По-перше, для вирішення якої проблеми використовується PON?
● З появою послуг із високою пропускною спроможністю, таких як відео на вимогу, онлайн-ігри та IPTV, користувачі гостро потребують збільшення пропускної здатності доступу. Існуючі методи широкосмугового доступу на основі ADSL дедалі важче відповідають вимогам користувачів щодо високої пропускної здатності, двох- можливість передачі та безпека.
● Завдяки великій відстані передачі, сильній здатності запобігати перешкодам і великій ємності оптичне волокно широко використовується в магістральній мережі. В останні роки, зі зниженням вартості оптичного пристрою, оптичне волокно поступово стало першим вибором для середовища передачі в мережі доступу.
● Пасивна оптична мережа (PON) є відносно дешевою в режимі оптоволоконного доступу та може бути плавно оновлена. Його все більше віддають перевагу оператори зв’язку та вважають ідеальним рішенням для вирішення проблеми «останньої милі».
По-друге, склад PON
PON складається з трьох частин: кінцева оптична лінія (OLT), блок оптичної мережі (ОНУ) і пасивний оптичний розгалужувач (POS).
PON — це асиметрична структура «точка-багато точок» (P2MP). Ролі, які виконуєOLTіОНУрізні. TheOLTеквівалентна ролі Майстра, іОНУеквівалентна ролі Раба.
По-третє, переваги PON:
● Збереження
P2P – N оптичні волокна; 2N оптичний трансивер
P2PCurb – 1 волокно; 2N+2 оптичний трансивер; вимагає локального електропостачання; зберігає багато клітковини
P2MP (PON) – 1 волокно; N+1 оптичний трансивер; зекономлена велика кількість оптичних волокон; велика кількість оптичних трансиверів
● Надійний
Сигнал не проходить через активний електронний пристрій під час процесу передачі PON, що значно зменшує потенційну точку збою;
Використання пасивних пристроїв спрощує мережеву ієрархію, а сплощену структуру мережі легше підтримувати та керувати нею.
● Міжміські
Відстань передачі PON становить від 10 до 20 км, що повністю долає обмеження відстані між методами доступу Ethernet і xDSL і значно підвищує гнучкість розгортання кінцевого офісу оператора.
● Висока пропускна здатність
У порівнянні з xDSL, PON має вищу пропускну здатність і повністю відповідає потребам майбутніх послуг онлайн-мовлення HDTV.
● Гнучкий
Мережева модель PON не обмежена, і мережу з топологією дерева та зірки можна будувати гнучко.
PON особливо підходить для випадків, коли інформаційні точки доступу користувачів розкидані, а магістральне оптичне волокно може задовольнити доступ усіх користувачів до інформаційних точок доступу.
По-четверте, основний стандарт PON
● GPON – GigabitPON, стандарт протоколу ITUG.984, оновлення та розширення APON, що використовує загальний формат кадру для підтримки різноманітних послуг. Максимальна швидкість становить 2,5 Гбіт/с. GPON має переваги у високій швидкості та підтримці кількох послуг, але технологія складна, вартість висока, а зрілість продукту не висока.
● EPON——Ethernetover PON, стандарт протоколу IEEE802.3ah, який передає пакети формату Ethernet у мережі PON і може підтримувати симетричну швидкість 1,25 Гбіт/с. EPON базується на технології Ethernet, а протокол є простим і ефективним. У порівнянні з APON GPON має очевидні переваги з точки зору вартості.
По-п'яте, ключові технології EPON
● Мультиплексування каналів
Система EPON використовує технологію WDM для реалізації двонаправленої передачі по одному волокну;
Швидкість каналу становить 1,25 Гбіт/с вгору та вниз.
● Режим передачі EPON downlink – режим трансляції
● Режим висхідної передачі EPON – режим TDMA
● Багатоточковий протокол керування – MPCP
На відміну від архітектури Ethernet P2P, PON є архітектурою P2MP. TheОНУконкурує за ресурси каналу висхідної лінії зв’язку, тому необхідний механізм арбітражу, щоб уникнути конфліктів даних висхідної лінії зв’язку та правильно розподілити ресурси каналу. Протокол 802.3ah визначає відповідний протокол керування, багатоточковий протокол керування MAC (MPCP);
lMPCP в основному визначає багатоточковий підрівень MAC Control для розширення та заміни підрівня MAC Control, визначеного протоколом 802.3. Керуючий кадр протоколу MPCP має вищий пріоритет, ніж кадр даних MACClient.
● Діапазон і компенсація затримки
Передача висхідної лінії EPON приймає режим TDMA. TheOLTвизначає час дляОНУщоб надіслати дані. Оскільки коженОНУвідрізняється відOLT, буде різниця затримки. Якщо немає ефективного механізму компенсації затримки, конфлікт передачі даних по висхідній лінії все одно буде виникати.
EPON діапазон і компенсація затримки є ключовими технологіями для висхідного каналу мультиплексування. Ø У процесі DiscoveryProcessing,OLTобчислює значення RTT (RoundTrip Time) кожногоОНУшляхом вимірювання новозареєстрованихОНУ.
TheOLTвикористовує RTT для налаштування часу авторизації кожногоОНУ.
TheOLTтакож може ініціювати визначення діапазону, коли він отримує MPCP PDU.
Розрахунок RTT:
Кадр GATE містить поле «мітка часу», якеОНУвикористовується для оновлення реєстру місцевого часу. TheOLTможе обчислити RTT через отриманий кадр REPORT для виконання експериментальної компенсації.
● Динамічний розподіл пропускної здатності (DBA)
Порівняння фіксованих та динамічних часових інтервалів:
