Εισαγωγή διαφόρων συστημάτων PON
1. Τεχνολογία APON
Στα μέσα της δεκαετίας του 1990, ορισμένοι μεγάλοι φορείς εκμετάλλευσης δικτύων ίδρυσαν την Full Service Access Network Alliance (FSAN), σκοπός της οποίας είναι να διαμορφώσει ένα ενιαίο πρότυπο για τον εξοπλισμό PON, ώστε οι κατασκευαστές και οι χειριστές εξοπλισμού να μπορούν να εισέλθουν στην αγορά εξοπλισμού PON και να ανταγωνιστούν μαζί.Το πρώτο αποτέλεσμα είναι η προδιαγραφή του προτύπου συστήματος PON 155 Mbit / s στη σειρά συστάσεων ITU-T G.983.Επειδή το ATM χρησιμοποιείται ως πρωτόκολλο φορέα, αυτό το σύστημα ονομάζεται σύστημα APON και συχνά παρεξηγείται ότι παρέχει μόνο υπηρεσίες ATM.Επομένως, μετονομάζεται σε σύστημα ευρυζωνικού παθητικού οπτικού δικτύου (BPON) για να δείξει ότι αυτό το σύστημα μπορεί να παρέχει υπηρεσίες ευρυζωνικότητας Ethernet, όπως πρόσβαση στο δίκτυο, διανομή βίντεο και μισθωμένες γραμμές υψηλής ταχύτητας.Ωστόσο, για αυτήν τη γενιά συστημάτων FSAN, το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο όνομα είναι APON.Αργότερα, το πρότυπο APON βελτιώθηκε και άρχισε να υποστηρίζει ρυθμούς κατερχόμενης ζεύξης 622 Mbit / s και προστέθηκαν νέες δυνατότητες σε μεθόδους προστασίας, δυναμική κατανομή εύρους ζώνης (DBA) και άλλες πτυχές.
Το APON χρησιμοποιεί το ATM ως πρωτόκολλο φορέα.Η κατάντη μετάδοση είναι μια συνεχής ροή ATM με ρυθμό μετάδοσης bit 155,52 Mbit / s ή 622,08 Mbit / s.Μια ειδική κυψέλη διαχείρισης και συντήρησης λειτουργίας φυσικού επιπέδου (PLOAM) εισάγεται στη ροή δεδομένων. Η μετάδοση ανάντη είναι κυψέλες ATM σε μορφή ριπής.Προκειμένου να επιτευχθεί μετάδοση και λήψη ριπής, μια φυσική επιβάρυνση 3 byte προστίθεται μπροστά από κάθε κελί 53 byte.Για βασικό ρυθμό 155,52 Mbit/s, το πρωτόκολλο μετάδοσης βασίζεται σε ένα πλαίσιο κατερχόμενης ζεύξης που περιέχει 56 κελιά ATM (53 byte ανά κυψέλη).όταν ο ρυθμός bit αυξάνεται στα 622,08 Mbit/s, το πλαίσιο κατερχόμενης ζεύξης επεκτείνεται στα 224 Cell.Στη βασική ταχύτητα των 155,52 Mbit / s, η μορφή του πλαισίου ανερχόμενης ζεύξης είναι 53 κελιά, κάθε κελί είναι 56 byte (53 byte κυψέλης ATM συν 3 byte γενικά).Εκτός από τα 54 κελιά δεδομένων στο πλαίσιο κατερχόμενης ζεύξης, υπάρχουν δύο κελιά PLOAM, το ένα στην αρχή του πλαισίου και το άλλο στη μέση του πλαισίου.Κάθε κελί PLOAM περιέχει την εξουσιοδότηση μετάδοσης ανοδικής ζεύξης για το συγκεκριμένο κελί στο πλαίσιο ανοδικής ροής (53 κελιά πλαισίου ανοδικής ροής έχουν 53 επιχορηγήσεις αντιστοιχισμένες σε κελιά PLOAM) και πληροφορίες OAM & P.Το APON παρέχει πολύ πλούσιες και πλήρεις λειτουργίες OAM, συμπεριλαμβανομένης της παρακολούθησης του ρυθμού σφάλματος bit, του συναγερμού, της αυτόματης ανακάλυψης και της αυτόματης αναζήτησης.Ως μηχανισμός ασφαλείας, μπορεί να κρυπτογραφήσει και να κρυπτογραφήσει δεδομένα κατερχόμενης ζεύξης.
Από την άποψη της επεξεργασίας δεδομένων, στο APON, τα δεδομένα χρήστη πρέπει να μεταδίδονται με μετατροπή πρωτοκόλλου (AAL1 / 2 για TDM και AAL5 για μετάδοση πακέτων δεδομένων).Αυτή η μετατροπή είναι δύσκολο να προσαρμοστεί σε υψηλό εύρος ζώνης και ο εξοπλισμός που εκτελεί αυτή τη λειτουργία περιλαμβάνει κάποιο σχετικό βοηθητικό εξοπλισμό, όπως μνήμη κυψέλης, Glue Logic, κ.λπ., που προσθέτει επίσης πολύ στο κόστος του συστήματος.
Τώρα, είτε πρόκειται για ένα κεντρικό δίκτυο μετάδοσης μεγάλων αποστάσεων είτε για ένα επίπεδο σύγκλισης δικτύων πρόσβασης μητροπολιτικών περιοχών, η τεχνολογία ψηφιακής επικοινωνίας έχει σταδιακά μετατοπιστεί από το κέντρο της ATM σε το IP για να παρέχει επικοινωνίες βίντεο, ήχου και δεδομένων.Επομένως, μόνο η δομή του δικτύου πρόσβασης που μπορεί να προσαρμοστεί τόσο στην τρέχουσα πρόσβαση όσο και στις μελλοντικές βασικές τεχνολογίες δικτύου μπορεί να κάνει πραγματικότητα το μελλοντικό δίκτυο IP αποκλειστικά.
Η APON αποσύρθηκε σταδιακά από την αγορά λόγω της πολυπλοκότητάς της και της χαμηλής απόδοσης μετάδοσης δεδομένων.
2. ΕΠΟΝ
Σχεδόν ταυτόχρονα με το σύστημα APON, η IEEE δημιούργησε επίσης την ερευνητική ομάδα πρώτου μιλίου Ethernet (EFM) για να λανσάρει το EPON (Ethernet Passive Optical Network) που βασίζεται σε Ethernet από την άποψη των δικτύων πρόσβασης οπτικών ινών, δείχνοντας μια καλή προοπτική αγοράς.Η ομάδα μελέτης ανήκει στην ομάδα IEEE 802.3 που ανέπτυξε το πρότυπο Ethernet.Ομοίως, το ερευνητικό του πεδίο περιορίζεται επίσης στην αρχιτεκτονική και πρέπει να συμμορφώνεται με τις υπάρχουσες λειτουργίες του επιπέδου ελέγχου πρόσβασης μέσων 802.3 (MAC).Τον Απρίλιο του 2004, η ερευνητική ομάδα εισήγαγε το πρότυπο IEEE 802.3ah για EPON, με ρυθμό ανερχόμενης και κατερχόμενης ζεύξης 1 Gbit / s (χρησιμοποιώντας κωδικοποίηση 8B / 10B και ρυθμό γραμμής 1,25 Gbit / s), τερματίζοντας τους κατασκευαστές EPON χρήση ιδιωτικών πρωτοκόλλων για την ανάπτυξη τυπικής κατάστασης εξοπλισμού.
Το EPON είναι ένα ευρυζωνικό σύστημα πρόσβασης που βασίζεται στην τεχνολογία Ethernet.Χρησιμοποιεί την τοπολογία PON για την υλοποίηση της πρόσβασης Ethernet.Οι βασικές τεχνολογίες του επιπέδου σύνδεσης δεδομένων περιλαμβάνουν κυρίως: Πρωτόκολλο πολλαπλού ελέγχου πρόσβασης (MPCP) για το κανάλι ανόδου, το πρόβλημα plug and play του ONU, τα πρωτόκολλα αντιστάθμισης εύρους και καθυστέρησης του OLT και ζητήματα συμβατότητας πρωτοκόλλου.
Το φυσικό επίπεδο του IEEE 802.3ah περιλαμβάνει οπτικές ίνες συνδεδεμένες από σημείο σε σημείο (P2P) και καλώδια χαλκού, καθώς και σενάρια δικτύου PON για σημείο σε πολλαπλό σημείο (P2MP).Προκειμένου να διευκολυνθεί η λειτουργία του δικτύου και η επιδιόρθωση βλαβών, περιλαμβάνεται και ο μηχανισμός OAM.Για την τοπολογία δικτύου P2MP, το EPON βασίζεται σε έναν μηχανισμό που ονομάζεται Πρωτόκολλο Ελέγχου πολλαπλών σημείων (MPCP), το οποίο είναι μια συνάρτηση εντός του υποστρώματος MAC.Το MPCP χρησιμοποιεί μηνύματα, μηχανές κατάστασης και χρονοδιακόπτες για τον έλεγχο της πρόσβασης στην τοπολογία δικτύου P2MP.Κάθε μονάδα οπτικού δικτύου (ONU) στην τοπολογία δικτύου P2MP έχει μια οντότητα πρωτοκόλλου MPCP που επικοινωνεί με την οντότητα πρωτοκόλλου MPCP στο OLT..
Η βάση του πρωτοκόλλου EPON / MPCP είναι ένα υποστρώμα προσομοίωσης σημείου προς σημείο, το οποίο κάνει ένα δίκτυο P2MP να μοιάζει με μια συλλογή συνδέσμων P2P προς ανώτερα επίπεδα πρωτοκόλλου.
