ראשית, איזו בעיה משמש ה-PON כדי לפתור?
● עם הופעתם של שירותי רוחב פס גבוה כגון וידאו על פי דרישה, משחקים מקוונים ו-IPTV, המשתמשים זקוקים בדחיפות להגדלת רוחב הפס הגישה. שיטות גישה קיימות מבוססות ADSL בפס רחב מתקשות יותר ויותר לעמוד בדרישות המשתמש עבור רוחב פס גבוה, שני- יכולת שידור דרך ואבטחה.
● בשל מרחק השידור הארוך, יכולת אנטי הפרעות חזקה וקיבולת גדולה, נעשה שימוש נרחב בסיב האופטי ברשת השדרה. בשנים האחרונות, עם ירידת עלות המכשיר האופטי, הפך הסיב האופטי בהדרגה לבחירה הראשונה לאמצעי השידור של רשת הגישה.
● רשת אופטית פסיבית (PON) היא בעלות נמוכה יחסית במצב גישה לסיבים וניתן לשדרג אותה בצורה חלקה. זה יותר ויותר מועדף על ידי מפעילי טלקום ונחשב לפתרון אידיאלי לפתרון בעיית "המייל האחרון".
שנית, הרכב ה-PON
ה-PON מורכב משלושה חלקים: סיום קו אופטי (OLT), יחידת רשת אופטית (ONU), ומפצל אופטי פסיבי (POS).
PON הוא מבנה א-סימטרי, מנקודה לריבוי נקודות (P2MP). התפקידים שמילאו הOLTואתONUשונים. הOLTשווה ערך לתפקיד המאסטר, והONUשווה ערך לתפקיד העבד.
שלישית, היתרונות של PON:
● שמירה
P2P - N סיבים אופטיים; מקלט משדר אופטי 2N
P2PCurb - 1 סיב; מקלט משדר אופטי 2N+2; דורש אספקת חשמל מקומית; חוסך הרבה סיבים
P2MP (PON) - 1 סיב; מקלט משדר אופטי N+1; מספר רב של סיבים אופטיים שנשמרו; מספר רב של מקלטי משדר אופטיים
● אמין
האות אינו עובר דרך המכשיר האלקטרוני הפעיל במהלך תהליך שידור PON, מה שמפחית מאוד את נקודת הכשל הפוטנציאלית;
השימוש במכשירים פסיביים מפשט את היררכיית הרשת, ומבנה הרשת השטוח קל יותר לתחזוקה ולניהול.
● מרחק ארוך
מרחק שידור PON הוא 10 עד 20 ק"מ, מה שמתגבר לחלוטין על מגבלת המרחק בין שיטות גישה Ethernet ו-xDSL, ומשפר מאוד את הגמישות של פריסת המשרד הקצה של המפעיל.
● רוחב פס גבוה
בהשוואה ל-xDSL, ל-PON יש רוחב פס גבוה יותר והוא עונה באופן מלא על הצרכים של שירותי שידור מקוונים עתידיים של HDTV.
● גמיש
מודל הרשת של PON אינו מוגבל, וניתן לבנות את רשת הטופולוגיה של עצים וכוכבים בצורה גמישה.
ה-PON מתאים במיוחד לאירועים שבהם נקודות מידע גישה למשתמש מפוזרות, וסיב אופטי של מטען יכול לספק את הגישה של כל המשתמשים לנקודות מידע.
רביעית, הסטנדרט העיקרי של PON
● GPON – GigabitPON, תקן פרוטוקול ITUG.984, שדרוג והרחבה של APON, תוך שימוש בפורמט מסגרת משותף למתן תמיכה במגוון שירותים. הקצב המרבי הוא 2.5Gbps. ל-GPON יש יתרונות במהירות גבוהה ותמיכה במספר שירותים, אך הטכנולוגיה מורכבת, העלות גבוהה, והבשלות של המוצר אינה גבוהה.
● EPON——Ethernetover PON, תקן פרוטוקול IEEE802.3ah, המשדר מנות בפורמט Ethernet ברשת PON ויכול לתמוך בקצב סימטרי של 1.25Gbps. EPON מבוסס על טכנולוגיית Ethernet והפרוטוקול פשוט ויעיל. בהשוואה ל-APON, ל-GPON יש יתרונות ברורים מבחינת עלות.
חמישית, טכנולוגיות מפתח של EPON
● ריבוי ערוצים
מערכת EPON מאמצת את טכנולוגיית WDM למימוש שידור דו-כיווני דו-כיווני;
קצב הערוץ הוא 1.25 Gbps במעלה הזרם ומורד הזרם.
● מצב שידור EPON downlink – מצב שידור
● מצב שידור EPON Uplink – מצב TDMA
● Multipoint Control Protocol – MPCP
בניגוד לארכיטקטורת Ethernet P2P, PON היא ארכיטקטורת P2MP. הONUמתחרה על משאבי ערוץ uplink, ויש צורך במנגנון בוררות כדי למנוע התנגשויות נתונים uplink וכדי להקצות כראוי משאבי ערוץ. פרוטוקול 802.3ah מציין את פרוטוקול הבקרה המתאים, פרוטוקול הבקרה של MAC Multi-Point (MPCP);
lMPCP מגדיר בעיקר תת-שכבת MAC Control רב-נקודתית להרחבה ולהחלפת שכבת המשנה של MAC Control המוגדרת בפרוטוקול 802.3. למסגרת הבקרה של פרוטוקול MPCP יש עדיפות גבוהה יותר ממסגרת הנתונים של MACClient.
● פיצוי טווח ועיכוב
שידור EPON Uplink מאמצת את מצב TDMA. הOLTקובע את הזמן עבורONUלשלוח נתונים. מאז כל אחדONUשונה מהOLT, יהיה הבדל עיכוב. אם אין מנגנון פיצוי עיכוב יעיל, עדיין תתרחש התנגשות בהעברת נתונים בקישור למעלה.
טווח EPON ופיצוי עיכוב הם טכנולוגיות המפתח לריבוי ערוצי Uplink. Ø בתהליך DiscoveryProcessing, הOLTמחשבת את ערך ה-RTT (זמן טיול סיבובי) של כל אחד מהםONUעל ידי מדידת הרשומים החדשיםONU.
הOLTמשתמש ב- RTT כדי להתאים את זמן ההרשאה של כל אחד מהםONU.
הOLTיכול גם ליזום טווח כאשר הוא מקבל MPCP PDU.
חישוב RTT:
המסגרת של GATE מכילה שדה "חותמת זמן" שה-ONUמשמש לרענון רישום הזמן המקומי. הOLTיכול לחשב את ה-RTT דרך המסגרת REPORT שהתקבלה כדי לבצע פיצוי ניסיוני.
● הקצאת רוחב פס דינמית (DBA)
השוואה בין משבצות זמן קבועות ומשבצות זמן דינמיות:
