GPON

GPON, die akroniem vir Gigabis Passiewe Optiese Netwerk is die nuutste van 'n familie van PON-(Passiewe Optiese Netwerk) standaarde. Ander standaarde is onder andere APON, BPON, EPON en XGPON.

Toegangsnetwerk 
Die toegangsnetwerk verbind die eindgebruiker (huurder) met die Sentrale Kantoor (SK) - voorheen die sentrale of skakeleenheid genoem. In die verlede het die toegangsnetwerk slegs uit koperkabels bestaan. Deesdae word optiese vesel meer en meer gebruik in die toegangsnetwerk. 

Die optiese gedeelte van die toegangsnetwerk kan aktief of passief wees en die ontwerp kan punt-na-punt of punt-na-multipunt wees. Aktief beteken dat die optiese netwerk eksterne energie vereis, terwyl passiewe netwerk nie sodanige behoefte het nie. 

Die kombinasie van koper en veselkabels in die toegangsnetwerk kan in verskeie formate uitgerol word: vesel-na-die-huis (VNDH), vesel-na-die-randsteen (VNDR), vesel-na-die-gebou (VNDB) en vesel-na-die-kabinet (VNDK).

GPON 
Die GPON-familie word in die toegangsnetwerk gebruik en is 'n punt-na-multipunt standaard, d.w.s. een poort in die Sentrale Kantoor word met verskeie eindgebruikers verbind en voldoen aan die VNDH-standaard.

Die eindgebruiker se toerusting kan 'n dataterminaal, telefoon, persoonlike rekenaar of televisie of 'n kombinasie van die drie wees wat aan 'n Optiese Netwerk Terminaal (ONT) verbind word. 'n Stem-oor-IP (VoIP - Voice Over IP) diens kan ook verskaf word. 

GPON gebruik pakkieskakeling en nie kringskakeling soos tradisionele telefonie nie.

Standaarde 
Die PON-standaarde word opgestel en onderhou deur die ITU (Internasionale Telekommunikasie Unie) en die IEEE (Institute for Electrical and Electronics Engineers). Die GPON-standaard van ITU-T  is G.984; eintlik ses verskillende dokumente nl. G.984.1-6.

GPON-topologie 
In GPON word al die verbindings tussen die eindgebruiker en die SK met behulp van optiese vesel gedoen. Daar is geen aktiewe komponente in die GPON-netwerk tussen die eindtoerusting en die SK nie, maar slegs passiewe komponente soos die verdelers. Die optiese vesels en verdelers saam staan as die Optiese Distribusienetwerk (ODN) bekend.

In die SK word 'n Optiese Lynterminaal (OLT) met verskeie ONT’s verbind met behulp van optiese vesel. Die ONT word in die eindgebruiker se gebou of huis monteer. Vir die GPON standaard word een vesel met maksimum 128 ONT’s gekonnekteer via die optiese verdelers. 
 

Die OLT kan met die Publieke Skakel Telefonie Netwerk (PSTN), Intranet en 'n TV-diensverskaffer verbind word om die bekende driedubbelspel dienste te verskaf: oudio, video en data.

GPON-werking 
Die rigting vanaf die OLT na die ONT word stroom-af en die teenoorgestelde rigting stroom-op genoem. GPON se vermoë is 2.488 Gbps stroom-af en 1.244 Gbps stroom-op. Die verskil is daaraan te wyte dat eindgebruikers meer inligting aflaai bv. vanaf die internet as wat hulle versend; ook videoverkeer is hoofsaaklik eenrigting stroom-af. 

In die stroom-af rigting word pakkies na alle ONT’s gestuur. Elke ONT lees daardie pakkies en reageer net op pakkies wat aan hom geadresseer is. Die pakkies word geënkripteer alvorens dit na die ONT’s gestuur word om meeluistering te vermy. 

Verkeer stroom-op word op 'n Tyddeelmultipleksering (TDM) beginsel gedoen. Omrede elke ONT nie gelyktydig pakkies kan uitstuur nie, kry elke ONT ’n tydgleuf of beurt om pakkies uit te stuur. Die OLT bereken self die afstand na die ONT en hoe lank data sal neem vanaf die ONT en ken dan ’n tydgleuf toe aan elke ONT. 

Kommunikasie stroom-af word gedoen deur middel van Golflengte Deel Multipleksering (GDM). Die stroom-af bandwydte volgens die standaard is 1480-1500nm vir data en oudio en 1550-1560nm vir video. Die videodiens voorsien volgens dié standaard is die analoogtipe. 

Die stroom-op bandwydte is 1260-1360nm. Die 1650nm-golflengte word gebruik vir montering en instandhouding. 

Al die verkeer, stroom-af sowel as stroom-op, word op dieselfde vesel gedra tot by die verdeler.

Verdeler 
’n Verdeler is ’n toestel wat 'n optiese sein ewe sterk verdeel volgens sy aantal uitsette. Dit kan wissel van 2 tot 64 uitsette. Daar moet in gedagte gehou word dat elke keer wat optiese energie verdeel in ’n 1:2 verhouding, dit verswak word met 3dB. Dus na ’n verdeelverhouding van 1:64 word 18dB verswakking toegevoeg in die netwerk. Die optiese begroting of krag wat die OLT uitstuur is 28dB; dus word die vesel se lengte beperk tot 10dB verswakking. Met standaard ITU-T G.652.D  vesel (verlies 0.32dB/km teen 1330nm) word die roete se lengte dus beperk tot teoreties 30km. Omrede die vesels gelas moet word en dus verdere verlies tot die netwerk toevoeg is die praktiese bruikbare lengte ongeveer 20km met 'n veiligheidsfaktor ingebou. Dit is lank genoeg om 'n groot aantal eindgebruikers te bereik in 'n digbewoonde gebied. 

Die GPON-netwerkontwerp is buigbaar. Verskeie kombinasies van verdelers kan gebruik word. Slegs een (1:64) verdeler, of twee verdelers kan gebruik word; bv ’n (1:2) verdeler gevolg deur ’n (1:32) verdeler of ’n kombinasie van ’n (1:4) verdeler gevolg deur ’n (1:16) verdeler. 

Daar is twee tegnologië beskikbaar vir die vervaardiging van verdelers naamlik: FBT (Fused Biconical Tapered) en PLC (Planar Lightwave Circuit).

Optiese vesel 
GPON kan met beide die ITU-T G.652 en G.657   optiese vesels uitgerol word. Alhoewel G.652 vesel goedkoper is, het die G.657 vesel die voordeel dat dit meer buigbaar is en dus makliker gebruik kan word in wonings en geboue. 

As gevolg van die relatief kort lengte van GPON-netwerke het Chromatiese Dispersie en Polarisasie Modus Dispersie geen werklike invloed op die werking van die stelsel nie.

IPTV 
Die ITU-T G.984 standaard maak voorsiening vir analoog-TV, maar analoog-TV oftewel kabel-TV kom net werklik in Noord-Amerika voor. Internet Protokol TV (IPTV) is ’n tegnologie wat in Europa ontwikkel is en maklik oor enige pakkieskakelnetwerk versend kan word. Dus kan IPTV maklik in die datagolflengte van 1480-1500nm van GPON geïntegreer word. Die verwagting is dat die verskaffing van IPTV oor GPON gaan groei. Vir meer inligting oor IPTV kan die ITU-T G.9960 standaard bestudeer word.

Monitor en instandhouding 
Die werkingsbeginsel van GPON het egter instandhoudingsprobleme geskep. Eerstens, die vesels tussen die SK en verdelers dra verskeie eindgebruikers se verkeer gelyktydig en kan dus nie na willekeur gediskonnekteer word vir toetsdoeleindes nie. Tweedens, die normale instandhoudingsgolflengte van 1625nm is gereserveer vir analoog-TV seine. Dus kan normale Optiese Tyd Demensie Reflektometers (OTDR’s) nie gebruik word nie, want hulle gebruik tradisioneel die 1330nm-, 1550nm- en 1625nm-golflengtes vir toetsing. 

Daarom is die 1650nm-golflengte toegeken vir toetsing of instandhoudingswerk. 

Die tradisionele OTDR’s is ook nie toegerus om die verlies deur 'n verdeler te intepreteer nie. Normaalweg vertolk die OTDR 'n verlies van 18db as 'n vesel wat beskadig is. 

Dit het beteken dat 'n nuwe geslag OTDR ontwikkel moes word wat eerstens teen 1650nm golflengte kon toets en tweedens die verliese van die verdelers korrek moes vertolk.

Filter / reflekteerder 
Om die instandhouding te vergemaklik word 'n filter/reflekteerder net voor die ONT geïnstalleer wat verseker dat eerstens die energie teen die 1650nm-golflengte nie na die ONT deurgaan (dus uitfiltreer) en sodoende diens kan beïnvloed nie. Tweedens reflekteer die filter/reflekteerder die energie terug na die OLT waar dit gemeet kan word m.b.v. 'n OTDR.

Optiese vesellas 
Geen spesiale toerusting word benodig vir GPON om die vesels in die ODN te las nie. Standaard kommersiële lasmasjiene wat die smeltlas (fusielas) metode gebruik is geskik vir die taak.

GPON – VNDx 
Daar is ook 'n ander variant van GPON; deur die ONT te vervang met 'n Optiese Netwerk Eenheid (ONE) kan meer as een eindgebruiker in 'n gebou bedien word d.m.v. VNDB of VNDK. Die ODN word getermineer in die ONE en deur middel van 'n ingeboude koppelvlak kan dienste soos xDSL na verskillende eindgebruikers in dieselfde gebou verskaf word. Die ONE word met die eindgebruikers verbind met Kategorie 5 gedraaide draadpaar kabels (ook: Cat5 / Cat5e). Die ONE kan in 'n gebou of in 'n kabinet in die straat geïnstalleer word.

Sien ook 
 Optiese vesel
 IPTV
 Stem oor IP

Verwysings 

Kommunikasie
Veseloptika