GPON نسخه محبوب شبکه های نوری پسیو (PON) است. در این شبکه ها، فیبر نوری در مسافت های کوتاه برای دسترسی به اینترنت، پروتکل VoIP و ارائه تلویزیون دیجیتال در مناطق شهری، استفاده می شود. استفاده های دیگر شامل ارتباطات اصلی آنتن های موبایل، نقاط دسترسی Wi-Fi و حتی (سیستم های آنتن توزیع شده) (DAS) می باشد. تفاوت اصلی بین آنها در پروتکل هایی است که برای ارتباطات آپلود و دانلود استفاده می شود.
شبکه های نوری پسیو PON یک شبکه فیبر است که فقط از فیبر و سایر تجهیزات پسیو مانند splitters و combiners به جای اجزای اکتیو مانند تقویت کننده ها، تکرار کننده ها یا مدارهای شکل دهی استفاده می کند. هزینه چنین شبکه هایی به طور قابل توجهی کمتر از آنهایی است که از اجزای اکتیو استفاده می کنند. محدودیت اصلی محدوده ی پوشش دهی کوتاه تر به دلیل محدودیت قدرت سیگنال است. در حالی که یک شبکه اکتیو نوری (AON) می تواند حدود ۱۰۰ کیلومتر (۶۲ مایل) را پوشش دهد، معمولا PON به کابل های فیبر تا ۲۰ کیلومتر (۱۲ مایل) محدود می شود. PON ها همچنین شبکه فیبرنوری تا درب منزل (FTTH) نیز نامیده می شوند.
در طول سالها، استانداردهای مختلف PON توسعه یافته است. در اواخر دهه ۱۹۹۰، اتحادیه بین المللی مخابرات (ITU) استاندارد APON را ایجاد کرد که از حالت انتقال آسنکرون (ATM) برای انتقال داده ها در مسیرهای طولانی استفاده می کرد. از آنجا که ATM دیگر مورد استفاده نیست، نسخه جدیدتر به نام PON پهن باند یا BPON ایجاد شد.
این استاندارد به عنوان ITU-T G.983 تعیین شده است که دانلود ۶۲۲ Mbits/s و آپلود ۱۵۵ Mbits/s ارائه می دهد. در حالی که BPON هنوز در بعضی از سیستم ها استفاده می شود، اغلب شبکه های فعلی از GPON یا Gigabit PON استفاده می کنند و استاندارد آن ITU-T G.984 است. این استاندارد دارای ۲/۴۸۸ گیگابیت در ثانیه دانلود و ۱/۲۴۴ گیگابایت در ثانیه آپلود است.
GPON یک مکانیسم دسترسی یک نقطه به چند نقطه است. ویژگی اصلی آن استفاده از اسپلیترهای پسیو در شبکه توزیع فیبر است که یک فیبر ساده تامین شبکه، از اداره مرکزی اپراتور خدمات دهنده، برای ارائه سرویس به چندین خانه و دفاتر اداری و تجاری، آن را فراهم می کند.
GPON از استاندارد رمزگذاری پیشرفته (AES) برای تامین امنیت شبکه استفاده می کند. این تکنولوژی از تمام پروتکل های اترنت نیز پشتیبانی می کند.
چرا GPON را انتخاب می کنید؟
GPON کاربر نهایی را قادر می سازد تا چندین سرویس را در یک شبکه انتقال داده تک فیبر، با هم ادغام کند. این تکنولوژی باعث کاهش هزینه ها و زیرساخت ها در هنگام افزایش پهنای باند می شود و پهنای باند ۲٫۵ گیگابایت بر ثانیه را برای دانلود و ۱٫۲۵ گیگابایت بر ثانیه برای آپلود فراهم می نمایدکه بر اساس ضریب تقسیم و اشتراک، برای هر مشترک قابل تنظیم است و همچنین یک شبکه پر ظرفیت برای انواع سرویس های مبتنی بر IP در دسترس قرار می دهند.
این شبکه ها یک راه حل مناسب برای محیط هایی با مشترکین، نقاط و ساختمان های متعدد است.
- GPON کمترین هزینه نگهداری و راه اندازی ممکن، یک زیرساخت گسترده، سریع و انعطاف پذیر که دارای طیف وسیعی از مزایا می باشد را فراهم می نماید.
- با ترکیب کامل ارتباطات مبتنی بر IP و آخرین نوآوری های فیبررسانی به نقاط انتهایی، شبکه های نوری پسیو گیگابیت (GPON) به طور فزاینده ای به عنوان کلید تکنولوژی شبکه های تکامل یافته ظاهر می شوند.
- GPON خدمات سه گانه ای ارائه می دهد، که با تمام راه کارهای خدماتی دیگر قابل رقابت است.
- GPON پشتیبانی از شبکه انتقال با پهنای باند بسیار زیاد، می تواند بر محدودیت های شبکه های دسترسی مبتنی بر زوج سیم مسی برتری داشته باشد.
- GPON با گستره بسیار طولانی (تا ۲۰ Km) پوشش شبکه و ارائه خدمات، بر موانع شبکه های مبتنی بر زوج سیم مسی غلبه می نماید و نقاط اتصال و درگیری شبکه را کاهش می دهد.
- GPON با استانداردهای کامل و الزامات فنی سطح بالا، خدمات یکپارچه را به شیوه ای مناسب پشتیبانی می کند.
یک سیستم GPON شامل یک “ترمینال نوری شروع” (OLT) است که چندین “ترمینال شبکه نوری” (ONT) را با استفاده از یک شبکه توزیع نوری پسیو (ODN) به هم متصل می کند.
GPON از تقسیم چندگانه طول موج نور (WDM) استفاده می کند، بنابراین یک رشته فیبر می تواند برای آپلود و دانلود داده ها استفاده شود. یک لیزر در طول موج (λ) ۱۴۹۰ نانومتر، داده های دانلود (ارسال) را انتقال می دهد. داده های آپلود (دریافت) در طول موج ۱۳۱۰ نانومتر انتقال می یابند. اگر تلویزیون پخش شود، طول موج ۱۵۵۰ نانومتر استفاده می شود. در حالی که هر ONU تمام ۲،۴۸۸ گیگابیت بر ثانیه را دریافت می کند، GPON از یک فرمت دسترسی چندگانه (TDMA) استفاده می کند تا زمان بندی خاصی را برای هر کاربر اختصاص دهد. این کار پهنای باند را تقسیم می کند تا هر کاربر، یک قطعه مثلاً ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه را بسته به اینکه ارائه دهنده خدمات چقدر برای آن اختصاص داده باشد، در اختیار بگیرد.
پهنای باند آپلود کمتر از پهنای باند دانلود است، زیرا با دیگر ONU ها در یک برنامه تقسیم زمانی دسترسی چندگانه (TDMA) مشترک است. OLT فاصله و زمان تاخیر هر مشترک را تعیین می کند. سپس نرم افزار، راه را برای تخصیص زمانبندی به داده های ارسالی برای هر کاربر فراهم میکند.
تقسیم معمول یک فیبر ۱:۳۲ یا ۱:۶۴ است. به این معنی که هر فیبر میتواند به ۳۲ یا ۶۴ مشترک برسد. در برخی از سیستم ها نسبت تقسیم تا ۱:۱۲۸ هم امکان پذیر است.
در ایران به تازگی سیستم GPON که بر اساس آن FTTH یا فیبر نوری تا درب منازل، ارائه می شود ، راه اندازی شده است.
آخرین نسخه GPON یک نسخه ۱۰ گیگابیتی است که XGPON یا ۱۰G-PON نام دارد. همانطور که تقاضا برای ویدئو و خدمات تلویزیونی (OTT) افزایش یافته است، نیاز به افزایش میزان ظرفیت خطوط برای پشتیبانی از داده های ویدیوی با کیفیت بالا (HD) نیز به وجود آمده است. XGPON در خدمت این هدف می باشد. استاندارد این تکنولوژی ITU G.987 است.
حداکثر سرعت XGPON ده گیگابیت در ثانیه (۹/۹۵۳۲۸) در دانلود و ۵/۲ (۲/۴۸۸۳۲) Gbits/s برای آپلود است و از طول موج های مختلف WDM (1577 نانومتر برای دانلود و ۱۲۷۰ نانومتر برای آپلود) استفاده می شود. این کار اجازه می دهد تا سرویس ۱۰ گیگابیت / ثانیه در فیبر مشابه با استاندارد GPON عمل نماید. تقسیم بندی نوری ۱:۱۲۸ است و قالب بندی داده کاملا مشابه GPON است. حداکثر برد هنوز ۲۰ کیلومتر است. XGPON هنوز به طور گسترده ای اجرا نشده، اما مسیری عالی برای ارتقای ارائه دهندگان خدمات و مشتریان فراهم می کند.