10G-EPON

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 funciona a una velocidad de datos de 10 Gbit/s en ambas direcciones, y asimétrica , que funciona a 10 Gbit/s en la dirección de bajada (del proveedor al cliente) y a 1 Gbit/s en la dirección de subida . 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 la distribución desde el concentrador hasta los clientes.

El grupo de trabajo sobre Ethernet en la primera milla del comité de normas 802.3 del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) publicó normas 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 sobre PON Ethernet de 10 Gbit/s. Según los materiales del CFI, los 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 , Velocidad .

En septiembre de 2006, IEEE 802.3 formó el grupo de trabajo 802.3av 10G-EPON ^[3] para elaborar 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 sobre 10G-EPON fue continuado por el grupo de trabajo IEEE P802.3bk Extended EPON , ^[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 para 1G-EPON como para 10G-EPON. La enmienda 802.3bk fue aprobada por el IEEE-SA SB en agosto de 2013 y publicada poco después como el estándar IEEE Std 802.3bk-2013. ^[6] El 4 de junio de 2020, el IEEE aprobó el estándar IEEE 802.3ca, que permite el funcionamiento simétrico o asimétrico con velocidades de bajada de 25 Gbit/s o 50 Gbit/s, y velocidades de subida de 10 Gbit/s, 25 Gbit/s o 50 Gbit/s sobre los mismos presupuestos de divisor de distancia de potencia. ^{[7] [8]}

La tecnología 10/10G-EPON de velocidad simétrica admite rutas de transmisión y recepción de datos que funcionan a 10 Gbit/s. El principal impulsor de la tecnología 10/10G-EPON era proporcionar un ancho de banda de subida y bajada adecuado para dar soporte a los clientes de edificios residenciales multifamiliares (conocidos en el estándar como unidades multifamiliares o MDU). Cuando se implementa en la configuración MDU, una unidad de red óptica (ONU) EPON puede conectarse a hasta mil suscriptores.

La 10/10G-EPON emplea una serie de funciones que son comunes a otros estándares de Ethernet punto a punto. Por ejemplo, funciones como la codificación de línea 64B/66B , el codificador de sincronización automática o la caja de cambios también se utilizan en los tipos de fibra óptica de enlaces Ethernet de 10 Gigabit .

La opción asimétrica 10/1G-EPON 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 de modo ráfaga implementados. La transmisión descendente, que utiliza óptica de modo continuo, dependerá de la madurez de los dispositivos Ethernet punto a punto de 10 Gbit/s.

Al igual que 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 son más adecuados para el tráfico IP que las celdas de longitud fija de 53 bytes que utilizan otras redes ópticas pasivas, como GPON . Esto puede reducir significativamente la sobrecarga 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 datos/sobrecarga también permite una alta utilización con componentes ópticos de bajo costo. ^[9]

El estándar 802.3av define varios presupuestos de energía, denominados PR o PRX. El presupuesto de energía PRX describe la PHY de velocidad asimétrica para PON que opera a 10 Gbit/s de bajada y 1 Gbit/s de subida. El presupuesto de energía PR describe la 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 10 representa un presupuesto de energía bajo, el valor 20 representa un presupuesto de energía medio y el valor 30 representa un presupuesto de energía alto. El borrador del estándar 802.3av define los siguientes presupuestos de energía:

El estándar 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:

La 10G-EPON emplea un mecanismo de corrección de errores de reenvío (FEC) basado en flujo basado en Reed-Solomon (255, 223) . La FEC es obligatoria para todos los canales que operan a una velocidad de 10 Gbit/s, es decir, tanto los canales de subida como de bajada en la EPON simétrica de 10 Gbit/s y el canal de bajada en la EPON asimétrica de 10/1 Gbit/s. El canal de subida en la EPON asimétrica es el mismo que en la EPON de 1 Gbit/s, una FEC opcional basada en tramas que utiliza Reed-Solomon (255, 239).

10G-EPON utiliza codificación de línea 64B/66B , por lo que la sobrecarga de codificación es de solo 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 hace especial hincapié 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 utilizando la banda de 1575-1580 nm.

En la dirección 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 espectral 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 desde 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 en ambas direcciones. La siguiente tabla ilustra qué tipos de ONU son compatibles simultáneamente con varias implementaciones de OLT:

• 10G-PON
• Ethernet en la primera milla

• "Descripción general del estado, los requisitos y las aplicaciones de EPON de 10 Gb/s" (PDF) . Ethernet Alliance. Mayo de 2009. Consultado el 7 de mayo de 2011 .