Προκειμένου να μειωθεί το κόστος του ONU, οι βασικές τεχνολογίες του φυσικού στρώματος EPON επικεντρώνονται στο OLT, συμπεριλαμβανομένου του γρήγορου συγχρονισμού σημάτων ριπής, του συγχρονισμού δικτύου, του ελέγχου ισχύος των μονάδων οπτικού πομποδέκτη και της προσαρμοστικής λήψης.
Το EPON συνδυάζει τα πλεονεκτήματα των προϊόντων δεδομένων PON και Ethernet για να σχηματίσει πολλά μοναδικά πλεονεκτήματα.Το σύστημα EPON μπορεί να παρέχει εύρος ζώνης uplink και downlink έως και 1 Gbit/s, τα οποία μπορούν να ανταποκριθούν στις ανάγκες των χρηστών στο μέλλον για μεγάλο χρονικό διάστημα.Το EPON χρησιμοποιεί τεχνολογία πολυπλεξίας για την υποστήριξη περισσότερων χρηστών και κάθε χρήστης μπορεί να απολαμβάνει μεγαλύτερο εύρος ζώνης.Το σύστημα EPON δεν χρησιμοποιεί ακριβό εξοπλισμό ATM και εξοπλισμό SONET και είναι συμβατό με το υπάρχον Ethernet, απλοποιώντας σημαντικά τη δομή του συστήματος, το χαμηλό κόστος και την εύκολη αναβάθμιση.Λόγω της μεγάλης διάρκειας ζωής των παθητικών οπτικών συσκευών, το κόστος συντήρησης των γραμμών εξωτερικού χώρου μειώνεται σημαντικά.Ταυτόχρονα, οι τυπικές διεπαφές Ethernet μπορούν να επωφεληθούν από τον υπάρχοντα εξοπλισμό Ethernet χαμηλού κόστους και να εξοικονομήσουν κόστος.Η ίδια η δομή PON καθορίζει ότι το δίκτυο είναι εξαιρετικά επεκτάσιμο.Εφόσον αντικατασταθεί ο τερματικός εξοπλισμός, το δίκτυο μπορεί να αναβαθμιστεί σε 10 Gbit / s ή υψηλότερο.Η EPON όχι μόνο μπορεί να ενσωματώσει τις υπάρχουσες υπηρεσίες καλωδιακής τηλεόρασης, δεδομένων και φωνής, αλλά και να είναι συμβατή με μελλοντικές υπηρεσίες όπως ψηφιακή τηλεόραση, VoIP, τηλεδιάσκεψη και VOD κ.λπ., για την επίτευξη ολοκληρωμένης πρόσβασης στις υπηρεσίες.
Η ολοκληρωμένη χρήση του φορέα EPON και άλλων τεχνολογιών πρόσβασης εμπλουτίζει περαιτέρω τις τεχνολογικές λύσεις ευρυζωνικής πρόσβασης.
Η χρήση του EPON μπορεί να κάνει το DSL να σπάσει τον παραδοσιακό περιορισμό απόστασης και να επεκτείνει την κάλυψη.Όταν το ONU ενσωματωθεί στον πολυπλέκτη ψηφιακής συνδρομητικής γραμμής πρόσβασης (DSLAM), το προσβάσιμο εύρος του DSL και της πιθανής ομάδας χρηστών του θα αυξηθεί σημαντικά.
Ομοίως, με την ενσωμάτωση του CMTS (Cable Modem Termination System) του ONU, το EPON μπορεί να παρέχει εύρος ζώνης σε υπάρχουσες καλωδιακές συνδέσεις και να επιτρέπει στους χειριστές καλωδίων να εφαρμόζουν πραγματικά διαδραστικές υπηρεσίες μειώνοντας ταυτόχρονα το κόστος κατασκευής και λειτουργίας.
Και στις δύο περιπτώσεις, οι φορείς εκμετάλλευσης μπορούν να αυξήσουν τη βάση χρηστών τους με βάση την υπάρχουσα δομή του δικτύου και τις επενδύσεις τους.Η EPON μπορεί επίσης να επεκτείνει το σημείο σε σημείο MSPP (Πλατφόρμα παροχής πολλαπλών υπηρεσιών) και IP / Ethernet.
Επιπλέον, η τεχνολογία EPON μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την επίλυση του προβλήματος των δεδομένων ανοδικής ζεύξης του σταθμού βάσης στην τεχνολογία ασύρματης πρόσβασης που συγκεντρώνεται στο κεντρικό δίκτυο.
3.GPON
Το 2001, η FSAN ξεκίνησε μια νέα προσπάθεια για την τυποποίηση των δικτύων PON που λειτουργούν πάνω από 1 Gbit/s.Εκτός από την υποστήριξη υψηλών ρυθμών, ολόκληρο το πρωτόκολλο έχει ανοίξει προκειμένου να επανεξεταστεί και να βρεθεί η καλύτερη και πιο αποτελεσματική λύση όσον αφορά την υποστήριξη πολλαπλών υπηρεσιών, λειτουργιών OAM & P και επεκτασιμότητας.Ως μέρος του έργου της GPON, η FSAN συγκέντρωσε πρώτα τις απαιτήσεις όλων των μελών της (συμπεριλαμβανομένων των μεγάλων χειριστών σε όλο τον κόσμο), στη συνέχεια, με βάση αυτό, έγραψε ένα έγγραφο που ονομάζεται Απαιτήσεις Υπηρεσιών Gigabit (GSR) και το έκανε μια επίσημη σύσταση (G.GON. GSR) στο ITU-T.Οι κύριες απαιτήσεις GPON που περιγράφονται στο αρχείο GSR είναι οι εξής.
l Υποστηρίζει πλήρεις υπηρεσίες, όπως φωνή (TDM, SONET / SDH), Ethernet (10/100 Base-T), ATM, μισθωμένες γραμμές κ.λπ.
l Η φυσική απόσταση που διανύθηκε είναι τουλάχιστον 20 km και η λογική απόσταση περιορίζεται στα 60 km.
l Υποστηρίζει διάφορους ρυθμούς bit χρησιμοποιώντας το ίδιο πρωτόκολλο, συμπεριλαμβανομένων συμμετρικών 622 Mbit/s, συμμετρικών 1,25 Gbit/s, κατάντη 2,5 Gbit/s και upstream 1,25 Gbit/s και άλλων ρυθμών bit.
l Ισχυρές λειτουργίες OAM & P που μπορούν να παρέχουν διαχείριση υπηρεσιών από άκρο σε άκρο.
l Λόγω των χαρακτηριστικών εκπομπής του PON, η ασφάλεια των υπηρεσιών downlink πρέπει να είναι εγγυημένη σε επίπεδο πρωτοκόλλου.
Η FSAN πρότεινε ότι ο σχεδιασμός του προτύπου GPON πρέπει να πληροί τους ακόλουθους στόχους.
l Η δομή του πλαισίου μπορεί να επεκταθεί από 622Mbit/s σε 2,5Gbit/s και υποστηρίζει ασύμμετρο ρυθμό bit.
l Εγγύηση υψηλής χρήσης εύρους ζώνης και υψηλή απόδοση για κάθε επιχείρηση.
l Ενθυλακώστε οποιαδήποτε υπηρεσία (TDM και πακέτο) σε ένα πλαίσιο 125ms μέσω GFP.
l Αποτελεσματική και χωρίς κόστος μετάδοση καθαρών υπηρεσιών TDM.
l Δυναμική κατανομή εύρους ζώνης για κάθε ONU μέσω ενός δείκτη εύρους ζώνης.
Εφόσον το GPON επανεξέτασε την εφαρμογή και τις απαιτήσεις του PON από κάτω προς τα πάνω, έθεσε τα θεμέλια για τη νέα λύση και δεν βασίζεται πλέον στο προηγούμενο πρότυπο APON, επομένως ορισμένοι κατασκευαστές το αποκαλούν native PON (natural mode PON).Αφενός, το GPON διατηρεί πολλές λειτουργίες που δεν σχετίζονται άμεσα με το PON, όπως μηνύματα OAM, DBA κ.λπ. Από την άλλη, το GPON βασίζεται σε ένα νέο επίπεδο TC (σύγκλιση μετάδοσης).Το GFP (γενική διαδικασία πλαισίωσης) που επιλέγεται από το FSAN είναι ένα πρωτόκολλο που βασίζεται σε πλαίσιο που προσαρμόζει τις πληροφορίες υπηρεσιών από πελάτες υψηλού επιπέδου του δικτύου μεταφορών μέσω ενός γενικού μηχανισμού.Το δίκτυο μεταφορών μπορεί να είναι οποιουδήποτε τύπου δικτύου, όπως SONET / SDH και ITU-T G.709 (OTN) κ.λπ. Οι πληροφορίες του πελάτη μπορούν να βασίζονται σε πακέτα (όπως IP / PPP, δηλαδή πρωτόκολλο IP / Point to Point , ή πλαίσια MAC Ethernet, κ.λπ. ), Μπορεί επίσης να είναι μια ροή σταθερού ρυθμού bit ή άλλου είδους επιχειρηματικές πληροφορίες.Το GFP έχει τυποποιηθεί επίσημα ως πρότυπο ITU-T G.7041.Επειδή το GFP παρέχει έναν αποτελεσματικό και απλό τρόπο μετάδοσης διαφορετικών υπηρεσιών στο δίκτυο σύγχρονης μετάδοσης, είναι ιδανικό να χρησιμοποιηθεί ως βάση του επιπέδου GPON TC.Επιπλέον, όταν χρησιμοποιείτε το GFP, το GPON TC είναι ουσιαστικά σύγχρονο και χρησιμοποιεί τυπικά πλαίσια SONET / SDH 8kHz (125ms), τα οποία επιτρέπουν στο GPON να υποστηρίζει απευθείας υπηρεσίες TDM.Στο επίσημα δημοσιευμένο πρότυπο G.984.3, υιοθετήθηκε η πρόταση της FSAN για το GFP ως τεχνολογία προσαρμογής στρώματος TC και έγινε περαιτέρω απλοποιημένη επεξεργασία, που ονομάστηκε μέθοδος ενθυλάκωσης GPON (GEM, GPONEncapsulationMethod).
Εφαρμογή συστήματος ΕΠΟΝ
Το EPON, ως νέα τεχνολογία ευρυζωνικής πρόσβασης, είναι μια πλατφόρμα παροχής πλήρους υπηρεσιών που μπορεί να υποστηρίξει υπηρεσίες δεδομένων καθώς και υπηρεσίες σε πραγματικό χρόνο, όπως φωνή και βίντεο.
Ο σχεδιασμός οπτικής διαδρομής του EPON μπορεί να χρησιμοποιεί 3 μήκη κύματος.Εάν δεν σκέφτεστε να υποστηρίξετε υπηρεσίες CATV ή DWDM, χρησιμοποιούνται γενικά δύο μήκη κύματος.Όταν χρησιμοποιείτε 3 μήκη κύματος, το ανάντη μήκος κύματος είναι 1310 nm, το κατάντη μήκος κύματος είναι 1490 nm και προστίθεται ένα επιπλέον μήκος κύματος 1550 nm.Το αυξημένο μήκος κύματος 1550 nm χρησιμοποιείται για την απευθείας μετάδοση αναλογικών σημάτων βίντεο.Επειδή το τρέχον αναλογικό σήμα βίντεο εξακολουθεί να κυριαρχείται από υπηρεσίες ραδιοφώνου και τηλεόρασης, εκτιμάται ότι δεν θα αντικατασταθεί πλήρως από υπηρεσίες ψηφιακής βίντεο μέχρι το 2015. Επομένως, το σύστημα EPON που έχει σχεδιαστεί σήμερα θα πρέπει να υποστηρίζει υπηρεσίες ψηφιακής βίντεο και αναλογικές υπηρεσίες βίντεο.Το αρχικό 1490nm εξακολουθεί να μεταφέρει δεδομένα κατερχόμενης ζεύξης, ψηφιακές υπηρεσίες βίντεο και φωνής και τα 1310nm εκπέμπουν φωνητικά σήματα χρήστη, ψηφιακό βίντεο κατ' απαίτηση (VOD) και πληροφορίες αιτήματος για λήψη δεδομένων.
Τα φωνητικά σήματα έχουν αυστηρές απαιτήσεις για την καθυστέρηση και το jitter, και το Ethernet δεν παρέχει δυνατότητες καθυστέρησης πακέτων από άκρο σε άκρο, ρυθμό απώλειας πακέτων και δυνατότητες ελέγχου εύρους ζώνης.Επομένως, το πώς να διασφαλιστεί η ποιότητα της υπηρεσίας όταν το EPON υπερθέτει φωνητικά σήματα είναι ένα επείγον πρόβλημα που πρέπει να επιλυθεί.
1. Επιχείρηση TDM
Επί του παρόντος, η πιο αμφισβητήσιμη δυνατότητα πολλαπλών υπηρεσιών της EPON είναι η ικανότητά της να μεταδίδει παραδοσιακές υπηρεσίες TDM.
Οι υπηρεσίες TDM που αναφέρονται εδώ περιλαμβάνουν δύο τύπους υπηρεσιών φωνής (POTS, Popular Old Telephone Service) και υπηρεσίες κυκλώματος (T1 / El, μισθωμένες γραμμές N´64 kbit / s).
Όταν τα συστήματα EPON διαθέτουν υπηρεσίες γραμμής αποκλειστικής χρήσης δεδομένων (υπηρεσίες δεδομένων 2048 kbit / s ή 13´64 kbit / s), συνιστάται TDM μέσω Ethernet.Το σύστημα EPON μπορεί να υιοθετήσει μεταγωγή κυκλώματος ή VolP κατά τη μεταφορά φωνητικών υπηρεσιών.
Τα επόμενα χρόνια, επειδή η ζήτηση της αγοράς για υπηρεσίες κυκλώματος είναι ακόμα πολύ μεγάλη, το σύστημα EPON απαιτείται να μεταφέρει τόσο υπηρεσίες μεταγωγής πακέτων όσο και υπηρεσίες μεταγωγής κυκλώματος.Πώς το EFM μεταφέρει το TDM στο EPON και πώς να διασφαλίσει την ποιότητα των υπηρεσιών TDM.Δεν υπάρχουν ειδικές διατάξεις στην τεχνολογία, αλλά πρέπει να είναι συμβατές με τη μορφή πλαισίου Ethernet.Η EPON πολλαπλών υπηρεσιών (MS-EPON) υιοθετεί την τεχνολογία E1 Over Ethernet, η οποία λύνει αποτελεσματικά το πρόβλημα της προσαρμογής των υπηρεσιών TDM σε πλαίσια Ethernet, επιτρέποντας στην EPON να πραγματοποιεί μετάδοση και πρόσβαση πολλαπλών υπηρεσιών.Ταυτόχρονα, το MS-EPON ξεπερνά το χάσμα μεταξύ OLT και ONU.Το φαινόμενο της διαμάχης για το κοινό εύρος ζώνης παρέχει στους χρήστες Ethernet εγγυημένη εγγύηση εύρους ζώνης.
Η μέθοδος ενθυλάκωσης του Ethernet καθιστά την τεχνολογία EPON πολύ κατάλληλη για τη μεταφορά υπηρεσιών IP, αλλά αντιμετωπίζει επίσης ένα σημαντικό πρόβλημα - είναι δύσκολο να μεταφέρεις υπηρεσίες TDM, όπως δεδομένα φωνής ή κυκλώματος.Το EPON είναι ένα δίκτυο ασύγχρονης μετάδοσης που βασίζεται σε Ethernet.Δεν διαθέτει ρολόι υψηλής ακρίβειας συγχρονισμένο σε όλο το δίκτυο και είναι δύσκολο να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις χρονισμού και συγχρονισμού των υπηρεσιών TDM.Για να λύσουμε το πρόβλημα του συγχρονισμού χρονισμού των υπηρεσιών TDM διασφαλίζοντας παράλληλα τεχνικές δυσκολίες όπως το QoS των υπηρεσιών TDM, δεν πρέπει μόνο να βελτιώσουμε τη σχεδίαση του ίδιου του συστήματος EPON, αλλά και να υιοθετήσουμε ορισμένες συγκεκριμένες τεχνολογίες.
Ο δείκτης απόδοσης της φωνητικής υπηρεσίας μεταγωγής κυκλώματος υποδεικνύει ότι όταν το σύστημα EPON χρησιμοποιεί τη μέθοδο μεταγωγής κυκλώματος για τη μεταφορά φωνητικών υπηρεσιών, θα πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις του YDN 065-1997 «Γενική τεχνική προδιαγραφή για τον εξοπλισμό μεταγωγής τηλεφώνου του Υπουργείου Ταχυδρομείων και Τηλεπικοινωνιών » και YD / T 1128-2001 «Γενικός εξοπλισμός τηλεφωνικής μεταγωγής» Τεχνικές προδιαγραφές (Συμπλήρωμα 1) «απαιτήσεις για καθαρή ποιότητα φωνής μεταγωγής κυκλώματος.Επομένως, η EPON έχει επί του παρόντος τα ακόλουθα προβλήματα με τις υπηρεσίες TDM.
① Εγγύηση QoS υπηρεσίας TDM: Αν και το εύρος ζώνης που καταλαμβάνει η υπηρεσία TDM είναι μικρό, έχει υψηλές απαιτήσεις σε δείκτες όπως καθυστέρηση, τρεμούλιασμα, μετατόπιση και ρυθμός σφάλματος bit.Αυτό απαιτεί όχι μόνο να εξετάσουμε πώς να μειώσουμε την καθυστέρηση μετάδοσης και το jitter της υπηρεσίας TDM κατά την εκχώρηση δυναμικού εύρους ζώνης ανερχόμενης ζεύξης, αλλά και να διασφαλίσουμε ότι η υπηρεσία TDM ελέγχει αυστηρά την καθυστέρηση και το jitter στη στρατηγική ελέγχου εύρους ζώνης κατερχόμενης ζεύξης.
② Χρονισμός και συγχρονισμός των υπηρεσιών TDM: Οι υπηρεσίες TDM έχουν ιδιαίτερα αυστηρές απαιτήσεις σχετικά με το χρονισμό και το συγχρονισμό.Το EPON είναι ουσιαστικά ένα ασύγχρονο δίκτυο μετάδοσης που βασίζεται στην τεχνολογία Ethernet.Δεν υπάρχει ρολόι τηλεπικοινωνιών υψηλής ακρίβειας συγχρονισμένο σε όλο το δίκτυο.Η ακρίβεια ρολογιού που ορίζεται από το Ethernet είναι ± 100´10 και η ακρίβεια ρολογιού που απαιτείται από τις παραδοσιακές υπηρεσίες TDM είναι ± 50´10.Επιπλέον, ενώ παρέχεται το ρολόι τηλεπικοινωνιών συγχρονισμένο σε όλο το δίκτυο, τα δεδομένα TDM πρέπει να μεταδίδονται όσο το δυνατόν πιο περιοδικά για να καλύπτονται οι απαιτήσεις του jitter και των σφαλμάτων.
③ Επιβίωση EPON: Η υπηρεσία TDM απαιτεί επίσης ότι το δίκτυο φέροντος πρέπει να έχει καλή δυνατότητα επιβίωσης.Όταν παρουσιαστεί μια σημαντική βλάβη, η υπηρεσία μπορεί να αλλάξει αξιόπιστα στο συντομότερο δυνατό χρόνο.Επειδή το EPON χρησιμοποιείται κυρίως για την κατασκευή δικτύου πρόσβασης, είναι σχετικά κοντά στους χρήστες και οι διάφορες εφαρμογές και τα περιβάλλοντα χρήσης είναι πολύπλοκα.Επηρεάζεται εύκολα από άγνωστους παράγοντες όπως η αστική δόμηση, προκαλώντας ατυχήματα όπως διακοπές σύνδεσης.Επομένως, το σύστημα EPON απαιτείται επειγόντως για την παροχή μιας οικονομικά αποδοτικής λύσης προστασίας του συστήματος.
2. Υπηρεσίες IP
Η EPON μεταδίδει πακέτα δεδομένων IP χωρίς μετατροπή πρωτοκόλλου και έχει υψηλή απόδοση, η οποία είναι πολύ κατάλληλη για υπηρεσίες δεδομένων.
Η τεχνολογία VolP, ως μια καυτή τεχνολογία σε εξέλιξη, έχει επιτύχει μια συγκεκριμένη κλίμακα εφαρμογής τα τελευταία χρόνια και είναι ένα αποτελεσματικό μέσο για τη μεταφορά φωνητικών υπηρεσιών μέσω δικτύων IP.Στο σύστημα EPON, είναι επίσης δυνατή η υλοποίηση πρόσβασης σε παραδοσιακές τηλεφωνικές υπηρεσίες με την προσθήκη ορισμένου εξοπλισμού ή λειτουργιών VoIP.Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία VoIP, εφόσον είναι εγγυημένα τα χαρακτηριστικά καθυστέρησης και τρεμούλιασης της φωνητικής υπηρεσίας EPON, άλλες λειτουργίες αφήνονται στη συσκευή ενσωματωμένης πρόσβασης από την πλευρά του χρήστη (IAD, Integrated Access Device) και στη συσκευή κεντρικής πύλης πρόσβασης για την επεξεργασία της φωνητικής υπηρεσίας Μετάδοση.Αυτή η μέθοδος είναι σχετικά απλή στην εφαρμογή και μπορεί να μεταφέρει απευθείας υπάρχουσες τεχνολογίες, αλλά απαιτεί ακριβό εξοπλισμό πύλης πρόσβασης κεντρικού γραφείου, υψηλότερο κόστος κατασκευής δικτύου και περιορίζεται από τις αδυναμίες της ίδιας της τεχνολογίας VoIP.Επιπλέον, δεν μπορούν να παρέχονται υπηρεσίες δεδομένων E1 και N´64 kbit / s.
Όταν το σύστημα EPON χρησιμοποιεί VoIP για τη μεταφορά φωνητικών υπηρεσιών, θα πρέπει να πληροί τους ακόλουθους δείκτες απόδοσης για τις φωνητικές υπηρεσίες VoIP.
① Ο χρόνος δυναμικής εναλλαγής της φωνητικής κωδικοποίησης είναι μικρότερος από 60 ms.
② Θα πρέπει να έχει χωρητικότητα αποθήκευσης buffer 80ms για να διασφαλίσει ότι δεν θα συμβαίνουν ασυνέχειες ομιλίας και τρέμουλο.
③ Αντικειμενική αξιολόγηση φωνής: Όταν οι συνθήκες δικτύου είναι καλές, η μέση τιμή του PSQM είναι μικρότερη από 1,5.όταν οι συνθήκες δικτύου είναι κακές (ρυθμός απώλειας πακέτων = 1%, jitter = 20ms, καθυστέρηση = 100ms), η μέση τιμή του PSQM είναι <1,8.Όταν οι συνθήκες είναι κακές (ποσοστό απώλειας πακέτων = 5%, jitter = 60ms, καθυστέρηση = 400ms), το μέσο PSQM είναι μικρότερο από 2,0.
④ Υποκειμενική αξιολόγηση της ομιλίας: Όταν οι συνθήκες δικτύου είναι καλές, η μέση τιμή του MOS είναι> 4,0.όταν οι συνθήκες δικτύου είναι κακές (ρυθμός απώλειας πακέτων = 1%, jitter = 20ms, καθυστέρηση = 100ms), η μέση τιμή του MOS είναι <3,5.δίκτυο Όταν οι συνθήκες είναι κακές (ρυθμός απώλειας πακέτων = 5%, jitter = 60ms, καθυστέρηση = 400ms), η μέση τιμή του MOS <3,0.
⑤ Ρυθμός κωδικοποίησης: G.711, ρυθμός κωδικοποίησης = 64 kbit / s.Για το G.729a, ο απαιτούμενος ρυθμός κωδικοποίησης είναι <18 kbit/s.Για το G.723.1, ο ρυθμός κωδικοποίησης G.723.1 (5.3) είναι <18 kbit / s και ο ρυθμός κωδικοποίησης G.723.1 (6.3) είναι <15 kbit / s.
⑥ Δείκτης καθυστέρησης (καθυστέρηση επαναφοράς): Η καθυστέρηση VoIP περιλαμβάνει καθυστέρηση κωδικοποιητή, καθυστέρηση buffer εισόδου στο τέλος λήψης και εσωτερική καθυστέρηση ουράς.Όταν χρησιμοποιείται η κωδικοποίηση G.729a, η καθυστέρηση βρόχου είναι <150ms.Όταν χρησιμοποιείται η κωδικοποίηση G.723.1, η καθυστέρηση βρόχου είναι <200ms.
3.Επιχείρηση CATV
Για τις αναλογικές υπηρεσίες CATV, το EPON μπορεί επίσης να μεταφερθεί με τον ίδιο τρόπο όπως το GPON: προσθέστε ένα μήκος κύματος (στην πραγματικότητα πρόκειται για τεχνολογία WDM και δεν έχει καμία σχέση με το EPON και το ίδιο το GPON).
Η τεχνολογία PON είναι ο καλύτερος τρόπος για την επίτευξη ευρυζωνικής πρόσβασης FTTx.Το EPON είναι μια νέα τεχνολογία δικτύου οπτικής πρόσβασης που δημιουργήθηκε με συνδυασμό τεχνολογίας Ethernet και τεχνολογίας PON.Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μετάδοση υπηρεσιών φωνής, δεδομένων και βίντεο και είναι συμβατό.Για ορισμένες νέες υπηρεσίες στο μέλλον, η EPON θα γίνει η κυρίαρχη τεχνολογία για πλήρεις υπηρεσίες ευρυζωνικής οπτικής πρόσβασης με τα απόλυτα πλεονεκτήματά της όπως το υψηλό εύρος ζώνης, η υψηλή απόδοση και η εύκολη επέκταση.
Σχέδιο προστασίας συστήματος PON
Προκειμένου να βελτιωθεί η αξιοπιστία και η βιωσιμότητα του δικτύου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας μηχανισμός μεταγωγής προστασίας ινών στο σύστημα PON.Ο μηχανισμός μεταγωγής προστασίας οπτικών ινών μπορεί να εκτελεστεί με δύο τρόπους: ① αυτόματη εναλλαγή, που ενεργοποιείται από την ανίχνευση σφαλμάτων.② αναγκαστική εναλλαγή, που προκαλείται από συμβάντα διαχείρισης.
Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι προστασίας ινών: προστασία από πλεονασμό ινών κορμού, προστασία πλεονασμού θύρας OLT PON και πλήρης προστασία, όπως φαίνεται στην Εικόνα 1.16.
Προστασία από πλεονασμό ινών κορμού (Εικόνα 1.16 (α)): χρήση μιας μόνο θύρας PON με ενσωματωμένο οπτικό διακόπτη 1´2 στη θύρα OLT PON.χρησιμοποιώντας οπτικό διαχωριστή 2: N.το OLT ανιχνεύει την κατάσταση της γραμμής.Δεν υπάρχουν ειδικές απαιτήσεις για το ONU.
Προστασία πλεονασμού της θύρας OLT PON (Εικόνα 1.16 (β)): Η θύρα PON αναμονής βρίσκεται σε κατάσταση ψυχρής αναμονής, χρησιμοποιώντας έναν οπτικό διαχωριστή 2: N.το OLT ανιχνεύει την κατάσταση γραμμής και η εναλλαγή γίνεται από το OLT, χωρίς ειδικές απαιτήσεις για το ONU.
Πλήρης προστασία (Εικόνα 1.16 (γ)): τόσο η κύρια όσο και η εφεδρική θύρα PON βρίσκονται σε κατάσταση λειτουργίας.δύο 2: N οπτικοί διαχωριστές χρησιμοποιούνται.ένας οπτικός διακόπτης είναι ενσωματωμένος μπροστά από τη θύρα ONU PON και το ONU ανιχνεύει την κατάσταση της γραμμής και καθορίζει την κύρια χρήση Οι γραμμές και η εναλλαγή γίνονται από το ONU.
Ο μηχανισμός μεταγωγής προστασίας του συστήματος PON μπορεί να υποστηρίξει αυτόματη επιστροφή ή μη αυτόματη επιστροφή των προστατευόμενων υπηρεσιών.Για τη λειτουργία αυτόματης επιστροφής, μετά την εξάλειψη της αποτυχίας μεταγωγής, μετά από ορισμένο χρόνο αναμονής επιστροφής, η προστατευμένη υπηρεσία θα πρέπει να επιστρέψει αυτόματα στην αρχική διαδρομή εργασίας.Ο χρόνος αναμονής επιστροφής μπορεί να ρυθμιστεί.