Innanzitutto, quale problema viene utilizzato per risolvere il PON?
● Con l'emergere di servizi a banda larga come video on demand, giochi online e IPTV, gli utenti hanno urgente bisogno di aumentare la larghezza di banda di accesso. I metodi di accesso a banda larga basati su ADSL esistenti sono sempre più difficili da soddisfare le esigenze degli utenti di larghezza di banda elevata, due- capacità di trasmissione e sicurezza.
● A causa della lunga distanza di trasmissione, della forte capacità anti-interferenza e della grande capacità, la fibra ottica è stata ampiamente utilizzata nella rete backbone. Negli ultimi anni, con la diminuzione del costo del dispositivo ottico, la fibra ottica è progressivamente diventata la prima scelta per il mezzo trasmissivo della rete di accesso.
● La rete ottica passiva (PON) ha un costo relativamente basso in modalità di accesso in fibra e può essere aggiornata senza problemi. È sempre più favorito dagli operatori di telecomunicazioni ed è considerato la soluzione ideale per risolvere il problema dell'“ultimo miglio”.
In secondo luogo, la composizione del PON
Il PON è composto da tre parti: una terminazione della linea ottica (OLT), un'unità di rete ottica (ONU) e uno splitter ottico passivo (POS).
PON è una struttura asimmetrica punto-multipunto (P2MP). I ruoli interpretati daOLTe ilONUsono diversi. ILOLTè equivalente al ruolo del Master, e ilONUequivale al ruolo dello Schiavo.
In terzo luogo, i vantaggi del PON:
● Salvataggio
P2P – N fibre ottiche; Ricetrasmettitore ottico 2N
P2PCurb – 1 fibra; Ricetrasmettitore ottico 2N+2; richiede alimentazione locale; risparmia molta fibra
P2MP (PON) – 1 fibra; Ricetrasmettitore ottico N+1; un gran numero di fibre ottiche risparmiate; un gran numero di ricetrasmettitori ottici
● Affidabile
Il segnale non passa attraverso il dispositivo elettronico attivo durante il processo di trasmissione PON, riducendo notevolmente il potenziale punto di guasto;
L'uso di dispositivi passivi semplifica la gerarchia di rete e la struttura di rete appiattita è più facile da mantenere e gestire.
● Lunga distanza
La distanza di trasmissione PON è compresa tra 10 e 20 km, il che supera completamente la limitazione della distanza tra i metodi di accesso Ethernet e xDSL e migliora notevolmente la flessibilità dell'implementazione dell'ufficio finale dell'operatore.
● Larghezza di banda elevata
Rispetto a xDSL, PON ha una larghezza di banda maggiore e soddisfa pienamente le esigenze dei futuri servizi di trasmissione online HDTV.
● Flessibile
Il modello di rete PON non è limitato e la rete con topologia ad albero e a stella può essere costruita in modo flessibile.
Il PON è particolarmente indicato nei casi in cui i punti informativi di accesso degli utenti sono sparsi, ed un tronco in fibra ottica può soddisfare l'accesso di tutti gli utenti ai punti informativi di accesso.
In quarto luogo, lo standard principale del PON
● GPON – GigabitPON, protocollo standard ITUG.984, aggiornamento ed estensione di APON, utilizzando un formato frame comune per fornire supporto per una varietà di servizi. La velocità massima è 2,5 Gbps. GPON presenta vantaggi in termini di alta velocità e supporto per più servizi, ma la tecnologia è complessa, il costo è elevato e la maturità del prodotto non è elevata.
● EPON——Ethernetover PON, protocollo standard IEEE802.3ah, che trasmette pacchetti in formato Ethernet sulla rete PON e può supportare una velocità simmetrica di 1,25 Gbps. EPON si basa sulla tecnologia Ethernet e il protocollo è semplice ed efficiente. Rispetto ad APON, GPON presenta evidenti vantaggi in termini di costi.
Quinto: Tecnologie chiave di EPON
● Multiplexing di canale
Il sistema EPON adotta la tecnologia WDM per realizzare la trasmissione bidirezionale a fibra singola;
La velocità del canale è di 1,25 Gbps upstream e downstream.
● Modalità di trasmissione downlink EPON – modalità di trasmissione
● Modalità di trasmissione uplink EPON – modalità TDMA
● Protocollo di controllo multipunto – MPCP
A differenza dell'architettura Ethernet P2P, PON è un'architettura P2MP. ILONUcompete per le risorse del canale di uplink ed è necessario un meccanismo di arbitrato per evitare collisioni di dati di uplink e allocare correttamente le risorse del canale. Il protocollo 802.3ah specifica il protocollo di controllo corrispondente, il Multi-point MAC Control Protocol (MPCP);
lMPCP definisce principalmente un sottolivello di controllo MAC multipunto per estendere e sostituire il sottolivello di controllo MAC definito dal protocollo 802.3. Il frame di controllo del protocollo MPCP ha una priorità più alta rispetto al frame di dati MACClient.
● Compensazione del range e del ritardo
La trasmissione uplink EPON adotta la modalità TDMA. ILOLTdetermina il tempo per laONUper inviare dati. Dato che ciascunoONUè diverso daOLT, ci sarà una differenza di ritardo. Se non esiste un meccanismo efficace di compensazione del ritardo, si verificherà comunque il conflitto di trasmissione dei dati di uplink.
La gamma EPON e la compensazione del ritardo sono le tecnologie chiave per il multiplexing del canale uplink. Ø Nel processo DiscoveryProcessing, ilOLTcalcola il valore RTT (RoundTrip Time) di ciascunoONUmisurando la nuova immatricolazioneONU.
ILOLTutilizza RTT per regolare il tempo di autorizzazione di ciascunoONU.
ILOLTpuò anche avviare la misurazione quando riceve una PDU MPCP.
Calcolo dell'RTT:
Il frame GATE contiene un campo "timestamp" che il fileONUutilizza per aggiornare il registro dell'ora locale. ILOLTpuò calcolare l'RTT attraverso il frame REPORT ricevuto per eseguire la compensazione sperimentale.
● Allocazione dinamica della larghezza di banda (DBA)
Confronto tra fasce orarie fisse e fasce orarie dinamiche:
