1.3.2. ТехнологияEpon(точка-многоточка,p2mp)

Слайд 28.Пассивная оптическая сеть, описанная в стандартеIEEE802.3ah, называется пассивная оптическая сетьEthernet(EthernetPassiveOpticalNetwork-EPON). СетьEPONтакже как сетиBPONиGPONимеет топологию точка-многоточка (point-to-multipoint-P2MP).

Слайд 29.Структура сетиEPONпоказана на рис. 1.12. Скорость передачи в сетяхEPONсоставляет 1 Гбит/с. Важнейшие физические характеристики технологииEPONприведены в табл. 1.8.

Таблица 1.8. Физические характеристики сети EPON

	1000BASE- PX10-U	1000BASE- PX10-D	1000BASE- PX20-U	1000BASE- PX20-D
Тип волокна	Одномодовое волокно IEC60793-2:B1.1,B1.3 (ITU-TG.652.D)
Число волокон	1
Длина волны	1310 нм	1490 нм	1310 нм	1490 нм
Направление передачи	Восходящий поток	Нисходящий поток	Восходящий поток	Нисходящий поток
Макс.расстояние	10 км		20 км
Макс. затухание	20 дБ	19,5 дБ	24 дБ	23,5 дБ
Миним.затухание	5 дБ		10 дБ

Рис. 1.12. Структура сети EPON

Как видно из табл. 1.8 сеть EPONиспользует для связи одно волокно. Скорость передачи в обоих направлениях составляет 1000 Мбит/с или 1 Гбит/с. Для передачи сигналов в разных направлениях используются разные длины волн. Как и во всех пассивных оптических сетяхPONсетевое оборудование узла доступа сетиEPONназывают оптическим линейным терминалом (opticallineterminal–OLT), а оборудование абонентского узла – оптическим сетевым устройством (opticalnetworkunit-ONU). Обычно числоONUв сетиEPONравно 16, но может достигать и 32, если выполняются нормы по затуханию, приведенные в табл. 1.8.

Слайд 30.На рис. 1.13 показан принцип организации нисходящего потока кадровEthernet. Нисходящим потоком называется поток данных в направленииOLTONUабонент.

Рис. 1.13. Передача кадров Ethernet в сети EPON в направлении нисходящего потока.

Слайд 31.На рис. 1.14 показан принцип организации восходящего потока в направленииабонентONUOLT.

Рис. 1.14. Передача кадров Ethernet в сети EPON в направлении восходящего потока.

В направлении нисходящего потока все, передаваемые оборудованием OLTпакетыEthernet, принимаются каждымONUв сети. ОборудованиеONUраспознает пакеты, адресованные пользователям, которых оно обслуживает, и направляет их соответствующему оконечному оборудованию (или локальной сети). ПакетыEthernet, передаваемые в сетиEPON, аналогичны стандартным пакетамGigabitEthernetза исключением первых 8 байт, (преамбула 7 байт и разделитель) которые специфичны для сетиEPON.

В направлении восходящего потока оборудование ONUможет передавать пакеты только в течение выделенного ему интервала времени (timeslot). Такое управление трафиком используется во всех пассивных оптических сетях топологии точка-многоточка.

Для управления трафиком сети EPONнеобходим дополнительный протокол канального уровня (2 уровень моделиOSI), в качестве которого используется протоколMultipointMACControl(MPMC). ПротоколMPMCиспользует для управления трафиком три типа сообщений длиной 64 байта:GATE(строб),REPORT(уведомление) иREGISTER(регистрация). СообщениеGATEпередается от оборудованияOLTкONUи содержит информацию о начале и длительности временного интервала, зарезервированного для посылаемых оборудованиемONUкадров. В сообщенииGATEиспользуется информация, полученная в сообщенииREPORT, которое посылается оборудованиемONU. СообщениеREPORTсодержит информацию о количестве байт данных в буфереONUи предупреждает оборудованиеOLT, чтоONUподключилось к сети. ОборудованиеOLTтакже использует протоколMPMCдля определения времени распространения и расстояния до каждогоONU. Информация о времени распространения необходима для выделения временных интервалов оборудованииюONU.

Сильной стороной сети EPONявляется естественная поддержка всех приложенийEthernetбез преобразования протоколов или расщепления кадров с их последующей инкапсуляцией (сравните с сетямиBPONиGPON). Поэтому данная технология является вполне пригодной для оптических сетей доступа. Благодаря этой технологии работаIP-приложений в сетиEthernetстановится легкой, гибкой и экономически эффективной. ТакимиIP-приложениями являются:

 Широкополосный Интернет и связанные с ним приложения и услуги.

 IP-телефония (VoIP).

 IP-телевидение (IPTV) – действительно цифровое телевидение.

 Основанные на протоколеIPуслуги видео по требованию (VoD).

Будучи частью стандарта IEEE8002, семейство технологийEPONсовместимо с:

 Классификацией и системой приоритетов услуг, описанными в стандартеIEEE802.1D.

 Виртуальными локальными сетями (VirtualLocalAreaNetwork-VLAN), описанными в стандартеIEEE802.1Q.

Слайд 32.Классификация услуг основана на использовании информации о приоритете длиной 3 бита, с помощью которых можно определить 2³= 8 классов услуг. СтандартомIEEE802.3Dрекомендуются классификация и система приоритетов услуг, приведенные в табл. 1.9.

Таблица 1.9. Приоритеты услуг в соответствии со стандартомIEEE802.1D.

Приоритет	Код приоритета	Услуга
Наивысший	111	Управление сетью. Передача кадров маршрутных протоколов, например, SNMP, RIP)
	110	Речь. Передача данных, критичных к задержке (< 10 мс), например, при интерактивных переговорах (VoIP)
	101	Видео. Передача данных, критичных по задержке (< 100 мс), например, при интерактивных видео обменах (IPTV, VoD).
	100	Гарантированная доставка (Controlled load). Работа в ситуации некритической к задержке, но критической по потерям (например, деловой трафик, поточный трафик с резервированием).
	011	Нормальная (не гарантированная) доставка с более высоким приоритетом, чем Best effort (Excellent effort). Работа в ситуации некритической к задержке, но критической к потерям. Этот режим может использоваться для привилегированных клиентов.
	000 (по умолчанию)	Нормальная (не гарантированная) доставка (Best effort). Это обычный трафик локальных сетей, например, web-сервис
	010	Зарезервирован на будущее
Наинизший	001	Фоновый режим (Background). Массовые пересылки данных.

Технология виртуальных локальных сетей (VLAN) используется для создания независимых логических групп внутри одной физической сети. Эти группы могут формироваться из пользователей, групп пользователей, приложений или оборудования. Согласно стандартуIEEE802.1Q, посвященного технологииVLAN, к кадруEthernetдобавляется полеVLANдлиной 4 байта. Это поле содержит информацию о приоритете длиной 3 бита, описанную выше, и идентификаторVLAN(VLANID) длиной 12 бит. Использование идентификатораVLANпозволяет внутри одной физической сети создать 2¹²= 4096 виртуальных локальных сетей.

Виртуальные локальные сети VLANработают точно также как и отдельные локальные сети. Между сетямиVLANисключается нежелательный трафик, что позволяет достичь безопасности данных различных пользователей и групп пользователей. Это важнейший аспект, так как одна физическая сеть может объединять индивидуальных абонентов, компании и общественные организации. Увеличилось число сотрудников, работающих вне предприятия, люди все больше работают дома, поэтому возросло значение компаний, предоставляющих услуги связи между домами сотрудников и предприятиями.

Слайд 33.Согласно стандартуIEEE802.3ahсетьEPONпредназначена только для цифровой связи, а именно для передачи кадровEthernet. Однако, поскольку сетиEPONявляются оптическими, они физически могут использоваться и для других приложений, в том числе для аналоговой передачи видео (например, телевидения). Для этой цели используется диапазон длин волн 1550 - 1560 нм. Рис. 1.15 показывает, как сетьEPONиспользуется для передачи аналогового (AM-VSB) или цифрового (DVB-C) телевизионного сигнала.

Рис. 1.15. Сеть EPON, предоставляющая услуги аналогового (AM-VSB) или цифрового (DVB-C) телевидения.