daftar
  • ACK terdaftar
  • Penemuan Otomatis

Ringkasan Urutan Penemuan Pesan

Ilustrasi berikut menggambarkan Ringkasan Urutan Penemuan Pesan.

Ringkasan Urutan Penemuan Pesan

DBA EPON

Dalam EPON, komunikasi antara OLT dan ONY dianggap sebagai downstream, OLT menyiarkan data downstream ke arah ONT menggunakan seluruh bandwidth dan pada ujung lainnya ONT menerima ketenaran menggunakan informasi yang tersedia di Ethernet Frames. Hulu dari ONT ke OLT menggunakan komunikasi saluran tunggal, berarti satu saluran akan digunakan oleh beberapa ONT, yang berarti tumbukan data.

Untuk menghindari masalah ini, diperlukan skema alokasi bandwidth yang efektif, yang dapat menetapkan sumber daya secara merata untuk ONT sekaligus menjamin QoS, skema ini dikenal sebagai algoritma Dynamic Bandwidth Allocation (DBA). DBA menggunakan laporan dan pesan gerbang untuk membangun jadwal transmisi untuk disampaikan kepada ONT.

Karakteristik DBA

Fitur penting dari EPON adalah untuk menyediakan layanan yang berbeda dengan QoS optimal dan alokasi bandwidth yang efektif menggunakan alokasi DBA yang berbeda untuk memenuhi permintaan aplikasi saat ini dan masa depan.

Saat ini, berikut adalah dua jenis algoritma DBA yang tersedia untuk EPON –

  • Yang pertama adalah untuk mengakomodasi fluktuasi lalu lintas.
  • Yang kedua adalah menyediakan QoS untuk berbagai jenis lalu lintas.

Karakteristik lainnya adalah untuk menghindari Collision Frame, Manajemen Lalu Lintas Waktu Nyata melalui QoS dan Manajemen Bandwidth untuk setiap Pelanggan bersama dengan Penurunan Penundaan pada Lalu Lintas Prioritas Rendah.

Format Bingkai EPON

Operasi EPON didasarkan pada MAC Ethernet dan frame EPON didasarkan pada frame GbE, tetapi ekstensi diperlukan –

  • Klausul 64 – PDU Protokol Kontrol Multi-Titik. Ini adalah protokol kontrol yang menerapkan logika yang diperlukan.
  • Klausul 65 – Emulasi point-to-point (rekonsiliasi). Ini membuat EPON tampak seperti tautan point-to-point dan EPON MACs memiliki beberapa kendala khusus.
  • Alih-alih CSMA / CD, mereka mengirimkan ketika diberikan.
  • Waktu melalui tumpukan MAC harus konstan (durasi ± 16-bit).
  • Waktu setempat yang akurat harus dipertahankan.

Header EPON

Standard Ethernet dimulai dengan pembukaan 8B yang pada dasarnya bebas konten –

  • 7B dari bolak-balik dan nol 10101010
  • 1B dari SFD 10101011

Untuk menyembunyikan header PON baru, EPON akan menimpa beberapa byte preamble.

Bidang LLID berisi faktor-faktor berikut –

MODE (1b) –

  • Selalu 0 untuk ONU
  • 0 untuk OLT unicast, 1 untuk OLT multicast / broadcast

ID Tautan Logis Aktual (15b) –

  • Mengidentifikasi ONU yang terdaftar
  • 7FFF untuk disiarkan

CRC melindungi dari SLD (byte 3) hingga LLID (byte 7).

Header EPON

Keamanan

Lalu lintas hilir menyiarkan semua ONU, sehingga menjadi mudah bagi pengguna jahat untuk memprogram ulang ONU dan menangkap frame yang diinginkan.

Lalu lintas hulu belum terkena ONU lain, jadi enkripsi tidak diperlukan. Jangan mempertimbangkan penyadap serat karena EPON tidak menyediakan metode enkripsi standar apa pun, tetapi –

  • Dapat melengkapi dengan IPsec atau MACsec dan
  • Banyak vendor telah menambahkan mekanisme berbasis AES.

BPON menggunakan mekanisme yang disebut churning – Churning adalah solusi perangkat keras berbiaya rendah (kunci 24b) dengan beberapa kelemahan keamanan, seperti –

  • Mesinnya linear – serangan teks-dikenal sederhana.
  • Kunci 24b ternyata dapat diturunkan dalam 512 percobaan.

Karenanya, G.983.3 menambahkan dukungan AES, yang sekarang digunakan di GPON.

QoS – EPON

Banyak aplikasi PON membutuhkan QoS tinggi (misalnya IPTV) dan EPON meninggalkan QoS ke lapisan yang lebih tinggi seperti –

  • Tag VLAN.
  • P bit atau DiffServ DSCP.

Selain itu, ada perbedaan penting antara LLID dan Port-ID –

  • Selalu ada 1 LLID per ONU.
  • Ada 1 Port-ID per port input – mungkin ada banyak per ONU.
  • Ini membuat QoS berbasis port mudah diimplementasikan pada layer PON.

EPON vs GPON

Tabel berikut mengilustrasikan fitur perbandingan EPON dan GPON –

GPON (ITU-T G.984)EPON (IEEE 802.3ah)
Downlink / Uplink2.5G / 1.25G1.25G / 1.25G
Anggaran Tautan OptikKelas B +: 28dB; Kelas C: 30dBPX20: 24dB
Rasio perpecahan1:64 -> 1: 1281:32
Bandwidth downlink yang sebenarnya2200 ~ 2300Mbps 92%980Mbps 72%
Bandwidth Uplink yang sebenarnya1110Mbps950Mbps
OAMFungsi OMCI lengkap + PLOAM + embed OAMFungsi OAM fleksibel dan sederhana
Layanan TDM & fungsi jam tersinkronisasiTDM asli, CESoPCESoP
Upgradeabilitas10G2.5G / 10G
QoSJadwal DBA berisi T-CONT, PORTID; memperbaiki bandwidth / bandwidth jaminan / bandwidth tidak-jaminan / bandwidth upaya terbaikMendukung DBA, QoS didukung oleh LLID dan VLAN
Biaya10% ~ 20% lebih tinggi dari biaya EPON saat ini, dan harga yang hampir sama dalam volume besar

Gambar berikut menunjukkan struktur EPON dan GPON yang berbeda –

EPON vs GPON

AddThis Sharing ButtonsShare to FacebookShare to TwitterShare to LinkedInShare to Pinterest

Artikel yang Direkomendasikan

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Open chat
hii Selamat Datang Di Menara Tower !!!