El estándar de red óptica pasiva Ethernet de 10 Gbit/s , más conocido como 10G-EPON, permite conexiones de redes informáticas a través de la infraestructura de un proveedor de telecomunicaciones. El estándar admite dos configuraciones: simétrica , que opera a una velocidad de datos de 10 Gbit/s en ambas direcciones, y asimétrica , que opera 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 pasivos de fibra óptica en lugar de dispositivos alimentados para distribuir desde el concentrador a los clientes.
Ethernet en el grupo de trabajo de 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 convocatoria de interés para un grupo de estudio de PON Ethernet de 10 Gbit/s. Según los materiales del 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 el Grupo de Trabajo 802.3av 10G-EPON [3] para producir un borrador de estándar. En septiembre de 2009, el Plenario de IEEE 802 ratificó una enmienda a 802.3 para publicar la enmienda 802.3av como estándar IEEE Std 802.3av-2009. [4]
Hitos principales:
El trabajo en 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 incluían agregar soporte para las clases de presupuesto de energía PX30, PX40, PRX40 y PR40. tanto a 1G-EPON como a 10G-EPON. La enmienda 802.3bk fue aprobada por IEEE-SA SB en agosto de 2013 y publicada poco después como estándar IEEE Std 802.3bk-2013. [6] El 4 de junio de 2020, el IEEE aprobó IEEE 802.3ca, que permite el funcionamiento simétrico o asimétrico con velocidades descendentes de 25 Gbit/s o 50 Gbit/s, y velocidades ascendentes de 10 Gbit/s, 25 Gbit/s. , o 50 Gbit/s con los mismos presupuestos de divisor de distancia de potencia. [7] [8]
10/10G-EPON de velocidad simétrica admite rutas de transmisión y recepción de datos que funcionan a 10 Gbit/s. El principal impulsor de 10/10G-EPON fue proporcionar un ancho de banda descendente y ascendente adecuado para soportar 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 Ethernet punto a punto. Por ejemplo, funciones como codificación de línea 64B/66B , codificador de sincronización automática o caja de cambios también se utilizan en tipos de fibra óptica de enlaces Ethernet de 10 Gigabit .
La 10/1G-EPON asimétrica parece menos desafiante que la opción simétrica, ya que esta especificación se basa en tecnologías bastante maduras. La transmisión ascendente es idéntica a la de 1G-EPON (como se especifica en el estándar IEEE 802.3ah), utilizando transceptores ópticos en modo ráfaga desplegados. La transmisión descendente, que utiliza óptica de modo continuo, dependerá de la madurez de los dispositivos Ethernet punto a punto de 10 Gbit/s.
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 los gastos generales 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 entre datos y gastos generales también permite una alta utilización con componentes ópticos de bajo costo. [9]
El 802.3av define varios presupuestos de energía, denominados PR o PRX. El presupuesto de energía PRX describe PHY de velocidad asimétrica para PON que opera a 10 Gbit/s de bajada y 1 Gbit/s de subida. El presupuesto de energía de PR describe PHY de velocidad simétrica para PON que opera a 10 Gbit/s de bajada y 10 Gbit/s de subida. Cada presupuesto de energía se identifica además con una representación numérica de su clase, donde el valor de 10 representa un presupuesto de energía bajo, el valor de 20 representa un presupuesto de energía medio y el valor de 30 representa un presupuesto de energía alto. El borrador del estándar 802.3av define los siguientes presupuestos de energía:
El 802.3bk agregó soporte para una nueva clase de potencia 10/10G-EPON y 10/1G-EPON para PMD PR o PRX, respectivamente, como se muestra a continuación:
El 10G-EPON emplea un mecanismo de corrección de errores directos (FEC) basado en flujo basado en Reed-Solomon(255, 223) . La FEC es obligatoria para todos los canales que funcionan a una velocidad de 10 Gbit/s, es decir, tanto los canales descendentes como los ascendentes en EPON simétrica de 10 Gbit/s y el canal descendente en la EPON asimétrica de 10/1 Gbit/s. El canal ascendente en EPON asimétrico es el mismo que en EPON de 1 Gbit/s, un FEC basado en tramas opcional que utiliza Reed-Solomon(255, 239).
10G-EPON utiliza codificación de línea 64B/66B , por lo que la sobrecarga de codificación es solo del 3,125 % en comparación con la sobrecarga de codificación del 25 % 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 bruto de 10,3125 Gbit/s.
El estándar 10G-EPON define una nueva capa física, manteniendo la MAC, el Control MAC y todas las capas superiores 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, administración y mantenimiento (OAM) de la capa PON, DBA y programación, etc.
El estándar 802.3av pone un énfasis significativo en permitir el funcionamiento simultáneo de sistemas EPON de 1 Gbit/s y 10 Gbit/s en la misma planta externa. En la dirección descendente, los canales de 1 Gbit/s y 10 Gbit/s están separados en el dominio de la longitud de onda, con la transmisión de 1 Gbit/s limitada a la banda de 1480-1500 nm y la transmisión de 10 Gbit/s usando la banda de 1575-1580 nm.
En el sentido ascendente, las bandas de 1 Gbit/s y 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 la banda de 1260 a 1280 nm. Esto permite que ambos canales ascendentes compartan una región del espectro caracterizada por una baja dispersión cromática, pero requiere que los canales de 1 Gbit/s y 10 Gbit/s estén separados en el dominio del tiempo. Dado que las transmisiones en ráfaga 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/s y 10 Gbit/s solo en dirección descendente, solo en dirección ascendente o tanto en dirección descendente como ascendente. La siguiente tabla ilustra qué tipos de ONU son soportados simultáneamente por varias implementaciones de OLT: