- •Теоретический
- •СодержаниеСодержание::
- •1 История развития
- •1 История развития
- •Знаменательным для пассивных оптических сетей стал 1998 г. Международный союз электросвязи (ITU-T) принял
- •Технология APON (G.983) предусматривает передачу в сети PON ячеек ATM со скоростью 155
- •Образованный в 2001 г. альянс EFMA (Ethernet in the First Mile Alliance) начал
- •Одновременно совершенствуется еще одна разновидность PON - Gigabit PON (GPON), оформленная как рекомендацииG.984.x.
- •2 Предназначение PON
- •Требования к услугам в пределах одной сети доступа могут сильно меняться от абонента
- •Поиск рентабельного решения для наиболее часто встречающегося в жизни случая – случае абонентов
- •PON – это современная технология широкополосного мультисервисного множественного доступа по оптическому волокну древовидной
- •Основные требования стандарта PON G.983
- •В соответствии со стандартом G.983.1 один волоконно- оптический сегмент сети PON может охватить
- •Оптический сетевой
- •Восходящие потоки от абонентов идут на длине волны 1310 нм с использованием протокола
- •3 При самой совершенной концепции FTTH (волокно до квартиры) каждый абонент становится терминальным.
- •Основные черты технологии PON :
- •3 Топология и архитектура PON
- •Типовая технология – микро SDH. "Кольцо” Абонентский
- •Кольцевая топология (Рисунок1.3.1) на основе SDH положительно зарекомендовала себя в городских телекоммуникационных сетях.
- •"Точка-точка" (P2P)
- •Топология P2P — точка-точка (Рисунок 1.3.2) не накладывает ограничения на используемую сетевую технологию.
- •Типовая технология – Ethernet 10/100/1000.
- •Дерево с активными узлами – это экономичное с точки зрения использования волокна решение(Рисунок
- •"Дерево с пассивным оптическим
- •Решения на основе архитектуры PON (Рисунок 1.3.4) используют логическую топологию "точка-многоточие" P2MP (point-to-multipoint),
- •PON позволяет экономить на кабельной инфраструктуре, за счет сокращения суммарной протяженности оптических волокон,
- •Архитектура PON
- •Для передачи потока информации от OLT к ONT – прямого(нисходящего) потока используется длина
- •Интерфейсы подключения
- •Прямой (исходящий) поток на уровне оптических сигналов, является широковещательным.
- •4 Преимущества и недостатки PON
- •Активные устройства устанавливаются только у провайдера и абонента. В сетях PON эти устройства
- •Для передачи потока к абоненту (downstream) и от него(upstream) задействуется одно или два
- •Передача данных осуществляется синхронизированными интервалами. Для синхронизации и настройки уровней мощности выделяется дополнительный
- •Основные преимущества технологии PON:
- •Преимущества архитектуры PON:
- •Недостатки PON:
- •1 APON
- •1APON
- •В марте 2001 года появляется рекомендация G.983.3,закрепляющая понятие BPON - расширенный стандарт APON
- •APON допускает динамическое распределение полосы DBA(dynamic bandwidth allocation) между различными приложениями и различными
- •Характеристика
- •Надежность и резервирование в APON
- •Уже в первой рекомендации G.983.1 обсуждался вопрос
- •1 Частичное резервирование со стороны центрального узла
- •2 Частичное резервирование со стороны абонентского узла
- •Разветвитель 1 x M
- •3 Полное резервирование
- •Основной канал (активен)
- •Протокол взаимодействия центрального и абонентских узлов APON MAC
- •В процессе установления соединения запускается процедура ранжирования (ranging), которая включает в себя:
- •Ранжирование по расстоянию
- •Ранжирование с ONT(который прописан в реестре OLT) происходит каждый раз при включении ONT.
- •С учетом того, что расстояния OLT-ОNT могут изменяться в больших пределах (стандарт G.983.1
- •После того, как ранжирование по расстоянию выполнено, OLT на основании прописанных услуг для
- •Ранжирование по мощности
- •Подстройка порога срабатывания фотоприемника OLT происходит каждый раз при получении нового пакета ATM
- •Синхронизация
- •Метод приема данных с синхронизацией по преамбуле принято называть асинхронным.
- •Структура потоков данных
- •Протокол APON MAC основан на механизме запрос/разрешение.
- •Прямой поток
- •Обратный поток
- •Multi Burst Slot
- •56 байт
- •2EPON
- •Главным минусом Ethernet считался лежащий в
- •Сегодня решения на основе Ethernet стали наиболее универсальными. Сети Ethernet получили самое большое
- •Когда Ethernet взял на вооружение массу новых стандартов и протоколов, возник резонный вопрос,
- •Комиссия EFM 802.3ah должна стандартизировать три разновидности решения для сети доступа:
- •Как и стандартный Gigabit Ethernet, EPON имеет номинальную битовую скорость в линии 1250
- •Основные сведения стандарта IEEE 802.3ah
- •Принцип действия EPON
- •Подключение к Пользователи магистрали
- •Тайм-слот
- •Прямой поток
- •Обратный поток
- •Все ONT путем передачи служебных кадров синхронизируются по единой временной шкале центрального узла
- •Форматы кадров EPON
- •При прохождении кадров Ethernet через сеть EPON не происходит их фрагментации. Преамбула стандартного
- •На рисунке присутствуют гиперссылки
- •На рисунке присутствуют гиперссылки
- •На рисунке присутствуют гиперссылки
- •Кадр данных IEEE P802.3ah
- •DA (destination address) – поле 6 байт, указывает MAC-адрес станции назначения. Это может
- •SOP (start of packet) – поле 1 байт, указывает на начало кадра.
- •L/T – поле 2 байта, для управляющего кадра поле содержит значение 0x8809. Именно
- •Протокол MPCP
- •Протокол MPCP имеет два режима работы:
- •Режим инициализации
- •3 Только незарегистрированные узлы ONT могут отвечать на GATE. Когда незарегистрированный узел ONT
- •Поскольку несколько незарегистрированных ONT одновременно могут попытаться зарегистрироваться и ответить своими сообщениями REPORT
- •Нормальный режим
- •3 Узел ONT, получив сообщение GATE (unicast), убеждается, что оно адресовано ему, и
- •Общая среда и соединение "точка-точка"
- •Полнодуплексное соединение Ethernet позволило ликвидировать ограничение по расстоянию, связанное с максимальным допустимым диаметром
- •Работа подуровня эмуляции основана на вставляемых в преамбулу кадров Ethernet тегах c уникальными
- •Комбинированная эмуляция P2PE и SME - чтобы обеспечить оптимальную работу, в EPON предусмотрено
- •EPON и QoS
- •Не смотря на то, что доступ в Internet достаточно важен, возможно наиболее важен,
- •3 GPON
- •GPON базируется на стандарте ITU-T G.704.1 GFP (generic framing protocol, общий протокол кадров),
- •4 Сравнительный анализ технологий
- •Содержание ►
- •В России пока работают лишь два поставщика PON- оборудования. Это "Телеком Транспорт"–московский дистрибьютор
- •Система TERAWAVE
- •INT(Integrated Network Terminal)-интегрированный сетевой терминал–устройство, работающее индивидуально как концентратор доступа: может находится как
- •Система TERAWAVE в составе одного OLT и нескольких ONT базируется на внутренней PON-архитектуре.
- •Особенности системы TERAWAVE
- •Центральный узел PON OLT
- •Шасси TW-600 OLT
- •Архитектура основана на распределенной коммутационной фабрике с двунаправленной 1,25 Гбит/с шиной.
- •Шасси TW-060 OLT
- •Сетевые терминалы ONT/INT
- •Оборудование ONT/INT бывает следующее:
- •Шасси TW-100 ONT/INT
- •Шасси TW-200 ONT, TW-202 ONT
- •ШассиTW-300ONT/INT
- •Шасси TW-400 ONT/INT
- •Сетевая система управления TMS
Поиск рентабельного решения для наиболее часто встречающегося в жизни случая – случае абонентов с разнообразными потребностями (мультисервисная сеть),абонентов, число которых растет во времени, абонентов, которые появляются в произвольных точках “последней мили” и впоследствии могут в сотни раз превысить текущие потребности – был основной причиной образованию консорциума FSAN (Full Service Access Network consortium). Консорциум объединил крупнейших мировых операторов услуг связи и производителей сетевого оборудования.
◄
Содержание
►
PON – это современная технология широкополосного мультисервисного множественного доступа по оптическому волокну древовидной структуры.
Спецификации стандарта G.983.x по технологии PON, базирующейся на транспорте ячеек ATM – APON, разрабатываются консорциумом FSAN. Таким образом стандарт PON G.983 охватывает не только пассивную составляющую сети, но и активные устройства, регламентирует протоколы взаимодействия между центральным узлом OLT(оптический линейный терминал) и абонентскими узлами ONT(оптический сетевой терминал), параметры оптических приемо-передающих интерфейсов(мощности сигналов, длины волн) для OLT и ONT, определяет допустимые топологии и протяженность сети PON.
◄
Содержание
►
Основные требования стандарта PON G.983 |
||
Спецификация PON 622 Мбит/с |
||
Базовая длина волны |
1550 нм |
|
для нисходящего |
|
|
потока (потока к абонентам) |
|
|
Минимальное значение |
20 дБ |
|
полных потерь на обратное |
||
отражение |
|
|
максимального расстояния) |
|
|
◄ |
Содержание |
► |
В соответствии со стандартом G.983.1 один волоконно- оптический сегмент сети PON может охватить до 32 абонентских узлов в радиусе до 20 км.
Каждый абонентский узел рассчитан на обычный жилой дом или офисное здание и в свою очередь может охватывать сотни абонентов. Центральный узел может иметь сетевые интерфейсы ATM,SDH (STM-1), Gigabit Ethernet для подключения к магистральным сетям.
Для передачи прямого и обратного потока используется одно оптическое волокно, полоса пропускания которого динамически распределяется между абонентами, или два волокна в случае резервирования.
Нисходящий поток от центрального узла к абонентам идет на длине волны 1550 нм и имеет скорость 622 Мбит/с (в сумме для всех абонентов)-рисунок 1.2.1.
◄
Содержание
►
Оптический сетевой |
терминал [ONT] |
1310 нм |
разветвитель |
1xN |
1310 нм |
Приемник |
Входящий поток |
1310 нм |
ONT |
Приемник |
Лазер |
Лазер |
Приемник |
Рисунок 1.2.1- Основные элементы архитектуры PON
◄
Содержание
►
Восходящие потоки от абонентов идут на длине волны 1310 нм с использованием протокола множественного доступа с временным разделением (TDMA) и также имеют суммарную скорость 622 Мбит/с.
В итоге можно сделать следующие выводы:
1 В силу роста скорости передачи оптическое волокно становится лучшей средой не только для построения магистральных сетей, но и сетей доступа небольшого диаметра.
2 Пассивные узлы ветвления позволяют значительно повысить надежность сети, устраняя промежуточные активные элементы между центральным офисом и абонентским узлом.
◄
Содержание
►
3 При самой совершенной концепции FTTH (волокно до квартиры) каждый абонент становится терминальным.
4 В силу гигантской пропускной способности волокна оптимальное решение достигается, когда одно волокно, идущее из центрального узла или иначе точки присутствия POP (Point-Of-Presence) разветвляется на множество абонентов.
С технической точки зрения, наилучшим образом удовлетворяют этим требования решения на основе технологий PON.
◄
Содержание
►
Основные черты технологии PON :
•Эффективно используется полоса пропускания оптического волокна;
•Сеть строится с пассивным ветвлением волокна;
•PON – мультисервисная сеть;
• Динамическое распределение полосы пропускания;
•Возможность резервирования как всех, так и отдельных абонентов;
•Возможность подключения к дереву организации предоставляющей интернет через сеть PON услуги в магистральную сеть, превращая концепцию “последней мили” в концепцию “первой мили”.
◄
Начало главы
Содержание
►
3 Топология и архитектура PON
Топология PON
Существуют четыре основные топологии построения оптических сетей доступа:
•"кольцо",
•"точка-точка",
• "дерево с активными узлами",
•"дерево с пассивными узлами".
◄
Содержание
►
Типовая технология – микро SDH. "Кольцо” Абонентский
Преимущества : Идеальное решение по количеству волокон,
Встроенное резервирование.
узел ЦентральныйНедостатки : Сложность наращивания сети.
узел
Абонентский |
Абонентский |
|
|
узел |
узел |
Рисунок 1.3.1 - Топология “кольцо”
◄ |
Содержание |
► |
