El estándar de red óptica pasiva Ethernet de 10 Gbit / s , más conocido como 10G-EPON, permite conexiones de red de computadoras a través de la infraestructura del proveedor de telecomunicaciones. El estándar admite dos configuraciones: simétrica , que funciona a una velocidad de datos de 10 Gbit / s en ambas direcciones, y asimétrica , que funciona a 10 Gbit / s en la dirección descendente (proveedor a cliente) y 1 Gbit / s en la dirección ascendente . Fue ratificado como estándar IEEE 802.3av en 2009. EPON es un tipo de red óptica pasiva , que es una red punto a multipunto que utiliza divisores de fibra óptica pasivos . en lugar de dispositivos alimentados para distribuirlos desde el concentrador hasta los clientes.
Estandarización
El grupo de trabajo Ethernet en la primera milla del comité de estándares 802.3 del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) publicó estándares que incluían una variante de red óptica pasiva (PON) en 2004. [1] En marzo de 2006, el IEEE 802.3 realizó una llamada de interés para un grupo de estudio de Ethernet PON de 10 Gbit / s. Según los materiales de CFI, representantes de las siguientes empresas apoyaron la formación del grupo de estudio: [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 .
En septiembre de 2006, IEEE 802.3 formó la 802.3av 10G-EPON grupo de trabajo [3] para producir un proyecto de norma. En septiembre de 2009, el Plenario IEEE 802 ratificó una enmienda a 802.3 para publicar la enmienda 802.3av como el estándar IEEE Std 802.3av-2009. [4]
Hitos importantes:
Fecha | Hito |
---|---|
Septiembre de 2006 | El grupo de trabajo IEEE 802.3av se formó y se reunió en Knoxville, Tennessee . |
Diciembre de 2007 | Se produjo el borrador D1.0. |
Julio de 2008 | Se produjo el borrador D2.0. Comenzó la votación del Grupo de Trabajo. |
Noviembre de 2008 | Fecha límite para el último cambio técnico |
Enero de 2009 | Se produjo el borrador D3.0. Comenzó la votación de patrocinadores. |
Septiembre de 2009 | Aprobado estándar. |
El trabajo en el 10G-EPON fue continuado por el Grupo de trabajo EPON extendido IEEE P802.3bk , [5] formado en marzo de 2012. Los principales objetivos de este Grupo de trabajo incluyeron agregar soporte para las clases de presupuesto de energía PX30, PX40, PRX40 y PR40 a 1G-EPON y 10G-EPON. La enmienda 802.3bk fue aprobada por IEEE-SA SB en agosto de 2013 y publicada poco después como el estándar IEEE Std 802.3bk-2013. [6] El 4 de junio de 2020, IEEE aprobó IEEE 802.3ca, que permite un funcionamiento simétrico o asimétrico con velocidades de bajada de 25 Gbit / so 50 Gbit / s, y velocidades de subida de 10 Gbit / s, 25 Gbit / s , o 50 Gbit / s en los mismos presupuestos del divisor de distancia de potencia. [7] [8]
Arquitectura
Simétrico (10 / 10G-EPON)
10 / 10G-EPON de velocidad simétrica admite rutas de transmisión y recepción de datos que operan a 10 Gbit / s. El principal impulsor de 10 / 10G-EPON fue proporcionar un ancho de banda descendente y ascendente adecuado para admitir a los clientes de edificios residenciales multifamiliares (conocidos en el estándar como unidades de vivienda múltiple o MDU). Cuando se implementa en la configuración MDU, una Unidad de Red Óptica (ONU) EPON puede conectarse a hasta mil suscriptores.
El 10 / 10G-EPON emplea una serie de funciones que son comunes a otros estándares de Ethernet punto a punto. Por ejemplo, funciones como la codificación de línea 64B / 66B, el codificador de sincronización automática o la caja de cambios también se utilizan en los tipos de fibra óptica de enlaces Ethernet de 10 Gigabit .
Asimétrico (10 / 1G-EPON)
El asimétrico 10 / 1G-EPON parece menos desafiante que la opción simétrica, ya que esta especificación se basa en tecnologías bastante maduras. La transmisión ascendente es idéntica a la del 1G-EPON (como se especifica en el estándar IEEE 802.3ah), utilizando transceptores ópticos implementados en modo ráfaga. La transmisión descendente, que utiliza óptica de modo continuo, se basará en la madurez de los dispositivos Ethernet punto a punto de 10 Gbit / s.
Eficiencia
Como todas las redes EPON, 10G-EPON transmite datos en paquetes de longitud variable de hasta 1518 bytes, como se especifica en el estándar IEEE 802.3. Estos paquetes de longitud variable se adaptan mejor al tráfico IP que las celdas de 53 bytes de longitud fija utilizadas por otras redes ópticas pasivas, como GPON . Esto puede reducir significativamente la sobrecarga de 10G-EPON en comparación con otros sistemas. La sobrecarga típica de 10G-EPON es de aproximadamente el 7,42%. La sobrecarga típica de GPON es del 13,22%. Esta alta relación de datos a gastos generales también permite una alta utilización con componentes ópticos de bajo costo. [9]
Presupuestos de energía
El 802.3av define varios presupuestos de energía, denominados PR o PRX. El balance de potencia PRX describe PHY de velocidad asimétrica para PON que opera a 10 Gbit / s en sentido descendente y 1 Gbit / s en sentido ascendente. El balance de potencia de PR describe la PHY de velocidad simétrica para PON que opera a 10 Gbit / s en sentido descendente y 10 Gbit / s en sentido ascendente. Cada presupuesto de potencia se identifica además con una representación numérica de su clase, donde el valor de 10 representa un presupuesto de potencia bajo, el valor de 20 representa el presupuesto de potencia medio y el valor de 30 representa un presupuesto de potencia alto. El borrador del estándar 802.3av define los siguientes presupuestos de energía:
Presupuesto de energía | Velocidad de línea descendente (Gbit / s) | Velocidad de línea ascendente (Gbit / s) | Pérdida de inserción de canal (dB) | Notas |
---|---|---|---|---|
PRX10 | 10.3125 | 1,25 | 20 | compatible con el presupuesto de energía PX10 definido para 1G-EPON por 802.3ah |
PRX20 | 10.3125 | 1,25 | 24 | compatible con el presupuesto de energía PX20 definido para 1G-EPON por 802.3ah |
PRX30 | 10.3125 | 1,25 | 29 | compatible con el presupuesto de energía PX30 definido para 1G-EPON por 802.3bk |
PR10 | 10.3125 | 10.3125 | 20 | compatible con el presupuesto de energía PX10 definido para 1G-EPON por 802.3ah |
PR20 | 10.3125 | 10.3125 | 24 | compatible con el presupuesto de energía PX20 definido para 1G-EPON por 802.3ah |
PR30 | 10.3125 | 10.3125 | 29 | compatible con el presupuesto de energía PX30 definido para 1G-EPON por 802.3bk |
El 802.3bk agregó soporte para una nueva clase de potencia 10 / 10G-EPON y 10 / 1G-EPON para PR o PRX PMD, respectivamente, como se muestra a continuación:
Presupuesto de energía | Velocidad de línea descendente (Gbit / s) | Velocidad de línea ascendente (Gbit / s) | Pérdida de inserción de canal (dB) | Notas |
---|---|---|---|---|
PRX40 | 10.3125 | 1,25 | 33 | compatible con el presupuesto de energía PX40 definido para 1G-EPON por 802.3bk |
PR40 | 10.3125 | 10.3125 | 33 | compatible con el presupuesto de energía PX40 definido para 1G-EPON por 802.3bk |
Corrección de errores hacia adelante
El 10G-EPON emplea un mecanismo de corrección de errores hacia adelante (FEC) basado en flujo basado en Reed-Solomon (255, 223) . El FEC es obligatorio para todos los canales que funcionan a una velocidad de 10 Gbit / s, es decir, tanto los canales descendentes como los ascendentes en EPON simétrico de 10 Gbit / s y el canal descendente en EPON asimétrico de 10/1 Gbit / s. El canal ascendente en el EPON asimétrico es el mismo que en el EPON de 1 Gbit / s, un FEC opcional basado en tramas que utiliza Reed-Solomon (255, 239).
Ancho de banda utilizable
10G-EPON usa codificación de línea 64B / 66B , por lo que la sobrecarga de codificación es solo 3,125% en comparación con el 25% de sobrecarga de codificación que tiene 1G-EPON debido a su uso de codificación 8b / 10b . El ancho de banda utilizable en 10G-EPON es de 10 Gbit / s de un ancho de banda sin procesar de 10,3125 Gbit / s.
Compatibilidad con versiones anteriores
El estándar 10G-EPON define una nueva capa física, manteniendo el MAC, el Control MAC y todas las capas anteriores sin cambios en la mayor medida posible. Esto significa que los usuarios de 10G-EPON pueden esperar compatibilidad con versiones anteriores del sistema de gestión de red (NMS), el sistema de operaciones, administraciones y mantenimiento (OAM) de capa PON, DBA y programación, etc.
Coexistencia con 1G-EPON
El estándar 802.3av pone un énfasis significativo en permitir el funcionamiento simultáneo de sistemas EPON de 1 Gbit / sy 10 Gbit / s en la misma planta exterior. En la dirección descendente, los canales de 1 Gbit / sy 10 Gbit / s están separados en el dominio de la longitud de onda, con una transmisión de 1 Gbit / s limitada a la banda de 1480-1500 nm y una transmisión de 10 Gbit / s utilizando la banda de 1575-1580 nm.
En sentido ascendente, las bandas de 1 Gbit / sy 10 Gbit / s se superponen. La banda de 1 Gbit / s se extiende de 1260 a 1360 nm; La banda de 10 Gbit / s utiliza una banda de 1260 a 1280 nm. Esto permite que ambos canales ascendentes compartan una región de espectro caracterizada por una baja dispersión cromática, pero requiere que los canales de 1 Gbit / sy 10 Gbit / s estén separados en el dominio del tiempo. Dado que las transmisiones en ráfagas de diferentes ONU ahora pueden tener diferentes velocidades de línea, este método se denomina TDMA de doble velocidad .
Varias implementaciones de OLT pueden admitir transmisiones de 1 Gbit / sy 10 Gbit / s solo en sentido descendente, solo en sentido ascendente o en ambos sentidos descendente y ascendente. La siguiente tabla ilustra qué tipos de ONU son compatibles simultáneamente con varias implementaciones de OLT:
Implementación OLT | Tipos de ONU compatibles |
---|---|
Aguas abajo: dos longitudes de onda Aguas arriba: velocidad única | (1) 1G-EPON ONU (2) 10 / 1G-EPON ONU |
Aguas abajo: longitud de onda única Aguas arriba: velocidad dual | (1) 10 / 10G-EPON ONU (2) 10 / 1G-EPON ONU |
Aguas abajo: dos longitudes de onda Aguas arriba: velocidad dual | (1) 1G-EPON ONU (2) 10 / 1G-EPON ONU (3) 10 / 10G-EPON ONU |
Ver también
- Ethernet en la primera milla
Referencias
- ^ "Ethernet IEEE P802.3ah en el grupo de trabajo de la primera milla" . sitio web oficial . Comité de estándares IEEE 802 LAN / MAN. Archivado desde el original el 17 de julio de 2011 . Consultado el 28 de agosto de 2011 .
- ^ PHY de 10 Gb / s para EPON: llamada para presentación de interés
- ^ "Red óptica pasiva Ethernet de 10 Gb / s: Grupo de trabajo IEEE P802.3av" . sitio web oficial . 14 de octubre de 2009. Archivado desde el original el 6 de junio de 2011 . Consultado el 7 de mayo de 2011 .
- ^ IEEE Std 802.3av-2009, estándar IEEE para Ethernet - Enmienda 1: Especificaciones de capa física y parámetros de administración para redes ópticas pasivas de 10 Gb / s . IEEE. 2009.
- ^ "Grupo de trabajo EPON extendido IEEE P802.3bk" .
- ^ IEEE Std 802.3bk-2013, estándar IEEE para Ethernet - Enmienda 1: Especificaciones de capa física y parámetros de administración para redes ópticas pasivas Ethernet extendidas . IEEE. 2013.
- ^ "IEEE 802.3ca-2020 - Estándar IEEE para Ethernet Enmienda 9" . IEEE. 3 de julio de 2020.
- ^ Knittle, Curtis (23 de julio de 2020). "El estándar 25G / 50G-EPON cruza la línea de meta: mejora los despliegues de fibra como parte de la plataforma 10G de Cable" . CableLabs.
- ^ "¿Qué es EPON?" . Verificación y diseño de New Wave .
enlaces externos
- "Descripción general del estado, requisitos y aplicaciones de EPON de 10 Gb / s" (PDF) . Alianza Ethernet. Mayo de 2009 . Consultado el 7 de mayo de 2011 .