أولاً، ما هي المشكلة التي يستخدم PON لحلها؟
● مع ظهور خدمات النطاق الترددي العالي مثل الفيديو حسب الطلب والألعاب عبر الإنترنت وتلفزيون IPTV، أصبح المستخدمون في حاجة ماسة إلى زيادة عرض النطاق الترددي للوصول. وتتزايد صعوبة طرق الوصول إلى النطاق العريض المستندة إلى ADSL في تلبية متطلبات المستخدم لعرض النطاق الترددي العالي، اثنين- طريقة نقل القدرة، والأمن.
● نظرا لمسافة الإرسال الطويلة، والقدرة القوية على مقاومة التداخل والسعة الكبيرة، فقد تم استخدام الألياف الضوئية على نطاق واسع في الشبكة الأساسية. في السنوات الأخيرة، ومع انخفاض تكلفة الأجهزة الضوئية، أصبحت الألياف الضوئية تدريجيًا الخيار الأول لوسيط النقل لشبكة الوصول.
● تعد الشبكة الضوئية المنفعلة (PON) منخفضة التكلفة نسبيًا في وضع الوصول إلى الألياف ويمكن ترقيتها بسلاسة. يتم تفضيله بشكل متزايد من قبل مشغلي الاتصالات ويعتبر حلاً مثاليًا لحل مشكلة "الميل الأخير".
ثانيا، تكوين PON
يتكون PON من ثلاثة أجزاء: نهاية الخط البصري (أولت)، وحدة الشبكة الضوئية (ONU)، والخائن البصري السلبي (POS).
PON عبارة عن بنية غير متماثلة من نقطة إلى عدة نقاط (P2MP). الأدوار التي لعبهاأولتوONUمختلفة. الأولتيعادل دور السيد، وONUيعادل دور العبد.
ثالثاً: مميزات PON:
● الادخار
الألياف الضوئية P2P – N؛ جهاز الإرسال والاستقبال البصري 2N
P2PCurb – 1 ألياف؛ 2N+2 جهاز إرسال واستقبال بصري؛ يتطلب إمدادات الطاقة المحلية. يوفر الكثير من الألياف
P2MP (PON) - 1 ألياف؛ جهاز الإرسال والاستقبال البصري N+1؛ حفظ عدد كبير من الألياف الضوئية؛ عدد كبير من أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية
● موثوقة
لا تمر الإشارة عبر الجهاز الإلكتروني النشط أثناء عملية إرسال PON، مما يقلل بشكل كبير من نقطة الفشل المحتملة؛
يؤدي استخدام الأجهزة السلبية إلى تبسيط التسلسل الهرمي للشبكة، كما أن بنية الشبكة المسطحة أسهل في الصيانة والإدارة.
● لمسافات طويلة
تتراوح مسافة إرسال PON من 10 إلى 20 كم، مما يتغلب تمامًا على قيود المسافة بين طرق الوصول إلى Ethernet وxDSL، ويعزز بشكل كبير مرونة نشر المكتب النهائي للمشغل.
● عرض النطاق الترددي العالي
بالمقارنة مع xDSL، يتمتع PON بنطاق ترددي أعلى ويلبي تمامًا احتياجات خدمات البث عبر الإنترنت HDTV المستقبلية.
● مرنة
نموذج شبكة PON ليس محدودًا، ويمكن بناء شبكة من طوبولوجيا الشجرة والنجمة بمرونة.
يعتبر PON مناسبًا بشكل خاص للمناسبات التي تكون فيها نقاط وصول معلومات المستخدم متناثرة، ويمكن أن تلبي الألياف الضوئية الجذع وصول جميع المستخدمين إلى نقاط المعلومات.
رابعا، المعيار الرئيسي للبون
● GPON – GigabitPON، معيار البروتوكول ITUG.984، ترقية وتوسيع APON، باستخدام تنسيق إطار مشترك لتوفير الدعم لمجموعة متنوعة من الخدمات. الحد الأقصى للمعدل هو 2.5 جيجابت في الثانية. تتمتع GPON بمزايا السرعة العالية ودعم الخدمات المتعددة، لكن التكنولوجيا معقدة والتكلفة مرتفعة ونضج المنتج ليس مرتفعًا.
● EPON —— Ethernet PON، معيار بروتوكول IEEE802.3ah، الذي ينقل حزم تنسيق Ethernet على شبكة PON ويمكنه دعم معدل متماثل يبلغ 1.25 جيجابت في الثانية. يعتمد EPON على تقنية Ethernet والبروتوكول بسيط وفعال. بالمقارنة مع APON، يتمتع GPON بمزايا واضحة من حيث التكلفة.
خامساً، التقنيات الرئيسية لـ EPON
● تعدد القنوات
يعتمد نظام EPON تقنية WDM لتحقيق نقل ثنائي الاتجاه بألياف مفردة؛
معدل القناة هو 1.25 جيجابت في الثانية من المنبع والمصب.
● وضع الإرسال للوصلة الهابطة EPON - وضع البث
● وضع نقل الوصلة الصاعدة EPON - وضع TDMA
● بروتوكول التحكم متعدد النقاط – MPCP
على عكس بنية Ethernet P2P، فإن PON هي بنية P2MP. الONUتتنافس على موارد قناة الوصلة الصاعدة، وهناك حاجة إلى آلية تحكيم لتجنب تضارب بيانات الوصلة الصاعدة وتخصيص موارد القناة بشكل صحيح. يحدد بروتوكول 802.3ah بروتوكول التحكم المقابل، بروتوكول التحكم MAC متعدد النقاط (MPCP)؛
يحدد lMPCP بشكل أساسي طبقة فرعية للتحكم في MAC متعددة النقاط لتوسيع واستبدال الطبقة الفرعية للتحكم في MAC المحددة بواسطة بروتوكول 802.3. يتمتع إطار التحكم الخاص ببروتوكول MPCP بأولوية أعلى من إطار بيانات MACClient.
● تعويض المدى والتأخير
يعتمد إرسال الوصلة الصاعدة EPON وضع TDMA. الأولتيحدد الوقت المناسب لONUلإرسال البيانات. منذ كلONUيختلف عنأولت، سيكون هناك فرق تأخير. إذا لم تكن هناك آلية فعالة لتعويض التأخير، فسيظل هناك تعارض في نقل بيانات الوصلة الصاعدة.
يعد نطاق EPON وتعويض التأخير من التقنيات الأساسية لتعدد إرسال قنوات الوصلة الصاعدة. Ø في عملية DiscoveryProcessing، يتمأولتيحسب قيمة RTT (وقت رحلة الذهاب والإياب) لكل منهاONUعن طريق قياس المسجلين حديثاONU.
الأولتيستخدم RTT لضبط وقت الترخيص لكل منهاONU.
الأولتيمكن أيضًا بدء النطاق عندما يستقبل MPCP PDU.
حساب وقت الإرسال والاستقبال:
يحتوي إطار GATE على حقل "الطابع الزمني" الذيONUيستخدم لتحديث سجل التوقيت المحلي. الأولتيمكن حساب RTT من خلال إطار التقرير المستلم لإجراء التعويض التجريبي.
● تخصيص النطاق الترددي الديناميكي (DBA)
مقارنة الفترات الزمنية الثابتة والفترات الزمنية الديناميكية:
