O que é uma ONU XPON (modo duplo EPON/GPON)?

Na rede de acesso, a Rede Óptica Passiva (PON) é o melhor meio de transmissão para realizar o triple-play e resolver a “última milha” da autoestrada da informação. EPON e GPON são os padrões de rede de acesso mais predominantes e maduros na rede PON. EPON, uma tecnologia de acesso banda larga principal baseada no padrão IEEE 802.3ah, realiza o acesso integrado de serviços de dados, voz e vídeo através de um único sistema de acesso óptico, sendo econômica. Quanto ao GPON (Rede Óptica Passiva Gigabit), é a mais recente geração de tecnologia de acesso banda larga baseada no padrão ITU-T G.984.x. O GPON é considerado pela maioria das operadoras como a tecnologia ideal para realizar a transformação integrada e de banda larga dos serviços da rede de acesso devido à sua alta largura de banda, alta eficiência, cobertura extensa, interface de usuário rica, entre outros. Portanto, os fabricantes de equipamentos de comunicações desenvolveram produtos compatíveis tanto com os padrões EPON quanto GPON, comumente conhecidos como xPON.

1. Visão geral da ONU xPON

É bem conhecido que o sistema de rede óptica passiva é composto por um terminal de linha óptica (OLT), uma rede de distribuição óptica (ODN) e uma unidade de rede óptica (ONU). A ONU xPON é uma unidade de rede óptica que suporta tanto o padrão EPON IEEE 802.3ah quanto o padrão GPON ITU-T G.984.x, o que significa que pode ser usada em redes EPON e GPON. A ONU xPON também pode alternar automaticamente entre o modo EPON ou GPON.

2. Tecnologia da ONU xPON

2.1 Software

Inicialmente, dois conceitos de PLOAM e MPCP são apresentados.

No GPON, o canal OAM da camada física (PLOAM) deve ser estabelecido pela ONU e pela OLT antes que a ONU queira se registrar na OLT (denominada fase de registro). O canal PLOAM é um sistema de informação formatado transportado pelo GTC lock na localização designada. Ele é usado para transmitir outras informações de gerenciamento PMD (Dependente do Meio Físico) e GTC (Convergência de Transmissão GPON) que não são enviadas pelo canal OAM embutido. O canal OMCI é usado para gerenciar a definição de negócios da camada superior GTC. O GTC deve fornecer uma interface de transporte para o OMCI. Um canal opcional, incluindo a definição do ID do protocolo de transporte (Port-ID), é oferecido pelo GTC de acordo com a configuração do dispositivo.

No EPON, a ONU e a OLT devem estabelecer um mecanismo de controle MPCP se a ONU quiser se registrar na OLT (denominada fase de registro). O MPCP (Protocolo de Controle Multiponto) é o protocolo da subcamada de controle MAC do EPON. O MPCP define o mecanismo de controle entre a OLT e a ONU para coordenar o envio e recebimento eficaz de dados.

A construção do canal PLOAM no GPON e o mecanismo de controle MPCP no EPON são ambos chamados de fase de registro.

A ONU xPON terá um processo especial embutido para detectar o sinal óptico do downlink da OLT a fim de identificar se é modo GPON ou EPON, pois EPON e GPON têm mensagens e campos de protocolo de interação diferentes, que auxiliam na identificação da ONU na fase de registro. Se o resultado da identificação for inconsistente com o modo PON da ONU, a ONU será reiniciada automaticamente para alternar para o modo PON consistente com a rede atual.

2.2 Hardware

Normalmente, o módulo óptico da ONU é utilizado no equipamento ONU composto por driver de laser de modo burst, amplificador limitador de recepção, BOSA, MCU, circuito de reforço APD, etc.

Existem dois tipos de lasers no módulo ONU: FP e DFB.

Como o receptor recebe o sinal continuamente, ele precisa de um amplificador limitador especial para amplificar o sinal elétrico convertido do PD. APD-TIA e PIN-TIA são dois tipos de receptores.

De acordo com os requisitos de desempenho, o módulo óptico da ONU GPON requer DFB LD de 1310nm e receptor InGaAs Super-TIA com filtro WDM de 1490nm. Já para o módulo óptico da ONU EPON, é necessário FP LD de 1310nm e receptor InGaAs PIN-TIA com filtro WDM de 1490nm.

Transmissores e receptores de modo burst são geralmente usados em dispositivos ópticos, mas isso é uma dificuldade técnica chave para todos os TDM-PON. Existem grandes diferenças nos requisitos de temporização quando os dispositivos ópticos lidam com transmissores e receptores burst devido aos diferentes protocolos de transmissão do EPON e GPON. De fato, os requisitos de temporização de burst de uplink do GPON são muito mais rigorosos do que os do EPON. Conforme mostrado na Figura 1, o tempo de ajuste necessário para o limiar de recepção de burst do GPON está dentro de 96 bytes, ou seja, 77ns, enquanto o do EPON é de 400ns. Além disso, o GPON também trata o tempo de liga-desliga do laser no controle de emissão de burst da ONU de forma mais rigorosa.

Em resumo, os dispositivos ópticos GPON são geralmente usados na ONU xPON. Como diz o ditado, “a tecnologia é compatível para baixo”, os dispositivos ópticos GPON são usados para serem compatíveis com o ambiente de rede EPON.

3. Aplicações e Vantagens da ONU xPON

3.1 Compatível com a rede existente

A ONU xPON pode funcionar no modo EPON ou GPON. Ela pode identificar automaticamente se a OLT é do tipo EPON ou GPON e alternar o modo de operação. Portanto, seja a rede atual das operadoras ou ISPs EPON ou GPON, a ONU xPON pode operar nela.

3.2 Implantação de atualização mais rápida

Como a implementação da rede EPON é anterior à da rede GPON, a rede EPON representa uma grande proporção da rede atual. No entanto, a rede EPON será gradualmente substituída pela rede GPON devido à vantagem de largura de banda.

A ONU xPON desempenha um papel importante na transição da rede EPON para a rede GPON. Quando as operadoras decidem atualizar para GPON, uma transição de rede mais suave e uma enorme economia nos custos de atualização podem ser alcançadas apenas substituindo a OLT EPON por GPON no head-end, sem qualquer operação no lado do usuário.

3.3 Proteção do investimento

Os equipamentos EPON ONU e EPON OLT originais devem ser eliminados durante o processo de atualização do sistema de EPON para GPON. Mas a ONU xPON pode evitar a eliminação, pois é compatível com os padrões EPON e GPON, o que protege significativamente o investimento dos usuários.

3.4 Favorável à operação e gerenciamento de manutenção da rede

A ONU xPON torna o EPON e o GPON transparentes e fornece uma interface unificada para o gerenciamento superior após as diferenças entre EPON e GPON serem bloqueadas. Assim, independentemente do terminal ser EPON ou GPON, a configuração do terminal é a mesma. Nesse caso, o administrador de rede só precisa se concentrar na gestão de negócios, o que melhora muito a eficiência da gestão de operação e manutenção.

4. Tipos de ONU xPON da C-Data

5. Perspectiva e Resumo

A ONU xPON tem vantagens avassaladoras em compatibilidade, anti-interferência, características de largura de banda, distância de acesso, gerenciamento de manutenção, entre outros. É predominante no mercado e tem grande preocupação dos ISPs quanto à sua aplicação. A ONU xPON pode se tornar mainstream nos próximos anos, considerando a situação atual em que a rede EPON está basicamente consolidada, e somente com o suporte da ONU xPON a transição da rede EPON para GPON pode ser bem-sucedida.

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