EPON ve GPON, pasif optik ağların (PON’lar) popüler versiyonlarıdır. Bu kısa mesafeli fiber optik kablo ağları, İnternet erişimi, İnternet protokolü üzerinden ses (VoIP) ve metropolitan alanlarda dijital TV dağıtımı için kullanılır.
Diğer kullanım alanları arasında hücresel baz istasyonları, Wi-Fi erişim noktaları ve hatta dağıtılmış anten sistemleri (DAS) için ana taşıyıcı bağlantıları bulunmaktadır. Aralarındaki temel farklar, aşağı ve yukarı yönlü iletişim için kullanılan protokollerde yatmaktadır. İşte bu noktada GPON teknolojisi, hizmet sağlayıcılara müşteri taleplerini karşılamak ve sermaye giderlerini, elektrik/optik fiber ağ bakım maliyetlerini optimize etmek için güvenilir bir yol haritası sunmaktadır.
Gigabit Pasif Optik Ağın kısaltması olan GPON, evlere ve işyerlerine modern geniş bant sağlamak için olağanüstü QoS, esneklik ve dinamik bant genişliği tahsisi yeterliliği sunar. Fiber aynı fiberdir ve gelişmez.
Pasif Optik Ağlar
Bir PON, aktif bileşenler yerine yalnızca fiber ve pasif bileşenler kullanan bir fiber ağıdır. Bu tür ağlar, aktif bileşenler kullananlara göre daha az maliyetlidir. Dezavantajı, daha kısa bir kapsama alanına sahip olmaktadır. Aktif bir optik ağ (AON) yaklaşık 100 km’ye kadar bir menzile sahipken, bir PON tipik olarak 20 km’ye kadar sınırlıdır. PON’lar ayrıca eve kadar fiber (FTTH) ağları olarak da adlandırılır.
FTTx terimi, bir fiber hattının ne kadar uzakta olduğunu belirtmek için kullanılır. FTTH’de x ev içindir. FTTP veya binaya kadar fiber olarak da adlandırıldığını görebilirsiniz. Bir başka varyasyon da binaya kadar fiber için FTTB’dir. Bu üç versiyon, fiberin servis sağlayıcıdan müşteriye kadar uzandığı sistemleri tanımlar.
Diğer şekillerde, fiber müşteriye kadar gitmez. Bunun yerine, mahalledeki bir ara düğüme iletilir. Buna düğüme kadar fiber için FTTN denir.
Bir başka varyasyon da FTTC ya da kaldırıma kadar fiberdir. Burada da fiber eve kadar gitmez. FTTC ve FTTN ağları, hizmetleri daha düşük maliyetle genişletmek için müşterinin korumasız bükümlü çift (UTP) bakır telefon hattını kullanabilir. Özellikle Türkiye’de hala en yaygın olarak kullanılanıdır ve 11milyon abone sayısı bulunur.
PON düzenlemesi, merkezi bir optik hat terminalinin (OLT) fiber hat başına 16 ila 128 müşteriye TV veya İnternet hizmeti dağıttığı bir noktadan çok noktaya (P2MP) ağdır. 1 fiber bağlantı noktası birden çok kişiye fiber lazerini ulaştırır bunu aşağıdaki PLC Splitterlar aracılığı ile yapar. Sahadaki abone sayısına göre bu bölücüler seçilir.
Optik ayırıcılar, optik sinyali kullanıcılara dağıtır. Bir optik ağ ünitesi (ONU) PON’u müşterinin evinde sonlandırır. ONU genellikle PON’u TV setlerine, telefonlara, bilgisayarlara veya kablosuz yönlendiriciye bağlayan ayrı bir kutu olabilen bir optik ağ terminali (ONT) ile iletişim kurar. ONU/ONT tek bir cihaz olabilir. Bu tamamen sağlayıcının tercihine kalmış bir şeydir.
OLT’den ONU/ONT’ye tek bir ışık dalga boyunda aşağı akış dağıtımı için temel çalışma yönteminde, tüm müşteriler aynı verileri alır. ONU, her kullanıcı için hedeflenen verileri tanır. ONU’dan OLT’ye yukarı akış için, her kullanıcıya farklı bir ışık dalga boyunda bir zaman dilimi atandığı bir zaman bölmeli çoklama (TDM) tekniği kullanılır. Bu düzenlemeyle, ayırıcılar güç birleştirici olarak hareket eder. Burst-mod işlemleri olarak adlandırılan yukarı akış iletimleri, bir kullanıcının veri göndermesi gerektiğinde rastgele gerçekleşir. Pasif ağlarda bölümleme her şeydir ve internetin performansını da ayrıca belirler.
Süreci daha basit anlatmam gerekirse;
- İlk olarak, Optik Hat Terminali optik Dalga Boyu Bölmeli Çoğullama (WDM) adı verilen bir işlem aracılığıyla optik sinyaller şeklinde veri gönderir. OLT tipik olarak İSS’nizdir ve bir GPON’un başlangıç noktası olarak düşünülebilir.
- Sinyal, bir optik dağıtım ağı (ODN) üzerinden tek bir fiber uzunluğu boyunca yayılır ve uçtaki pasif ayırıcıya ulaşır. Bir GPON fiber ağı 20 km’ye kadar mesafelere ulaşabilir.
- Pasif GPON ayırıcı optik sinyali alır ve 128’e kadar birden fazla sinyale böler. Bu, noktadan çok noktaya erişimi mümkün kılar ve böylece 128 adede kadar fiber bağlantı sağlar.
- Son olarak, son kilometrede, bölünmüş optik sinyaller bir konutun veya bir işletmenin tesislerinde kurulu olan bireysel GPON ONT/ONU cihazlarına ulaşır. Bu GPON’un sonlandırma noktasıdır ve optik veri sinyalinin elektrik sinyaline dönüştürülmesini sağlar. Tersine bir şekilde, veriler GPON ONT/GPON ONU’dan OLT’ye yukarı yönde de gönderilir.
Buraya kadar her şey normal ilerlese bile PON tipik olarak OLT ve ONU’lardan ve daha önce de belirtildiği gibi fiber kablo demetlerinden ve konektörler gibi diğer optik iletim ortamlarından oluşur. Bağlantı kaybına bu bileşenler (kablo, konektörler, patch cordlar, ekler, ayırıcılar, bölücüler) neden olabilir. Bir yapı tasarlanırken kayıplar çok önemlidir. Her dalga boyunda farklı farklı kayıplara sebebiyet verir.
|Dalgaboyu (nm)
|Açıklama
|Yol kaybı (dB)
|1310
|Minimum optik kayıp
|13
|Maximum optik kayıp
|28
|1490
|Minimum optik kayıp
|13
|Maximum optik kayıp
|28
Yıllar içinde çeşitli PON standartları geliştirilmiştir. Uluslararası Telekomünikasyon Birliği (ITU), uzun mesafeli paket iletimi için Asenkron Transfer Modunu (ATM) kullanan APON standardını oluşturdu. ATM artık kullanılmadığından, geniş bant PON veya BPON adı verilen daha yeni bir sürüm oluşturuldu. Bu standart 622 Mbits/s aşağı yönde ve 155 Mbits/s yukarı yönde iletim sağlamaktadır.
BPON bazı sistemlerde hala kullanılıyor olsa da, mevcut ağların çoğu GPON veya Gigabit PON kullanmaktadır. GPON, aşağı yönde 2.488 Gbits/s ve yukarı yönde 1.244 Gbits/s sağlar.
Özellikle ülkemizde sahada ZTE, Huawei, Calix, Broadcom, Nokia, Optokon, Cisco, Extreme vb markalar sıkça kullanılmaktadır Çinli üreticilerin bu sektörde çokça ürünlerini görmenizde ayrıca mümkündür.
GPON optik dalga boyu bölmeli çoğullama (WDM) kullanır, böylece tek bir fiber hem aşağı akış hem de yukarı akış verileri için kullanılabilir. Aşağı akış verilerini 1490 nm dalga boyundaki bir lazer iletir. Yukarı akış verileri 1310 nm dalga boyunda iletilir. TV dağıtımı yapılıyorsa 1550 nm dalga boyu da ayrıca kullanılır ve çeviriciler yardımıyla RF sinyali lazere dönüştürülür. Bu işi piyasada en iyi yapan firmalar arasında Prevail yer almaktadır.
Ülkemizde bu yöntemi başarılı bir şekilde Turksat uygulamakta ve abonelerine sunmaktadır detaylarına Turksat Fiber Optik Altyapı Çalışması makalemden göz atabilirsiniz.
ITU’nun en son standartları şunlardır:
- XG-PON (10G aşağı / 2.5G yukarı): GPON’un daha yüksek bant genişliğine sahip bir versiyonudur. GPON ile aynı özelliklere sahiptir ve GPON ile aynı fiber üzerinde birlikte var olabilir.
- XGS-PON (10G aşağı / 10G yukarı): GPON’un daha yüksek bant genişliğine sahip, simetrik bir versiyonudur. Yine GPON ile aynı özelliklere sahiptir ve GPON ile aynı fiber üzerinde birlikte var olabilir.
- NG-PON2 (10G aşağı / 10G yukarı, 10G aşağı / 2.5G yukarı): GPON’un daha yüksek bant genişliğine sahip bir versiyonu olmakla kalmayıp aynı zamanda yeni yetenekleri de mümkün kılmaktadır. NG-PON2, GPON, XG-PON ve XGS-PON ile iyi bir şekilde birlikte var olmaktadır.
- 50G PON (50G aşağı / 10G veya 25G veya 50G yukarı): Tek bir fiber üzerinde birkaç gerçek 10G hizmeti, 5G fronthaul ve konut hizmetleri sunacak olan 50G PON’dur. Bu standart 2021’in sonlarında piyasaya sürülmüştür.
- Pasif bileşenlerin düşük maliyeti, daha basit sistemler anlamına gelir.
- GPON, Kanada ve ABD’de en popüler olanıdır. EPON sistemleri Asya ve Avrupa’da daha yaygındır.