Premièrement, quel problème le PON est-il utilisé pour résoudre ?
● Avec l'émergence de services à haut débit tels que la vidéo à la demande, les jeux en ligne et la télévision sur IP, les utilisateurs ont un besoin urgent d'augmenter la bande passante d'accès. Les méthodes d'accès haut débit basées sur l'ADSL existantes sont de plus en plus difficiles à répondre aux besoins des utilisateurs en matière de haut débit, deux- la capacité de transmission et la sécurité.
● En raison de la longue distance de transmission, de la forte capacité anti-interférence et de la grande capacité, la fibre optique a été largement utilisée dans le réseau fédérateur. Ces dernières années, avec la diminution du coût du dispositif optique, la fibre optique est progressivement devenue le premier choix pour le support de transmission du réseau d'accès.
● Le réseau optique passif (PON) est relativement peu coûteux en mode d'accès fibre et peut être mis à niveau en douceur. Il est de plus en plus privilégié par les opérateurs télécoms et est considéré comme une solution idéale pour résoudre la problématique du « dernier kilomètre ».
Deuxièmement, la composition du PON
Le PON se compose de trois parties : une terminaison de ligne optique (BTA), une unité de réseau optique (ONU), et un séparateur optique passif (POS).
PON est une structure asymétrique point à multipoint (P2MP). Les rôles joués par lesBTAet leONUsont différents. LeBTAest équivalent au rôle du Maître, et leONUest équivalent au rôle de l'Esclave.
Troisièmement, les avantages de PON :
● Sauvegarde
P2P – N fibres optiques ; Émetteur-récepteur optique 2N
P2PCurb – 1 fibre ; Émetteur-récepteur optique 2N+2 ; nécessite une alimentation électrique locale ; économise beaucoup de fibres
P2MP (PON) – 1 fibre ; Émetteur-récepteur optique N+1 ; un grand nombre de fibres optiques économisées ; un grand nombre d'émetteurs-récepteurs optiques
● Fiable
Le signal ne traverse pas le dispositif électronique actif pendant le processus de transmission PON, ce qui réduit considérablement le point de défaillance potentiel ;
L'utilisation de périphériques passifs simplifie la hiérarchie du réseau et la structure du réseau aplatie est plus facile à entretenir et à gérer.
● Longue distance
La distance de transmission PON est de 10 à 20 km, ce qui élimine complètement la limitation de la distance entre les méthodes d'accès Ethernet et xDSL et améliore considérablement la flexibilité du déploiement du bureau final de l'opérateur.
● Bande passante élevée
Comparé au xDSL, PON a une bande passante plus élevée et répond pleinement aux besoins des futurs services de diffusion en ligne HDTV.
● Flexible
Le modèle de réseau PON n'est pas limité et le réseau de topologie arborescente et en étoile peut être construit de manière flexible.
Le PON est particulièrement adapté aux cas où les points d'information d'accès des utilisateurs sont dispersés, et une fibre optique principale peut satisfaire l'accès de tous les utilisateurs aux points d'information.
Quatrièmement, la norme principale de PON
● GPON – GigabitPON, norme de protocole ITUG.984, mise à niveau et extension d'APON, utilisant un format de trame commun pour prendre en charge une variété de services. Le débit maximum est de 2,5 Gbit/s. GPON présente des avantages en termes de vitesse élevée et de prise en charge de plusieurs services, mais la technologie est complexe, le coût est élevé et la maturité du produit n'est pas élevée.
● EPON——Ethernetover PON, norme de protocole IEEE802.3ah, qui transmet des paquets au format Ethernet sur le réseau PON et peut prendre en charge un débit symétrique de 1,25 Gbit/s. EPON est basé sur la technologie Ethernet et le protocole est simple et efficace. Par rapport à APON, GPON présente des avantages évidents en termes de coût.
Cinquièmement, technologies clés d'EPON
● Multiplexage des canaux
Le système EPON adopte la technologie WDM pour réaliser une transmission bidirectionnelle à fibre unique ;
Le débit du canal est de 1,25 Gbit/s en amont et en aval.
● Mode de transmission de liaison descendante EPON – mode de diffusion
● Mode de transmission de liaison montante EPON – mode TDMA
● Protocole de contrôle multipoint – MPCP
Contrairement à l'architecture Ethernet P2P, PON est une architecture P2MP. LeONUest en concurrence pour les ressources de canal de liaison montante, et un mécanisme d'arbitrage est nécessaire pour éviter les collisions de données de liaison montante et pour allouer correctement les ressources de canal. Le protocole 802.3ah spécifie le protocole de contrôle correspondant, le Multi-point MAC Control Protocol (MPCP) ;
lMPCP définit principalement une sous-couche MAC Control multipoint pour étendre et remplacer la sous-couche MAC Control définie par le protocole 802.3. La trame de contrôle du protocole MPCP a une priorité plus élevée que la trame de données MACClient.
● Compensation de plage et de retard
La transmission de liaison montante EPON adopte le mode TDMA. LeBTAdétermine l'heure duONUpour envoyer des données. Puisque chaqueONUest différent duBTA, il y aura une différence de retard. S'il n'existe pas de mécanisme de compensation de retard efficace, le conflit de transmission de données en liaison montante se produira toujours.
La télémétrie EPON et la compensation du retard sont les technologies clés pour le multiplexage des canaux de liaison montante. Ø Dans le processus DiscoveryProcessing, leBTAcalcule la valeur RTT (RoundTrip Time) de chaqueONUen mesurant les nouveaux inscritsONU.
LeBTAutilise RTT pour ajuster le temps d'autorisation de chaqueONU.
LeBTApeut également lancer la télémétrie lorsqu'il reçoit une PDU MPCP.
Calcul du RTT :
La trame GATE contient un champ « timestamp » que leONUutilise pour actualiser le registre de l’heure locale. LeBTApeut calculer le RTT via la trame REPORT reçue pour effectuer une compensation expérimentale.
● Allocation dynamique de bande passante (DBA)
Comparaison des plages horaires fixes et des plages horaires dynamiques :
