Во-первых, для решения какой проблемы используется PON?
● С появлением услуг с высокой пропускной способностью, таких как видео по запросу, онлайн-игры и IPTV, пользователи остро нуждаются в увеличении пропускной способности доступа. Существующим методам широкополосного доступа на основе ADSL становится все труднее удовлетворить требования пользователей к высокой пропускной способности, двух- Способность передачи данных и безопасность.
● Благодаря большому расстоянию передачи, высокой помехозащищенности и большой емкости оптическое волокно широко используется в магистральных сетях. В последние годы, с уменьшением стоимости оптического устройства, оптическое волокно постепенно стало предпочтительным выбором в качестве среды передачи сети доступа.
● Пассивная оптическая сеть (PON) имеет относительно низкую стоимость в режиме оптоволоконного доступа и может быть легко модернизирована. Операторы связи все чаще отдают ему предпочтение и считают идеальным решением проблемы «последней мили».
Во-вторых, состав PON
PON состоит из трех частей: терминатора оптической линии (ОЛТ), оптический сетевой блок (ОНУ) и пассивный оптический разветвитель (POS).
PON представляет собой асимметричную структуру типа «точка-многоточка» (P2MP). Роли, которые сыгралиОЛТиОНУразные.ОЛТэквивалентно роли Мастера, аОНУэквивалентно роли Раба.
В-третьих, преимущества PON:
● Сохранение
P2P – N оптических волокон; Оптический трансивер 2N
P2PCurb – 1 волокно; оптический трансивер 2N+2; требует местного электроснабжения; экономит много клетчатки
P2MP (PON) – 1 волокно; оптический трансивер N+1; экономится большое количество оптических волокон; большое количество оптических трансиверов
● Надежный
Сигнал не проходит через активное электронное устройство во время процесса передачи PON, что значительно снижает потенциальную точку отказа;
Использование пассивных устройств упрощает сетевую иерархию, а плоскую структуру сети легче поддерживать и управлять.
● Большое расстояние
Расстояние передачи PON составляет от 10 до 20 км, что полностью преодолевает ограничение расстояния между методами доступа Ethernet и xDSL и значительно повышает гибкость развертывания конечного офиса оператора.
● Высокая пропускная способность
По сравнению с xDSL, PON имеет более высокую пропускную способность и полностью отвечает потребностям будущих услуг онлайн-вещания HDTV.
● Гибкий
Модель сети PON не ограничена, и сеть с древовидной и звездообразной топологией может быть гибко построена.
PON особенно подходит для случаев, когда информационные точки доступа пользователей разбросаны, а магистральное оптоволокно может обеспечить доступ всех пользователей к информационным точкам доступа.
В-четвертых, основной стандарт PON
● GPON – GigabitPON, стандарт протокола ITUG.984, обновление и расширение APON, использование общего формата кадров для обеспечения поддержки различных услуг. Максимальная скорость составляет 2,5 Гбит/с. GPON имеет преимущества в высокой скорости и поддержке нескольких сервисов, но технология сложна, стоимость высока, а зрелость продукта невысока.
● EPON — Ethernet через PON, стандарт протокола IEEE802.3ah, который передает пакеты формата Ethernet в сети PON и может поддерживать симметричную скорость 1,25 Гбит/с. EPON основан на технологии Ethernet, а протокол прост и эффективен. По сравнению с APON GPON имеет очевидные преимущества с точки зрения стоимости.
В-пятых, ключевые технологии EPON.
● Мультиплексирование каналов.
Система EPON использует технологию WDM для реализации двунаправленной передачи по одному волокну;
Скорость канала составляет 1,25 Гбит/с в восходящем и нисходящем направлениях.
● Режим передачи по нисходящей линии связи EPON – режим широковещания.
● Режим передачи по восходящей линии EPON – режим TDMA.
● Протокол многоточечного управления – MPCP.
В отличие от архитектуры Ethernet P2P, PON представляет собой архитектуру P2MP.ОНУконкурирует за ресурсы канала восходящей линии связи, и необходим механизм арбитража, чтобы избежать конфликтов данных восходящей линии связи и правильно распределить ресурсы канала. Протокол 802.3ah определяет соответствующий протокол управления: протокол многоточечного управления MAC (MPCP);
lMPCP в основном определяет подуровень многоточечного управления MAC для расширения и замены подуровня управления MAC, определенного протоколом 802.3. Кадр управления протокола MPCP имеет более высокий приоритет, чем кадр данных MACClient.
● Диапазон и компенсация задержки
Передача по восходящей линии EPON использует режим TDMA.ОЛТопределяет время проведенияОНУдля отправки данных. Поскольку каждыйОНУотличается отОЛТ, будет разница в задержке. Если нет эффективного механизма компенсации задержки, конфликт передачи данных по восходящей линии связи все равно будет возникать.
Ранжирование EPON и компенсация задержки являются ключевыми технологиями мультиплексирования каналов восходящей линии связи. Ø В процессе DiscoveryProcessingОЛТвычисляет значение RTT (время туда и обратно) каждогоОНУпутем измерения вновь зарегистрированныхОНУ.
ОЛТиспользует RTT для настройки времени авторизации каждогоОНУ.
ОЛТтакже может инициировать определение диапазона при получении PDU MPCP.
Расчет RTT:
Кадр GATE содержит поле «метка времени», котороеОНУиспользуется для обновления регистра местного времени.ОЛТможет вычислить RTT на основе полученного кадра REPORT для выполнения экспериментальной компенсации.
● Динамическое распределение пропускной способности (DBA).
Сравнение фиксированных и динамических временных интервалов:
