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. Существующие методы широкополосного доступа на основе ADSL все труднее удовлетворяют потребности пользователей в возможность передачи пути и безопасность.
● Из-за большой дальности передачи, высокой помехоустойчивости и большой пропускной способности оптическое волокно широко используется в магистральной сети.В последние годы, с уменьшением стоимости оптического устройства, оптическое волокно постепенно становится предпочтительным средством передачи в сети доступа.
● Пассивная оптическая сеть (PON) имеет относительно низкую стоимость в режиме оптоволоконного доступа и может быть легко модернизирована.Он пользуется все большей популярностью у операторов связи и считается идеальным решением проблемы «последней мили».
Во-вторых, состав ПОН
PON состоит из трех частей: терминатора оптической линии (OLT), блока оптической сети (ONU) и пассивного оптического сплиттера (POS).
PON — это асимметричная структура «точка-многоточка» (P2MP).Роли, которые играют OLT и ONU, различны.OLT эквивалентен роли Master, а ONU эквивалентен роли Slave.
В-третьих, преимущества PON:
● Сохранение
P2P – N оптических волокон;оптический трансивер 2N
P2PCurb – 1 волокно;оптический трансивер 2N+2;требуется местное электроснабжение;экономит много клетчатки
P2MP (PON) – 1 волокно;оптический трансивер N+1;сэкономлено большое количество оптических волокон;большое количество оптических приемопередатчиков
● Надежный
Сигнал не проходит через активное электронное устройство в процессе передачи PON, что значительно снижает потенциальную точку отказа;
Использование пассивных устройств упрощает сетевую иерархию, а плоскую сетевую структуру 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 в конечном офисе оператора.
● Высокая пропускная способность
По сравнению с xDSL, PON имеет более высокую пропускную способность и полностью отвечает потребностям будущих услуг онлайн-вещания HDTV.
● Гибкость
Сетевая модель PON не имеет ограничений, и сеть с топологией дерева и звезды 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 – стандарт протокола GigabitPON, ITUG.984, обновление и расширение APON с использованием общего формата кадра 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—Ethernetover 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 входящего и исходящего трафика.
● Режим передачи по нисходящему каналу EPON – режим вещания
● Режим передачи по восходящему каналу EPON – режим TDMA
● Протокол многоточечного управления – MPCP
В отличие от архитектуры Ethernet P2P, PON представляет собой архитектуру P2MP.ONU конкурирует за ресурсы канала восходящей линии связи, и необходим механизм арбитража, чтобы избежать коллизий данных восходящей линии связи и правильно распределить ресурсы канала.Протокол 802.3ah определяет соответствующий протокол управления, протокол управления многоточечным MAC-адресом (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 связи EPON использует режим TDMA.OLT определяет время, в течение которого ONU отправляет данные.Поскольку каждый ONU отличается от OLT, будет разница в задержке.Если нет эффективного механизма компенсации задержки, конфликт передачи данных по восходящей линии связи все равно будет возникать.
Диапазон EPON и компенсация задержки являются ключевыми технологиями для мультиплексирования восходящих каналов.Ø В процессе DiscoveryProcessing OLT вычисляет значение RTT (время приема-передачи) каждого ONU путем измерения вновь зарегистрированного ONU.
OLT использует RTT для настройки времени авторизации каждого ONU.
OLT также может инициировать ранжирование при получении PDU MPCP.
Расчет RTT:
Кадр GATE содержит поле «отметка времени», которое ONU использует для обновления локального регистра времени.OLT может вычислить RTT по полученному кадру REPORT для выполнения экспериментальной компенсации.
● Динамическое выделение пропускной способности (DBA)
Сравнение фиксированных временных интервалов и динамических временных интервалов:
