EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet Passive Optical Network (EPON) ist eine auf Ethernet basierende PON-Technologie. Sie nutzt eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Architektur und passive Glasfaserübertragung und bietet so vielfältige Dienste über Ethernet. Die EPON-Technologie wurde von der IEEE 802.3 EFM-Arbeitsgruppe standardisiert. Im Juni 2004 veröffentlichte die IEEE 802.3 EFM-Arbeitsgruppe den EPON-Standard IEEE 802.3ah (der 2005 in den Standard IEEE 802.3-2005 integriert wurde).
Dieser Standard kombiniert Ethernet- und PON-Technologien. Dabei kommt die PON-Technologie auf der physikalischen Schicht und das Ethernet-Protokoll auf der Sicherungsschicht zum Einsatz. Die PON-Topologie wird genutzt, um Ethernet-Zugriff zu realisieren. So vereint er die Vorteile beider Technologien: niedrige Kosten, hohe Bandbreite, gute Skalierbarkeit, Kompatibilität mit bestehendem Ethernet und einfache Verwaltung.
GPON (Gigabit-fähiges PON)
Die Technologie stellt die neueste Generation des Breitband-Passivoptischen Integrierten Zugangsstandards (GPON) auf Basis des ITU-TG.984.x-Standards dar und bietet zahlreiche Vorteile wie hohe Bandbreite, hohe Effizienz, große Reichweite und vielfältige Benutzerschnittstellen. Sie gilt bei den meisten Netzbetreibern als ideale Technologie für die Breitband- und umfassende Transformation von Zugangsnetzdiensten. GPON wurde erstmals im September 2002 von der FSAN-Organisation vorgeschlagen. Darauf aufbauend entwickelte die ITU-T im März 2003 die Standards ITU-T G.984.1 und G.984.2 und standardisierte G.984.3 im Februar und Juni 2004. Damit war die GPON-Standardfamilie vollständig etabliert.
Die GPON-Technologie entstand aus dem ATMPON-Technologiestandard, der sich ab 1995 schrittweise herausbildete. PON steht für „Passives Optisches Netzwerk“. GPON (Gigabit-fähiges passives Optisches Netzwerk) wurde erstmals im September 2002 von der FSAN-Organisation vorgeschlagen. Darauf aufbauend entwickelte die ITU-T im März 2003 die Standards ITU-T G.984.1 und G.984.2 und standardisierte G.984.3 im Februar und Juni 2004. Damit war die GPON-Standardfamilie vollständig etabliert. Der grundlegende Aufbau von Geräten auf Basis der GPON-Technologie ähnelt dem von PON-Systemen. Er besteht aus einem OLT (Optical Line Terminal) in der Vermittlungsstelle, einem ONT/ONU (Optical Network Terminal oder Optical Network Unit) beim Nutzer, einem ODN (Optical Distribution Network) aus Singlemode-Fasern (SM-Fasern) und passiven Splittern sowie einem Netzwerkmanagementsystem, das die beiden erstgenannten Geräte verbindet.
Der Unterschied zwischen EPON und GPON
GPON nutzt Wellenlängenmultiplex (WDM) für gleichzeitiges Hoch- und Herunterladen. Üblicherweise wird für das Herunterladen ein optischer Träger mit 1490 nm Wellenlänge und für das Hochladen ein optischer Träger mit 1310 nm Wellenlänge verwendet. Für die Übertragung von Fernsehsignalen kommt zusätzlich ein optischer Träger mit 1550 nm zum Einsatz. Obwohl jede ONU eine Downloadgeschwindigkeit von 2,488 Gbit/s erreichen kann, verwendet GPON außerdem Zeitmultiplexverfahren (TDMA), um jedem Nutzer einen bestimmten Zeitschlitz im periodischen Signal zuzuweisen.
Die maximale Downloadrate von XGPON beträgt bis zu 10 Gbit/s, die Uploadrate 2,5 Gbit/s. Es nutzt WDM-Technologie, und die Wellenlängen der optischen Upstream- und Downstream-Träger betragen 1270 nm bzw. 1577 nm.
Dank der höheren Übertragungsrate können mehr ONUs nach demselben Datenformat aufgeteilt werden, mit einer maximalen Reichweite von bis zu 20 km. Obwohl XGPON noch nicht weit verbreitet ist, bietet es Betreibern optischer Kommunikationsnetze eine gute Möglichkeit zur Modernisierung.
EPON ist vollständig kompatibel mit anderen Ethernet-Standards, sodass bei der Verbindung mit Ethernet-basierten Netzwerken keine Konvertierung oder Kapselung erforderlich ist (maximale Nutzlast: 1518 Byte). EPON benötigt in bestimmten Ethernet-Versionen kein CSMA/CD-Zugriffsverfahren. Da Ethernet die Hauptübertragungsmethode in lokalen Netzwerken ist, ist beim Upgrade auf ein Metropolitan Area Network (MAN) keine Netzwerkprotokollkonvertierung notwendig.
Es gibt auch eine 10-Gbit/s-Ethernet-Version mit der Bezeichnung 802.3av. Die tatsächliche Leitungsgeschwindigkeit beträgt 10,3125 Gbit/s. Der Hauptmodus ist eine Upload- und Downloadrate von 10 Gbit/s, wobei einige Geräte 10 Gbit/s im Download und 1 Gbit/s im Upload nutzen.
Die Gigabit-Version nutzt unterschiedliche optische Wellenlängen in der Faser, mit einer Downstream-Wellenlänge von 1575–1580 nm und einer Upstream-Wellenlänge von 1260–1280 nm. Daher können das 10-Gbit/s-System und das Standard-1-Gbit/s-System über dieselbe Faser gemultiplext werden.
Triple-Play-Integration
Die Konvergenz der drei Netze bedeutet, dass sie im Zuge ihrer Entwicklung von Telekommunikationsnetzen, Radio- und Fernsehnetzen sowie dem Internet hin zu Breitbandkommunikationsnetzen, digitalen Fernsehnetzen und dem Internet der nächsten Generation durch technische Transformationen tendenziell dieselben technischen Funktionen, denselben Geschäftsbereich, dieselbe Netzwerkverbindung und dieselbe Ressourcenteilung aufweisen und Nutzern Sprach-, Daten-, Radio- und Fernsehdienste sowie weitere Dienste anbieten können. Die dreifache Fusion meint nicht die physische Integration der drei großen Netze, sondern bezieht sich hauptsächlich auf die Zusammenführung übergeordneter Geschäftsanwendungen.
Die Integration der drei Netzwerke findet in verschiedenen Bereichen breite Anwendung, beispielsweise im intelligenten Transportwesen, im Umweltschutz, in der öffentlichen Verwaltung, in der öffentlichen Sicherheit und in Smart Homes. Zukünftig werden Mobiltelefone fernsehen und im Internet surfen können, Fernseher ermöglichen Telefonate und Internetnutzung, und Computer können ebenfalls telefonieren und fernsehen.
Die Integration der drei Netzwerke kann konzeptionell aus verschiedenen Perspektiven und auf verschiedenen Ebenen analysiert werden, darunter Technologieintegration, Geschäftsintegration, Branchenintegration, Terminalintegration und Netzwerkintegration.
Breitbandtechnologie
Die Glasfasertechnologie bildet die Grundlage der Breitbandtechnologie. Ziel der Netzwerkkonvergenz ist unter anderem die Bereitstellung einheitlicher Dienste über ein Netzwerk. Um dies zu ermöglichen, ist eine Netzwerkplattform erforderlich, die die Übertragung verschiedener Multimedia-Dienste (Streaming-Medien) wie Audio und Video unterstützt.
Diese Unternehmen zeichnen sich durch hohen Geschäftsbedarf, große Datenmengen und hohe Anforderungen an die Servicequalität aus und benötigen daher in der Regel sehr hohe Bandbreiten für die Übertragung. Gleichzeitig dürfen die Kosten aus wirtschaftlicher Sicht nicht zu hoch sein. Aus diesem Grund hat sich die leistungsstarke und nachhaltige Glasfaserkommunikation als optimale Übertragungstechnologie etabliert. Die Entwicklung der Breitbandtechnologie, insbesondere der optischen Kommunikationstechnologie, bietet die notwendige Bandbreite, Übertragungsqualität und niedrige Kosten für die Übermittlung verschiedenster Geschäftsinformationen.
Als Schlüsseltechnologie im modernen Kommunikationsbereich entwickelt sich die optische Kommunikationstechnologie mit einer Wachstumsrate, die sich alle zehn Jahre verhundertfacht. Glasfaserübertragung mit enormer Kapazität ist die ideale Übertragungsplattform für die „drei Netze“ und der wichtigste physikalische Träger der zukünftigen Datenautobahn. Glasfaserkommunikationstechnologie mit hoher Kapazität findet breite Anwendung in Telekommunikationsnetzen, Computernetzwerken sowie Rundfunk- und Fernsehnetzen.
Veröffentlichungsdatum: 12. Dezember 2024