Janne Hirsimäki Diplomityöseminaari 24.11.2009 Gigabit-capable Passive Optical Network –tekniikka ja sen soveltuvuus liityntäverkkorakentamiseen Janne Hirsimäki Diplomityöseminaari 24.11.2009

Sisällys Työn tausta ja motivaatio Liityntäverkon eri topologiat Työn toteutus GPON-tekniikka Keskeisimmät tulokset

Työn tausta ja motivaatio Kuitu-kotiin rakentaminen lisääntymässä Valtion v.2015 hanke, ”100-Mbit kaikille” Liityntäverkon topologia joko pisteestä- pisteeseen tai passiivinen Gigabit-capable Passive Optical Network (GPON) on uusin ”kypsistä” PON- tekniikoista Työn tarkoitus on tutustua GPON- tekniikkaan ja pohtia sen soveltuvuutta liityntäverkkorakentamiseen

Pisteestä-pisteeseen (P2P) Jokaiselle tilaajalle oma kuitu liityntäsolmusta tai -pisteestä asti Kullakin asiakkaalla aidosti oma yhteys reitittimelle ns. ”Perinteinen tapa”

Pisteestä-pisteeseen 1/2

Pisteestä-pisteeseen 2/2

Passiivinen (PON) Syöttökaapelin yksi kuitu jaetaan usealle asiakkaalle, käyttäen passiivisia (teho)jaottimia Ei tarvetta aktiivikomponenteille lähellä asiakkaita Siirtokapasiteetin aikajakoisuus PON-tekniikoita käytössä laajalti Euroopan ulkopuolella Ei vielä käytössä Suomessa (mm. Ruotsissa ja Norjassa)

Passiivinen topologia 1/3

Passiivinen topologia 2/3

Passiivinen topologia 3/3

Diplomityön toteutus Kirjallisuustutkielma GPON-standardit (ITU-T G.984.x) Aihetta käsittelevä kirjallisuus Tekniikka PON-sovellusten takana Sovelluksia käsitteleviä artikkeleita Oma kontribuutio Käytettävät mittauslaitteet ja –tekniikat Vertailu pisteestä-pisteeseen topologian ja PON tekniikan välillä

PON-standardointi IEEE ITU-T (FSAN) EPON ja GE-PON (IEEE 802.3ah) APON BPON (G.983.x) GPON (G.984.x) FSAN = Full Service Access Network

GPON-tekniikka 1/3 Tarjottavat palvelut Ethernet (10/100 Mbps) Perinteinen puhelin (POTS) ATM E1, DS3, E3 (SDH/PDH) Video (overIP tai overlay @ 1550 nm) Palvelut niin yksityis- kuin operaattoriasiakkaille (tukiasemayhteydet)

GPON-tekniikka 2/3 Käytettävät liikennöintiaallonpituudet 1310 nm, data ylöspäin 1490 nm, data alaspäin 1550 nm, video alaspäin Siirtonopeudet 2,4 Gbit/s alaspäin ja 1,2 Gbit/s ylöspäin 2,4 Gbit/s symmetrinen (uusimmat suositukset) Hyötykaista n. 2,1 Gbit/s per PON 1:32 jaolla  n. 65 Mbit/s per asiakas 1:64 jaolla  n. 32 Mbit/s per asiakas Etäisyydet Fyysinen etäisyys 20 km Differentiaalinen etäisyys 20 km

GPON-tekniikka 3/3 Liikenne alaspäin (downstream) Aikajaettu (TDM) OLT hallinnoi ja ajoittaa ONU kykenee dekoodaaman vain oman datan Liikenne ylöspäin (upstream) Aikajaettu, yhteiden media (TDMA) OLT jakaa aikaikkunat Jako liityntäpisteissä käyttäen suuntavia jaottimia  liikenne välittyy vain OLT:lle Jakosuhteet Nykyään1:32 tai1:64 1:128 sunniteltu

Keskeiset tulokset 1/3 Syöttökaapelin kuitujen käyttö Kustannukset PON-topologia tehostaa verkon käyttöä Soveltuu olemassa olevan verkon käytön tehostamiseen tai etäällä sijaitseville uudisalueille Kustannukset Materiaalikustannukset  yhtä suuret Asennuskustannukset  PON edullisempi Päätelaitekustannukset  P2P edullisempi Energian käyttö  PON edullisempi Korjauskustannukset  PON edullisempi

Keskeiset tulokset 2/3 Siirtokapasiteetti (teoreettinen) GPON  2,4 Gbit/s symmetrinen per PON P2P  1 Gbit/s per asiakas Verkon skaalautuvuus GPON skaalautuu ja muokkautuu helposti P2P-verkko ei skaalaudu hyvin ilman laitteiden uudelleen sijoittelua Verkon toiminnan testaus PON-topologian erityisvaatimukset mittauslaitteilta

Keskeiset tulokset 3/3 Tulevaisuuden näkymät Seuraavan sukupolven PON-tekniikoita kehitetään jatkuvasti WDM-PON (wavelength-division multiplexing) Aallonpituusjakoon perustuva Kullekin asiakkaalle oma aallonpituus XGPON (10G-PON, ”X” = ’roomalaisten numeroiden 10’)

Tulevaisuuden PON-tekniikat Lähde: Motorola

Johtopäätökset 1/2 PON-tekniikat soveltuvat suomalaiseen liityntäverkkorakentamiseen ”PON-vastaisuus” on muutosvastarintaa Eletään murrosajankohtaa Kupariverkon topologia tuttu ja turvallinen Ei nähdä PON:in etuja selkeästi tai haluta muuttaa ajattelutapaa GPON on tällä hetkellä käyttökelpoisin PON-tekniikoista

Johtopäätökset 2/2 P2P- ja PON-topologioita tulee käyttää toisiaan täydentävinä ratkaisuina Rinnakkain, eri osissa Päällekkäin, PON over P2P Verkkotopologia tulee aina rakentaa teknologiariippumattomaksi Verkko helposti muunnettavissa P2P  PON tai päin vastoin Turvauduttava tuleviin teknologiapäivityksiin

Esimerkkialue Lähde: Nestor Cables Oy Laitetila Jakamo Kaapelikaivo OKT RT 96-k 48-k 24-k 4 x 48-k 3 x 24-k Laitetila Jakamo Kaapelikaivo Lähde: Nestor Cables Oy