- •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
Интерфейсы подключения
Центральный |
узел [OLT] |
|
Основные функции OLT - |
||
формирование |
||
нисходящего (от офиса к |
||
абонентам) |
потока |
|
данных |
и |
обработка |
трафика от абонентов. |
||
( |
Абонентский |
узел |
[ONT] |
|
|
принимает поток данных от |
|||
|
разветвителя |
и преобразует |
||
|
их |
формат, |
определяемый |
|
|
интерфейсом пользователя. |
|||
WDM |
Обратный поток (λ=1310 нм) |
|
Рисунок 1.3.5 – Принцип действия PON
◄ |
Содержание |
► |
Прямой (исходящий) поток на уровне оптических сигналов, является широковещательным.
Каждый абонентский узел ONT, читая адресные поля, выделяет из этого общего потока предназначенную только ему часть информации.
A
B
C
OLT
|
B |
C |
A |
|
|
|
|
A |
B |
C |
|
||
|
|
A
|
ONT-A |
A |
B |
C |
B |
|
ONT-B |
|
|
ONT-C |
C |
Рисунок 1.3.6 - Исходящий поток
◄
Содержание
►
Все |
абонентские узлы |
ONT |
|
A |
передачу |
в |
|
|||
ведут |
A |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ONT-A |
|
||
обратном потоке на одной и той же длине волны, используя |
|
|||||||||
концепцию множественного доступа с временным |
|
|||||||||
разделением TDMA (time division multiple access). |
|
|
|
|||||||
Для того, чтобы исключить возможность |
|
|||||||||
пересечения сигналовA B Cот разных ONT, для каждогоB |
из них |
|
||||||||
устанавливается |
свое |
индивидуальное |
расписание |
по B |
||||||
OLT |
|
|
|
|
|
|
ONT-B |
|
|
|
передаче данных c учетом поправки на задержку, |
|
|||||||||
связанную с удалением данного ONT от OLT. |
|
|
|
|
||||||
C
Рисунок 1.3.7 – Обратный поток
◄ |
Начало главы |
Содержание |
ONT-C |
C |
►
4 Преимущества и недостатки PON
PON — пассивная сеть с топологией «точка- многоточие»,основанная на технологии ATM (APON, BPON) или Ethernet (EPON, GPON).
Пассивность означает отсутствие в сети элементов, усиливающих сигнал. Вместо требующих питания оптических повторителей, как в традиционных оптических сетях, в сетях PON используются недорогие оптические разветвители (сплиттеры), которые можно устанавливать практически в любом месте. Они применяются для каскадирования (мощность в них не обязательно делится на равные части) и создания древовидной структуры сети. Таким образом, PON дает возможность гибко развести оптическое волокно между десятками абонентов и подключать их модульно.
◄
Содержание
►
Активные устройства устанавливаются только у провайдера и абонента. В сетях PON эти устройства называются терминалом оптической линии (Optical Line Terminal, OLT) и оптическим сетевым терминалом (Optical Network Termination, ONT) или оптическим сетевым блоком(Optical Network Unit, ONU).
Устройство OLT располагают на районном узле провайдера. Оно генерирует оптические сигналы и объединяет трафик от абонентов, то есть служит точкой консолидации трафика.
PON имеет свои ограничения: в настоящее время (стандарт G.983) длина канала OLT-ONT ограничивается 20 км, число пользователей на канал не превосходит 32, в то время как центральный узел OLT обычно способен поддерживать несколько сегментов PON с пропускной способностью 155/622 Мбит/с в обоих направлениях.
◄
Содержание
►
Для передачи потока к абоненту (downstream) и от него(upstream) задействуется одно или два разных волокна. Потоки в одном волокне разделяются по длине волны: окно 1480-1580 нм выделяется под нисходящий поток, а 1260- 1360 нм — под восходящий.
Поток к абоненту передается в широковещательном режиме (broadcast), при этом пропускная способность динамически распределяется между абонентами(операция выполняется за 250 мс).
Восходящий и нисходящий потоки не обязательно симметричны - спецификация FSAN предусматривает и асимметричные режимы.
Для координации восходящего потока используется протокол множественного доступа с временным разделением (TDMA).
◄
Содержание
►
Передача данных осуществляется синхронизированными интервалами. Для синхронизации и настройки уровней мощности выделяется дополнительный отрезок времени(ONT синхронизируется с OLT и настраивает уровни мощности).
При включении нового абонентского устройства OLT автоматически обнаруживает ONT, определяет расстояние и выполняет синхронизацию.
При приеме каждое абонентское устройство ONT определяет, какие данные предназначены ему и игнорирует другие.
◄
Содержание
►
Основные преимущества технологии PON:
• Существенная экономия волокон. В технологии PON для
обслуживания 32 абонентских узлов используется только одно волокно.
•Скорость. Оптическое волокно обладает огромной полосой пропускания.
•Надежность. В промежуточных узлах дерева находятся только пассивные оптические разветвители, не требующие
обслуживания.
• Масштабируемость. Древовидная структура сети доступа
дает возможность подключать новых абонентов самым экономичным способом.
• Гибкость. Использование ATM в качестве транспорта
позволяет предоставлять абонентам именно тот уровень сервиса, который им требуется.
◄
Содержание
►
Преимущества архитектуры PON:
•отсутствие промежуточных активных узлов;
•экономия оптических приемопередатчиков в центральном узле;
•экономия волокон;
•легкость подключения новых абонентов и удобство обслуживания (подключение, отключение или выход из строя одного или нескольких абонентских узлов никак не сказывается на работе остальных).
Древовидная топология “дерево с пассивным оптическим разветвлением PON (P2MP)” позволяет оптимизировать размещение оптических разветвителей исходя из реального расположения абонентов, затрат на прокладку оптического кабеля и эксплуатацию кабельной сети.
◄
Содержание
►
Недостатки PON:
•возросшая сложность технологии PON;
•отсутствие резервирования в простейшей топологии дерева.
На случай возможных обрывов при создании сети PON составляется полная рефлектограмма и предусматривается тестовый вход, что позволяет впоследствии обнаружить неисправность.
◄
Начало главы
Содержание
►
