Po pierwsze, jaki problem rozwiązuje PON?
● Wraz z pojawieniem się usług o dużej przepustowości, takich jak wideo na żądanie, gry online i IPTV, użytkownicy pilnie potrzebują zwiększenia przepustowości dostępu. Istniejące metody dostępu szerokopasmowego oparte na ADSL coraz trudniej spełnić wymagania użytkowników dotyczące dużej przepustowości, dwa- możliwości transmisji i bezpieczeństwo.
● Ze względu na dużą odległość transmisji, silne właściwości przeciwzakłóceniowe i dużą pojemność, światłowód jest szeroko stosowany w sieci szkieletowej. W ostatnich latach, wraz ze spadkiem kosztów urządzenia optycznego, światłowód stopniowo stał się pierwszym wyborem jako medium transmisyjne w sieci dostępowej.
● Pasywna sieć optyczna (PON) jest stosunkowo tania w trybie dostępu światłowodowego i można ją płynnie modernizować. Jest coraz bardziej preferowana przez operatorów telekomunikacyjnych i uznawana jest za idealne rozwiązanie problemu „ostatniej mili”.
Po drugie, skład PON
Sieć PON składa się z trzech części: terminatora linii optycznej (OLT), jednostka sieci optycznej (ONU) i pasywny rozdzielacz optyczny (POS).
PON to asymetryczna struktura punkt-wielopunkt (P2MP). Role odgrywane przezOLTiONUsą różne. TheOLTjest równoznaczna z rolą Mistrza iONUjest równoznaczna z rolą Niewolnika.
Po trzecie, zalety PON:
● Zapisywanie
P2P – włókna światłowodowe N; Transceiver optyczny 2N
P2PCurb – 1 włókno; Transceiver optyczny 2N+2; wymaga lokalnego zasilania; oszczędza dużo błonnika
P2MP (PON) – 1 włókno; Transceiver optyczny N+1; zaoszczędzono dużą liczbę włókien optycznych; duża liczba transceiverów optycznych
● Niezawodny
Sygnał nie przechodzi przez aktywne urządzenie elektroniczne podczas procesu transmisji PON, co znacznie zmniejsza potencjalny punkt awarii;
Zastosowanie urządzeń pasywnych upraszcza hierarchię sieci, a spłaszczona struktura sieci jest łatwiejsza w utrzymaniu i zarządzaniu.
● Duży dystans
Odległość transmisji PON wynosi od 10 do 20 km, co całkowicie eliminuje ograniczenie odległości między metodami dostępu Ethernet i xDSL i znacznie zwiększa elastyczność wdrożenia w biurze końcowym operatora.
● Wysoka przepustowość
W porównaniu z xDSL, PON ma większą przepustowość i w pełni spełnia potrzeby przyszłych usług transmisji online HDTV.
● Elastyczny
Model sieci PON nie jest ograniczony, a sieć o topologii drzewa i gwiazdy można elastycznie budować.
Sieć PON jest szczególnie odpowiednia w sytuacjach, gdy punkty informacji dostępowej użytkownika są rozproszone, a światłowód magistrali może zapewnić wszystkim użytkownikom dostęp do punktów informacyjnych.
Po czwarte, główny standard PON
● GPON – GigabitPON, standard protokołu ITUG.984, aktualizacja i rozszerzenie APON, wykorzystujący wspólny format ramki w celu zapewnienia obsługi różnorodnych usług. Maksymalna szybkość wynosi 2,5 Gb/s. GPON ma zalety w postaci dużej szybkości i obsługi wielu usług, ale technologia jest złożona, koszty są wysokie, a dojrzałość produktu nie jest wysoka.
● EPON ——Ethernetover PON, standard protokołu IEEE802.3ah, który przesyła pakiety w formacie Ethernet w sieci PON i obsługuje symetryczną szybkość 1,25 Gb/s. EPON opiera się na technologii Ethernet, a protokół jest prosty i wydajny. W porównaniu z APON, GPON ma oczywistą przewagę pod względem kosztów.
Po piąte, kluczowe technologie EPON
● Multipleksowanie kanałów
System EPON wykorzystuje technologię WDM do realizacji dwukierunkowej transmisji jednowłóknowej;
Szybkość kanału wynosi 1,25 Gb/s w górę i w dół.
● Tryb transmisji łącza w dół EPON – tryb rozgłoszeniowy
● Tryb transmisji EPON uplink – tryb TDMA
● Protokół kontroli wielopunktowej – MPCP
W przeciwieństwie do architektury Ethernet P2P, PON jest architekturą P2MP. TheONUkonkuruje o zasoby kanału łącza zwrotnego i potrzebny jest mechanizm arbitrażu, aby uniknąć kolizji danych łącza zwrotnego i właściwie alokować zasoby kanału. Protokół 802.3ah określa odpowiedni protokół kontroli, protokół kontroli wielopunktowego MAC (MPCP);
lMPCP definiuje głównie wielopunktową podwarstwę kontroli MAC w celu rozszerzenia i zastąpienia podwarstwy kontroli MAC zdefiniowanej przez protokół 802.3. Ramka kontrolna protokołu MPCP ma wyższy priorytet niż ramka danych MACClient.
● Kompensacja zasięgu i opóźnienia
Transmisja łącza zwrotnego EPON przyjmuje tryb TDMA. TheOLTokreśla czas naONUaby wysłać dane. Ponieważ każdyONUróżni się odOLT, wystąpi różnica opóźnienia. Jeśli nie ma skutecznego mechanizmu kompensacji opóźnienia, konflikt w transmisji danych w łączu w górę będzie nadal występował.
Zakres EPON i kompensacja opóźnienia to kluczowe technologie multipleksowania kanałów łącza zwrotnego. Ø W procesie DiscoveryProcessing plikOLToblicza wartość RTT (czas podróży w obie strony) każdego z nichONUpoprzez pomiar nowo zarejestrowanychONU.
TheOLTwykorzystuje RTT do dostosowania czasu autoryzacji każdego z nichONU.
TheOLTmoże także inicjować ustalanie odległości po odebraniu jednostki MPCP PDU.
Obliczenie RTT:
Ramka GATE zawiera pole „znacznika czasu”, któreONUsłuży do odświeżania lokalnego rejestru czasu. TheOLTmoże obliczyć RTT na podstawie odebranej ramki RAPORT, aby przeprowadzić kompensację eksperymentalną.
● Dynamiczna alokacja przepustowości (DBA)
Porównanie stałych przedziałów czasowych i dynamicznych przedziałów czasowych:
