Gigabit Passive Optical Network (GPON)

Para un campus, hospital, o agencia de gobierno, GPON es una alternativa a Ethernet switching, esto

es, una alternativa a la implementación clásica basada en redes locales Ethernet entrelazadas por cable

y/o fibra, y switches o conmutadores para interconectarlas.

Muchas agencias federales, incluyendo las fuerzas armadas, han hecho uso extensivo de la tecnología

GPON pues ésta consume menos potencia que la alternativa clásica de Ethernet conmutado, y, por lo

tanto, se mercadea como la alternativa “verde”. Además, en términos de la posibilidad de que algún

intruso no autorizado intercepte la comunicación, fibra es más segura que cobre.

El diseño Ethernet clásico posee una arquitectura de 3 capas, core, distribución, y acceso, mientras

que el diseño GPON elimina las capas de acceso y distribución, y las sustituye por:

• ONT’s (optical network terminations)

Proveen la conversión óptica a eléctrica, y viceversa.

• Splitters

Multiplexean múltiples fibras ópticas a una sola fibra, y demultiplexean una fibra en múltiples

fibras. Ambas tareas, multiplexing y demultiplexing, se realizan en forma pasiva, esto es, sin

inyectar potencia externa alguna. Generalmente la razón es de 1:32. En el diseño hay que

asegurar que la potencia de la señal sea lo suficientemente alta como para garantizar un mínimo

de signal to noise ratio (SNR).

• OLT’s (optical line terminals)

Un OLT agrega o une todas las señales ópticas provenientes de los ONT’s en una sola señal

óptica de salida la cual luego es convertida a señal eléctrica, con formato Ethernet, y enviada a

un Ethernet core switch. Un OLT típico provee un total de 72 puertos, en donde cada puerto

recibe un cable de fibra óptica que gracias a un splitter ha sido multiplexeado. Un puerto típico

de un OLT le da servicio a 32 ONT’s, aunque puede llegar hasta un máximo de 128 ONT’s.

La siguiente figura clarifica la relación entre los OLT’s y los ONT’s.

Un GPON campus network es un layer 2 broadcast domain. Los servicios de layer 3 son provistos

desde el core Ethernet switch.

En redes GPON el tráfico fluye desde el desktop hasta el core Ethernet switch, y luego de vuelta.

Por lo tanto, no hay rutas alternas, ni spanning tree que correr. Si el core Ethernet switch no es

suficientemente rápido, entonces se puede crear un embudo en la red.

Como GPON no utiliza cable de cobre alguno, no permite la implementación de PoE (power

over Ethernet).

En redes GPON, en la dirección downstream, esto es, OLT-ONT, gracias a los splitters, el tráfico

es broadcasted.

En redes GPON, cifrado (i.e. encryption) puede ser utilizado en la dirección OLT-ONT, pero no

en la dirección ONT-OLT.

Al reducirse el número de switches las redes GPON consumen mucho menos potencia. De ahí

su clasificación como tecnología “verde”.

Referencias:

1. Overview of GPON Technology, fs.com, 2018,

https://www.fs.com/overview-of-gpon-technology-aid-500.html

2. N. G. Lippis III, GPON vs Gigabit Ethernet in Campus Networking, Lippis Consulting, febrero

2012,

https://www.cisco.com/c/dam/en_us/solutions/industries/docs/gov/gpon_paper.pdf

3. M. Wilson, S. Kelly, MYTHBUSTERS: The Honest Facts About Gigabit Passive Optical

Networks (GPON), BICSI, TBD,

https://www.bicsi.org/uploadedfiles/pdfs/presentations/region_events/Northeast_LaurelMD_03

-14-13/MythbustersGigabitPON.pdf

4. A. Gibson, GPON vs. Ethernet: 3 lies you should know, TechTonic Times, 2015,

http://www.abrahamsconsulting.com/blog/gpon-vs-ethernet-3-lies-you-should-know/

5. DK Photonics Blog, 2018, http://www.dkphotonics.com/blog/passive-optical-network/