Erstens, welches Problem wird mit dem PON gelöst?
● Mit dem Aufkommen von Diensten mit hoher Bandbreite wie Video-on-Demand, Online-Spiele und IPTV benötigen die Benutzer dringend eine Erhöhung der Zugangsbandbreite. Vorhandene ADSL-basierte Breitband-Zugangsmethoden werden immer schwieriger, die Anforderungen der Benutzer nach hoher Bandbreite zu erfüllen. Übertragungsfähigkeit und Sicherheit.
● Aufgrund der langen Übertragungsdistanz, der starken Anti-Interferenz-Fähigkeit und der großen Kapazität ist die Glasfaser im Backbone-Netzwerk weit verbreitet.In den letzten Jahren wurde die optische Faser mit der Verringerung der Kosten der optischen Vorrichtung allmählich zur ersten Wahl für das Übertragungsmedium des Zugangsnetzes.
● Passives optisches Netzwerk (PON) ist im Glasfaserzugangsmodus relativ kostengünstig und kann problemlos aufgerüstet werden.Es wird zunehmend von Telekommunikationsbetreibern bevorzugt und gilt als ideale Lösung zur Lösung des Problems der „letzten Meile“.
Zweitens die Zusammensetzung des PON
Das PON besteht aus drei Teilen: einem optischen Leitungsabschluss (OLT), einer optischen Netzwerkeinheit (ONU) und einem passiven optischen Splitter (POS).
PON ist eine asymmetrische Point-to-Multipoint (P2MP)-Struktur.Die Rollen von OLT und ONU sind unterschiedlich.Die OLT entspricht der Rolle des Masters und die ONU entspricht der Rolle des Slaves.
Drittens die Vorteile von PON:
● Speichern
P2P – N optische Fasern;2N optischer Transceiver
P2PCurb – 1 Faser;2N+2 optischer Transceiver;erfordert lokale Stromversorgung;spart viel Ballaststoffe
P2MP (PON) – 1 Faser;N+1 optischer Transceiver;eine große Anzahl von Glasfasern eingespart;eine große Anzahl von optischen Transceivern
● Zuverlässig
Das Signal durchläuft während des PON-Übertragungsprozesses nicht das aktive elektronische Gerät, wodurch die potenzielle Fehlerstelle stark reduziert wird;
Die Verwendung passiver Geräte vereinfacht die Netzwerkhierarchie, und die abgeflachte Netzwerkstruktur ist einfacher zu warten und zu verwalten.
● Lange Distanz
Die PON-Übertragungsentfernung beträgt 10 bis 20 km, wodurch die Begrenzung der Entfernung zwischen Ethernet- und xDSL-Zugriffsmethoden vollständig überwunden wird und die Flexibilität der Bereitstellung des Endbüros des Betreibers erheblich verbessert wird.
● Hohe Bandbreite
Im Vergleich zu xDSL hat PON eine höhere Bandbreite und erfüllt die Anforderungen zukünftiger HDTV-Online-Rundfunkdienste vollständig.
● Flexibel
Das PON-Netzwerkmodell ist nicht eingeschränkt, und das Netzwerk aus Baum- und Sterntopologie kann flexibel aufgebaut werden.
Das PON ist besonders geeignet für Gelegenheiten, bei denen die Benutzerzugriffsinformationspunkte verstreut sind und eine Trunk-Glasfaser den Zugriff aller Benutzer auf die Zugriffsinformationspunkte befriedigen kann.
Viertens, der Hauptstandard von PON
● GPON – GigabitPON, ITUG.984-Protokollstandard, Upgrade und Erweiterung von APON, wobei ein gemeinsames Rahmenformat verwendet wird, um eine Vielzahl von Diensten zu unterstützen.Die maximale Rate beträgt 2,5 Gbit/s.GPON hat Vorteile in Bezug auf hohe Geschwindigkeit und Unterstützung für mehrere Dienste, aber die Technologie ist komplex, die Kosten sind hoch und die Reife des Produkts ist nicht hoch.
● EPON——Ethernetover PON, IEEE802.3ah-Protokollstandard, der Pakete im Ethernet-Format im PON-Netzwerk überträgt und eine symmetrische Rate von 1,25 Gbit/s unterstützen kann.EPON basiert auf Ethernet-Technologie und das Protokoll ist einfach und effizient.Im Vergleich zu APON hat GPON deutliche Kostenvorteile.
Fünftens Schlüsseltechnologien von EPON
● Kanal-Multiplexing
Das EPON-System verwendet die WDM-Technologie, um eine bidirektionale Einzelfaserübertragung zu realisieren;
Die Kanalrate beträgt 1,25 Gbit/s Upstream und Downstream.
● EPON-Downlink-Übertragungsmodus – Broadcast-Modus
● EPON-Uplink-Übertragungsmodus – TDMA-Modus
● Multipoint Control Protocol – MPCP
Anders als die Ethernet-P2P-Architektur ist PON eine P2MP-Architektur.Die ONU konkurriert um Uplink-Kanalressourcen, und es wird ein Arbitrierungsmechanismus benötigt, um Uplink-Datenkollisionen zu vermeiden und Kanalressourcen richtig zuzuweisen.Das 802.3ah-Protokoll spezifiziert das entsprechende Steuerprotokoll, das Multi-point MAC Control Protocol (MPCP);
lMPCP definiert hauptsächlich eine Mehrpunkt-MAC-Steuerungsunterschicht, um die durch das 802.3-Protokoll definierte MAC-Steuerungsunterschicht zu erweitern und zu ersetzen.Der Steuerrahmen des MPCP-Protokolls hat eine höhere Priorität als der MACClient-Datenrahmen.
● Ranging- und Verzögerungskompensation
Die EPON-Uplink-Übertragung nimmt den TDMA-Modus an.Das OLT bestimmt die Zeit für die ONU, um Daten zu senden.Da sich jede ONU von der OLT unterscheidet, gibt es eine Verzögerungsdifferenz.Wenn es keinen wirksamen Verzögerungskompensationsmechanismus gibt, wird der Uplink-Datenübertragungskonflikt immer noch auftreten.
EPON-Ranging und Verzögerungskompensation sind die Schlüsseltechnologien für Uplink-Kanal-Multiplexing.Ø Im DiscoveryProcessing-Prozess berechnet das OLT den RTT-Wert (RoundTrip Time) jeder ONU durch Messen der neu registrierten ONU.
Das OLT verwendet RTT, um die Autorisierungszeit jeder ONU anzupassen.
Das OLT kann auch Ranging einleiten, wenn es eine MPCP-PDU empfängt.
RTT-Berechnung:
Der GATE-Rahmen enthält ein "Zeitstempel"-Feld, das die ONU verwendet, um das lokale Zeitregister zu aktualisieren.Das OLT kann die RTT durch den empfangenen REPORT-Rahmen berechnen, um eine experimentelle Kompensation durchzuführen.
● Dynamische Bandbreitenzuweisung (DBA)
Vergleich feste Zeitfenster und dynamische Zeitfenster:
