10G-EPON
يُتيح معيار شبكة إيثرنت الضوئية السلبية بسرعة 10 جيجابت/ثانية ، والمعروف اختصارًا بـ 10G-EPON، إمكانية ربط شبكات الحاسوب عبر بنية تحتية لمزودي خدمات الاتصالات. يدعم هذا المعيار تكوينين: متناظر ، يعمل بسرعة 10 جيجابت/ثانية في كلا الاتجاهين، وغير متناظر ، يعمل بسرعة 10 جيجابت/ثانية في اتجاه التنزيل (من المزود إلى العميل) و1 جيجابت/ثانية في اتجاه الرفع . وقد تم اعتماده كمعيار IEEE 802.3av في عام 2009. تُعدّ EPON نوعًا من الشبكات الضوئية السلبية ، وتعتمد على تقنية الوصول المتعدد بتقسيم الوقت ، وهي شبكة من نقطة إلى عدة نقاط تستخدم مُقسّمات الألياف الضوئية السلبية بدلًا من الأجهزة التي تعمل بالطاقة لتوزيع البيانات من المركز الرئيسي إلى العملاء.
التقييس
نشرت فرقة عمل Ethernet في الميل الأول التابعة للجنة معايير IEEE 802.3 معايير تضمنت متغير الشبكة الضوئية السلبية (PON) في عام 2004. [ 1 ]
في مارس 2006، أعلنت منظمة IEEE 802.3 عن دعوة لإبداء الاهتمام بمجموعة دراسة شبكة إيثرنت PON بسرعة 10 جيجابت/ثانية. وفقًا لوثائق CFI، فقد دعم ممثلون من الشركات التالية تشكيل فريق الدراسة: [ 2 ] Advance/Newhouse Communications ، وAeluros ، و Agilent ، و Allied Telesyn ، وAlloptic ، و Ample Communications ، و Astar-ODSM ، وBroadcom ، وCentillium Communications ، و China Netcom ، و China Telecom ، و Chunghwa Telecom ، و Cisco Systems ، و ClariPhy Communications ، و Conexant Systems ، وCorecess ، و Corning ، و Delta Electronics ، وETRI ، و Fiberxon ، و FOTEK Optoelectronics ، وImmenStar ، و Infinera ، و ITRI ، و KDDI R&D Labs، و K-Opticom ، و Korea Telecom ، وNEC ، وOpNext ، و Picolight ، و Quake Technologies ، و Salira Systems ، و Samsung Electronics ، و Softbank BB، وTeknovus ، و Teranetics ، و Texas Instruments ، وTelecom Malaysia ، وTranSwitch . UNH-IOL ، UTStarcom ، فيتيس .
بحلول سبتمبر 2006، شكّلت منظمة IEEE 802.3 فريق عمل 802.3av 10G-EPON [ 3 ] لإعداد مسودة معيار. وفي سبتمبر 2009، صادقت الجلسة العامة لمنظمة IEEE 802 على تعديل لمعيار 802.3، ليتم نشر تعديل 802.3av كمعيار IEEE Std 802.3av-2009. [ 4 ]
أهم المحطات:
| تاريخ | منعطف |
|---|---|
| سبتمبر 2006 | تم تشكيل فريق عمل IEEE 802.3av واجتمع في نوكسفيل، تينيسي . |
| ديسمبر 2007 | تم إعداد المسودة D1.0. |
| يوليو 2008 | تم إعداد المسودة D2.0. وبدأ التصويت في مجموعة العمل. |
| نوفمبر 2008 | تاريخ انتهاء آخر تغيير تقني |
| يناير 2009 | تم إعداد المسودة D3.0. وبدأ التصويت على الرعاة. |
| سبتمبر 2009 | تمت الموافقة على المعيار. |
واصل فريق عمل IEEE P802.3bk Extended EPON ، [ 5 ] الذي شُكّل في مارس 2012، العمل على تقنية 10G-EPON. وشملت الأهداف الرئيسية لهذا الفريق إضافة دعم فئات ميزانية الطاقة PX30 وPX40 وPRX40 وPR40 إلى كلٍ من تقنيتي 1G-EPON و10G-EPON. وقد تمت الموافقة على تعديل 802.3bk من قِبل مجلس إدارة IEEE-SA في أغسطس 2013، ونُشر بعد ذلك بوقت قصير كمعيار IEEE Std 802.3bk-2013. [ 6 ] في 4 يونيو 2020، وافق معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) على معيار IEEE 802.3ca، الذي يسمح بالتشغيل المتناظر أو غير المتناظر بسرعات تنزيل تبلغ 25 جيجابت/ثانية أو 50 جيجابت/ثانية، وسرعات رفع تبلغ 10 جيجابت/ثانية أو 25 جيجابت/ثانية أو 50 جيجابت/ثانية ضمن نفس ميزانيات الطاقة والمسافة ومقسم الإشارة. [ 7 ] [ 8 ]
بنيان
متناظر (10/10G-EPON)
يدعم نظام EPON المتناظر بسرعة 10/10G مسارات إرسال واستقبال البيانات بسرعة 10 جيجابت/ثانية. وكان الهدف الرئيسي من تطوير هذا النظام هو توفير عرض نطاق ترددي كافٍ للتحميل والتنزيل لدعم عملاء المباني السكنية متعددة العائلات (المعروفة في المعيار باسم وحدات السكن المتعددة أو MDU). عند نشره في تكوين MDU، يمكن توصيل وحدة شبكة بصرية واحدة (ONU) من نوع EPON بما يصل إلى ألف مشترك.
تستخدم تقنية 10/10G-EPON عددًا من الوظائف الشائعة في معايير إيثرنت الأخرى من نقطة إلى نقطة. على سبيل المثال، تُستخدم وظائف مثل ترميز الخط 64B/66B ، والتشفير ذاتي التزامن، وعلبة التروس أيضًا في أنواع الألياف الضوئية لوصلات إيثرنت بسرعة 10 جيجابت .
غير متماثل (10/1G-EPON)
يبدو أن تقنية 10/1G-EPON غير المتناظرة أقل تعقيدًا من الخيار المتناظر، نظرًا لاعتماد هذه المواصفات على تقنيات ناضجة نسبيًا. تتطابق عملية الإرسال في اتجاه المنبع مع تلك الخاصة بتقنية 1G-EPON (كما هو محدد في معيار IEEE 802.3ah)، باستخدام أجهزة إرسال واستقبال ضوئية تعمل بنظام الإرسال المتتابع. أما عملية الإرسال في اتجاه المصب، والتي تستخدم بصريات تعمل بنظام الإرسال المستمر، فستعتمد على مدى نضج أجهزة إيثرنت من نقطة إلى نقطة بسرعة 10 جيجابت/ثانية.
كفاءة
على غرار جميع شبكات EPON، تنقل شبكة 10G-EPON البيانات في حزم بيانات متغيرة الطول تصل إلى 1518 بايت، وفقًا لمعيار IEEE 802.3. تُعدّ هذه الحزم المتغيرة الطول أكثر ملاءمةً لحركة بيانات بروتوكول الإنترنت (IP) من إطارات GEM المستخدمة في شبكات الألياف الضوئية السلبية الأخرى، مثل GPON المصممة لأنواع متعددة من حركة البيانات، بما في ذلك ATM و Ethernet و T1 و POTS . يُمكن لهذا أن يُقلل بشكل كبير من الحمل الزائد لشبكة 10G-EPON مقارنةً بالأنظمة الأخرى. يبلغ الحمل الزائد النموذجي لشبكة 10G-EPON حوالي 7.42%، بينما يبلغ الحمل الزائد النموذجي لشبكة GPON حوالي 13.22%. كما تُتيح هذه النسبة العالية بين البيانات والحمل الزائد استخدامًا عاليًا للمكونات الضوئية منخفضة التكلفة. [ 9 ]
ميزانيات الطاقة
يُحدد معيار 802.3av عدة ميزانيات طاقة، يُشار إليها إما بـ PR أو PRX. تصف ميزانية طاقة PRX الطبقة الفيزيائية غير المتناظرة لشبكة PON التي تعمل بسرعة 10 جيجابت/ثانية للتحميل و1 جيجابت/ثانية للرفع. بينما تصف ميزانية طاقة PR الطبقة الفيزيائية المتناظرة لشبكة PON التي تعمل بسرعة 10 جيجابت/ثانية للتحميل و10 جيجابت/ثانية للرفع. تُحدد كل ميزانية طاقة برمز رقمي يُشير إلى فئتها، حيث يُمثل الرقم 10 ميزانية طاقة منخفضة، والرقم 20 ميزانية طاقة متوسطة، والرقم 30 ميزانية طاقة عالية. يُحدد مسودة معيار 802.3av ميزانيات الطاقة التالية:
| ميزانية الطاقة | معدل نقل البيانات (جيجابت/ثانية) | معدل نقل البيانات عبر خط الهاتف (جيجابت/ثانية) | فقد الإدخال في القناة (ديسيبل) | ملحوظات |
|---|---|---|---|---|
| PRX10 | 10.3125 | 1.25 | 20 | متوافق مع ميزانية الطاقة PX10 المحددة لـ 1G-EPON بواسطة 802.3ah |
| PRX20 | 10.3125 | 1.25 | 24 | متوافق مع ميزانية الطاقة PX20 المحددة لـ 1G-EPON بواسطة 802.3ah |
| PRX30 | 10.3125 | 1.25 | 29 | متوافق مع ميزانية الطاقة PX30 المحددة لشبكة 1G-EPON بواسطة 802.3bk |
