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수동 광통신망
네트워크증명(PoN, Passive Optical Network)이란
개요
등장 배경
특징
- 광선로의 공유에 의한 설치비용 절감
- PON은 스플리터와 같은 수동소자(별도의 전원 공급 불필요함)를 사용한다.
- 광케이블 하나를 다수의 ONU가 공유하는 경제적 구축 기술
- 기존의 FTTH 에서처럼 1대1로 광케이블을 연결했을 때보다 비용절감 가능하다.
- 광송수신장치와 광케이블 비용의 상당부분을 절감 가능하다.
- 수동소자 사용에 의한 유지비용 절감 : 별도의 전원공급이 필요없는 수동소자 만이 전송로에 사용되어 유지비용 낮다.
- 전송거리가 긴 편 : xDLS은 전송거리가 약 4 km 이내이나, PON은 10~20 km 정도도 가능하다.
- PON 전송 구조
- 1대 다수 형태 : 집중 국사에 1개의 OLT(Optical Line Terminal)를 두고 하나의 광섬유에 의해, 그 중간 지점에 광결합점(Optical Splitter,전원공급이 불필요한 수동소자)을 두어, 하향 : 광 분배기(1:N), 상향 : TDMA 등에 의한 광 결합기(N:1), 다수의 ONU(Optical Network Unit) 또는 ONT(Optical Network Terminal)들이 연결되는, Point-to-Multipoint (1대다수, PTMP, 1:32 등) 형태로 구성
- 상하향 비대칭 경쟁방식(Contention Method)
- 하향 전송 : 단방향 브로드캐스팅 방식 이다.
- 상향 전송 : 시분할(TDMA,TDM-PON) 또는 파장분할(WDM,WDM-PON) 등의 다원접속 방식에 의해 각 ONU/ONT가 경쟁한다.
PON 구분
- B-PON(A-PON,ATM-PON 특징)
- 최초의 PON 방식으로 기본 프레임으로 ATM 셀을 기반으로하는 광가입자망 구성 기술
- 1990년대초 FSAN에 의해 최초로 소개된 바 있고, 지금은 기술이 다소 진부하고 저속이다.
- 상대적으로 높은 오버헤드가 있다(53 바이트 ATM 셀 내 5 바이트 헤더).
- 기본 프레임(ATM 셀) : ATM 방식을 통한 QoS 보장이다.
- 전송속도 (하향/상향) : 155Mbps / 155Mbps, 622 Mbps / 155 Mbps (가장 많이 사용), 622 Mbps / 622 Mbps, 1.25 Gbps / 155 Mbps, 1.25 Gbps / 622 Mbps
- 사용 파장대역 : 하향 1490nm, 상향 1310nm (데이터/음성) (2개의 광코아), 하향 1550 nm (비디오 방송 전송), 따라서, 전화국은 2개 광원/1개 광수신기, 댁내는 1개의 광원/2개 광수신기 필요하다.
- 선로부호 : 스크램블된 복극성 NRZ 신호
- 전송거리 : 20km
- 분기율 : 1:32 (64는 선택사양)
- 관련표준 : (표준화 완료) ITU-T G.983.1 ~ 8 (1999년)
- G-PON
- B-PON의 한계를 극복하고자 2001년 FSAN에서 표준화를 시작한 PON 표준이다.
- 기본프레임 : ATM / Ethernet 등 동시 수용한다.
- 전송속도 :
- G-PON : 하향 1.25 Gbps / 상향 (155 Mbps, 622 Mbps, 1.25 Gbps), 하향 2.5 Gbps / 상향 (155 Mbps, 622 Mbps, 1.25 Gbps, 2.5 Gbps)
- XG-PON : 하향 10 Gbps / 상향 2.5 Gbps
- 전송거리 : 논리적으로 OLT 및 ONU 간에 최대 60 km. 단, ONU 간에는 최대 20 km
- 분기율 : 1 : 64 (1개 OLT에 최대 64개 ONU)
- 전송구조 : 점대다중점 구조(PMP)
- 주요 특징 : B-PON 또는 E-PON의 속도한계의 극복하고, 125㎲ 주기의 프레임 전송 제어 지원하며, 가변 길이 프레임 ATM 뿐만 아니라, GEM(GPON Encapsulation Method) 프레이밍 방식을 이용하여 IP/Ethernet/TDM 등 지원한다. 또한 사용자 트래픽 군집화(Aggregate) 가능하다.
- 계층구조
-
- G-PON TC (GTC) Layer : 사용자 데이터를 PMD 계층으로 적응시키고, G-PON 망관리를 위한 기본 기능 수행한다.
- EPON (Ethernet PON)
- 스플리터와 같은 수동소자 만을 사용하여 광케이블 하나를 다수의 가입자 ONU가 공유토록하는 이더넷 기반의 수동광가입자망 기술을 말한다.
- LAN 및 WAN에 많이 설치되어 있는 기존의 이더넷 시설과의 호환성이 높으며, 프레임 구조가 IP 데이터를 싣기에 용이한 이더넷 프레임을 갖는 기술이다.
- 하향 통신은 브로드캐스팅, 상향 통신은 프레임 스케쥴링 기법에 의한다.
- 전송속도 : 상/하향 1.25Gbps/1.25Gbps
- 선로부호 : 8B/10B
- 다중접속 : TDMA
- 기본 프레임 : 이더넷 프레임
- 분기율 : 1:16 이상
- 전송거리 : 10m / 20km
- 사용 파장대역 (B-PON과 유사)
- 데이터,음성 : 상향 1310nm, 하향 1490nm
- 비디오 : 1550nm(다채널 비디오)
- ATM PON (B-PON)방식과 비교되는 장점 : 최대 1518 바이트까지의 가변길이 전송, 최대 65535 바이트의 가변길이인 IP 패킷 전달에 유리하고, 높은 대역, 광대역 전송 가능하며, 투자 및 유지보수 비용이 저렴하다.
- 계층 2 프로토콜별 구분
B-PON : ATM PON G.983 (B-PON) : 하향 (155 M, 622 Mbps) / 상향 (155 M, 622 Mbps, 1.25 Gbps) G-PON : Ethernet 및 ATM PON (B-PON의 확장) G.984 (G-PON) : 하향 2.488 Gbps / 상향 1.244 Gbps G.987 (XG-PON) : 하향 10 G / 상향 2.5 G 또는 하향 10 G / 상향 10 G E-PON : Ethernet PON E-PON (802.3ah EFM) : 하향 1 G / 상향 1 G 10G E-PON (802.3av) : 하향 10 G / 상향 1 G 또는 10 G 계층 2 프로토콜이 투명 WDM-PON
- 하향/상향 전송방식별 구분
- TDMA 방식 (하향 TDM, 상향 TDMA) : TDM-PON (B-PON / G-PON / XG-PON / E-PON / 10G-EPON), 하향은 TDM 브로드캐스팅 방식, 상향은 TDMA 다원접속 방식으로 상향,하향에 각 1 파장씩 사용한다.
- WDMA 방식 (하향 WDM, 상향 WDMA) : WDM-PON, 하향은 WDM 브로드캐스팅 방식, 상향은 WDMA 다원접속 방식으로 가입자별로 별도의 광 파장 사용한다.
- PON 기술방식별 비교
구분 B-PON G-PON/XG-PON E-PON WDM-POM 기본프레임 ATM ATM or Ethernet Ethernet Transparent 전송행태 ATM 셀(53 byte) Generic Frame(125us 프레임) Ethernet Frame(64~1514 byte) Transparent한 전송형태 표준화 ITU-T G.983x ITU-T G.984, G.987 IEEE 802.3ah, 802.3av - 상향 다중접속 TDMA TDMA TDMA WDMA 특징 - * 뛰어난 Qos
- * 높은비용
- * 멀티미디어 서비스지원
- * 뛰어난 Qos
- * 높은 비용
- * 멀티미디어
- 서비스지원
- * IP와의 접목 용이
- * 낮은비용
* 각 가입자에세 독립된 파장을 할당 제공서비스 PoTS, Data, 영상 Any-type(B-PON, SDH 등) VoIP, Data, 영상 등 B, G, E-PON에서 제공하는 모든 서비스 핵심요소 다양한 서비스 - 비용 경쟁력 고정 Bandwidth
장점
단점
각주
참고자료
- 정보통신기술용어해설, 〈PON Passive Optical Network 수동 광가입자망〉,《kt월드》, 2017-03-15 </ref>
같이 보기