| PR10 | 10.3125 | 10.3125 | 20 | متوافق مع ميزانية الطاقة PX10 المحددة لـ 1G-EPON بواسطة 802.3ah |
| PR20 | 10.3125 | 10.3125 | 24 | متوافق مع ميزانية الطاقة PX20 المحددة لـ 1G-EPON بواسطة 802.3ah |
| PR30 | 10.3125 | 10.3125 | 29 | متوافق مع ميزانية الطاقة PX30 المحددة لشبكة 1G-EPON بواسطة 802.3bk |
أضاف معيار 802.3bk دعمًا لفئة طاقة جديدة 10/10G-EPON و10/1G-EPON لأجهزة PR أو PRX PMDs، على التوالي، كما هو موضح أدناه:
| ميزانية الطاقة | معدل نقل البيانات (جيجابت/ثانية) | معدل نقل البيانات عبر خط الهاتف (جيجابت/ثانية) | فقد الإدخال في القناة (ديسيبل) | ملحوظات |
|---|---|---|---|---|
| PRX40 | 10.3125 | 1.25 | 33 | متوافق مع ميزانية الطاقة PX40 المحددة لشبكة 1G-EPON بواسطة 802.3bk |
| PR40 | 10.3125 | 10.3125 | 33 | متوافق مع ميزانية الطاقة PX40 المحددة لشبكة 1G-EPON بواسطة 802.3bk |
تصحيح الأخطاء الأمامية
تستخدم شبكة 10G-EPON آلية تصحيح الأخطاء الأمامية (FEC) القائمة على تدفق البيانات، والمبنية على خوارزمية ريد-سولومون (255، 223) . يُعدّ تصحيح الأخطاء الأمامية إلزاميًا لجميع القنوات العاملة بسرعة 10 جيجابت/ثانية، أي قنوات التحميل والتنزيل في شبكة EPON المتناظرة بسرعة 10 جيجابت/ثانية، وقناة التنزيل في شبكة EPON غير المتناظرة بسرعة 10/1 جيجابت/ثانية. أما قناة التنزيل في شبكة EPON غير المتناظرة فهي مماثلة لتلك الموجودة في شبكة EPON بسرعة 1 جيجابت/ثانية، حيث يتوفر تصحيح أخطاء أمامية اختياري قائم على الإطارات باستخدام خوارزمية ريد-سولومون (255، 239).
عرض النطاق الترددي القابل للاستخدام
تستخدم تقنية 10G-EPON ترميز الخط 64B/66B ، وبالتالي فإنّ عبء الترميز لا يتجاوز 3.125% مقارنةً بـ 25% في تقنية 1G-EPON التي تستخدم ترميز 8b/10b . ويبلغ عرض النطاق الترددي القابل للاستخدام في 10G-EPON 10 جيجابت/ثانية من عرض نطاق ترددي خام قدره 10.3125 جيجابت/ثانية.
التوافق مع الإصدارات السابقة
يُعرّف معيار 10G-EPON طبقةً فيزيائيةً جديدة، مع الحفاظ على طبقة التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC) وطبقة التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC Control) وجميع الطبقات الأعلى منها دون تغيير قدر الإمكان. وهذا يعني أن مستخدمي 10G-EPON يمكنهم توقع التوافق مع الإصدارات السابقة لنظام إدارة الشبكة (NMS)، وعمليات طبقة PON، ونظام الإدارة والصيانة (OAM)، وقواعد البيانات، والجدولة، وما إلى ذلك.
التعايش مع شبكة الجيل الأول EPON
يركز معيار 802.3av بشكل كبير على تمكين التشغيل المتزامن لأنظمة EPON بسرعة 1 جيجابت/ثانية و10 جيجابت/ثانية على نفس الشبكة الخارجية. في اتجاه الإرسال، يتم فصل قنوات 1 جيجابت/ثانية و10 جيجابت/ثانية في نطاق الطول الموجي، حيث يقتصر إرسال 1 جيجابت/ثانية على نطاق 1480-1500 نانومتر، بينما يستخدم إرسال 10 جيجابت/ثانية نطاق 1575-1580 نانومتر.
في اتجاه الإرسال، تتداخل نطاقات 1 جيجابت/ثانية و10 جيجابت/ثانية. يمتد نطاق 1 جيجابت/ثانية من 1260 إلى 1360 نانومتر، بينما يستخدم نطاق 10 جيجابت/ثانية نطاق 1260 إلى 1280 نانومتر. يسمح هذا لكلا قناتي الإرسال بمشاركة منطقة طيفية تتميز بتشتت لوني منخفض، ولكنه يتطلب فصل قناتي 1 جيجابت/ثانية و10 جيجابت/ثانية زمنيًا. ونظرًا لأن عمليات الإرسال المتتابعة من وحدات الشبكة الضوئية المختلفة قد تتفاوت في معدلات الخط، تُسمى هذه الطريقة بتقنية الوصول المتعدد بتقسيم الوقت ثنائي المعدل .
قد تدعم تطبيقات OLT المختلفة سرعات نقل بيانات تبلغ 1 جيجابت/ثانية و10 جيجابت/ثانية في اتجاه التنزيل فقط، أو في اتجاه الرفع فقط، أو في كلا الاتجاهين. يوضح الجدول التالي أنواع وحدات ONU التي تدعمها تطبيقات OLT المختلفة في آنٍ واحد:
| تنفيذ OLT | أنواع وحدات الشبكة الضوئية المدعومة |
|---|---|
| في اتجاه المصب: طولان موجيان. في اتجاه المنبع: معدل واحد. | (1) 1G-EPON ONU (2) 10/1G-EPON ONU |
| في اتجاه المصب: طول موجي واحد، في اتجاه المنبع: معدل مزدوج | (1) 10/10 جرام-إيبون أونو (2) 10/1 جرام-إيبون أونو |
| في اتجاه المصب: طولان موجيان، في اتجاه المنبع: معدل مزدوج | (1) 1G-EPON ONU (2) 10/1G-EPON ONU (3) 10/10G-EPON ONU |
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ "فريق عمل IEEE P802.3ah لشبكة إيثرنت في الميل الأول" . الموقع الرسمي . لجنة معايير IEEE 802 LAN/MAN. مؤرشف من الأصل بتاريخ 17 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أغسطس 2011 .
- ↑ 10 جيجابت/ثانية PHY لشبكة EPON – عرض تقديمي لدعوة المهتمين
- ↑ "شبكة إيثرنت ضوئية سلبية بسرعة 10 جيجابت/ثانية: فريق عمل IEEE P802.3av" . الموقع الرسمي . 14 أكتوبر 2009. مؤرشف من الأصل في 6 يونيو 2011. تم الاطلاع عليه في 7 مايو 2011 .
- ↑ معيار IEEE 802.3av-2009، معيار IEEE لشبكة الإيثرنت - التعديل 1: مواصفات الطبقة الفيزيائية ومعايير الإدارة لشبكات الألياف الضوئية السلبية بسرعة 10 جيجابت/ثانية . IEEE. 2009.
{{cite book}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link ) - ↑ "IEEE P802.3bk Extended EPON Task Force" .
- ↑ معيار IEEE 802.3bk-2013، معيار IEEE لشبكة الإيثرنت - التعديل 1: مواصفات الطبقة الفيزيائية ومعايير الإدارة لشبكات الإيثرنت الضوئية السلبية الموسعة . IEEE. 2013. مؤرشف من الأصل في 17 ديسمبر 2013.
- ↑ "IEEE 802.3ca-2020 - معيار IEEE لشبكة الإيثرنت، التعديل 9" . IEEE. 3 يوليو 2020.
- ↑ نيتل، كورتيس (23 يوليو 2020). "معيار 25G/50G-EPON يجتاز خط النهاية - تعزيز نشر الألياف كجزء من منصة 10G للكابلات" . CableLabs.
- ↑ "ما هو EPON؟" . تصميم الموجة الجديدة والتحقق منها .
روابط خارجية
- "نظرة عامة على حالة ومتطلبات وتطبيقات شبكة EPON بسرعة 10 جيجابت/ثانية" (ملف PDF) . تحالف الإيثرنت. مايو 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 مايو 2011 .
- النطاق العريض
- بنية الشبكة
- الاتصالات بالألياف الضوئية
- IEEE 802