- •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
1 APON
2 EPON
3 GPON
4 Сравнительный анализ технологий APON, EPON, GPON
Содержание
1APON
Всередине 90-х годов общепринятой была точка зрения, что только протокол ATM способен гарантировать приемлемое качество услуг связи QoS между конечными абонентами.
Поэтому FSAN, желая обеспечить транспорт мультисервисных услуг через сеть PON, выбрал за основу технологию ATM.
Врезультате, в октябре 1998 года появился первый стандарт ITU-T G.983.1, базирующийся на транспорте ячеек ATM в дереве PON и получивший название APON (ATM PON).
Далее в течение нескольких лет появляется множество новых поправок и рекомендаций в серии G.983.x (x=1–7), скорость передачи увеличивается до 622 Мбит/c.
◄
Содержание
►
В марте 2001 года появляется рекомендация G.983.3,закрепляющая понятие BPON - расширенный стандарт APON - (broadband PON) и добавляющая новые функции в стандарт PON:
•передача разнообразных приложений (голоса, видео, данные) – это позволило производителям добавлять соответствующие интерфейсы на OLT для подключения к магистральной сети и на ONT для подключения к абонентам;
•расширение спектрального диапазона – открывает возможность для дополнительных услуг на других длинах волн в условиях одного и того же дерева PON.
◄
Содержание
►
APON допускает динамическое распределение полосы DBA(dynamic bandwidth allocation) между различными приложениями и различными ONT, и рассчитан на предоставление как широкополосных, так и узкополосных услуг.
Оборудование APON разных производителей поддерживает магистральные интерфейсы: SDH (STM-1), ATM (STM-1/4),Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, и абонентские интерфейсы E1 (G.703), Ethernet 10/100Base-TX.
◄
Содержание
►
Характеристика |
Спецификация |
||
Базовая длина волны |
|
1550 нм |
|
для нисходящего потока |
|
||
(потока к абонентам) |
|
|
|
к линии связи |
|
дисперсии в окрестности |
|
восходя |
|
|
1310 нм |
|
|
|
|
и максимального расстояния |
|
|
|
Суммарная скорость передачи |
|
155 Мбит/c |
|
для нисходящего потока |
|
622 Мбит/c |
|
Суммарная скорость передачи |
|
155 Мбит/c |
|
для восходящего потока |
|
622 Мбит/c |
|
◄ |
Содержание |
► |
|
Надежность и резервирование в APON
Слабой стороной систем доступа APON с топологией простого дерева является отсутствие резервирования.
Самым неблагоприятным в этом случае мог бы быть случай с повреждение волокна, идущего от OLT к ближайшему разветвителю (фидерного волокна). Теряет связь весь сегмент, подключенный по этому волокну – десятки абонентских узлов, сотни абонентов остаются без сети.
Среднее время ремонта - MTTR (mean time to repair) может варьироваться в пределах от нескольких дней до нескольких недель в зависимости от оператора.
В случае однократного повреждения волокна наиболее отчетливо проявляется недостаток сети PON по сравнению с кольцевой топологией SDH.
◄
Содержание
►
Уже в первой рекомендации G.983.1 обсуждался вопрос
опостроении защищенных систем APON.
Всилу специфики топологии PON, эта задача не является столь простой как в кольцевых топологиях SDH, поскольку полоса обратного потока в PON является общей и формируется множеством абонентских узлов.
Врекомендациях G.983.1 было предложено изучить четыре различных топологии защищенных систем.
Вданной главе рассмотрены три основных варианта построения резервных систем PON:
1 Частичное резервирование со стороны центрального узла;
2 Частичное резервирование со стороны абонентского узла;
3 Полное резервирование.
◄
Содержание
►
1 Частичное резервирование со стороны центрального узла
Для реализации данного решения требуется разветвитель 2 x N. Центральный узел оснащается двумя оптическими модулями LT-1 и LT-2.
В нормальном режиме при отсутствии повреждений волокон основной канал является активным, и по нему организуется дуплексная передача. Резервный канал – не активный – лазерный диод на LT-2 выключен. Фотоприемник на LT-2 при этом может прослушивать обратный поток.
Если повреждается идущее от центрального узла волокно основного канала, то автоматически активизируется приемопередающая система LT-2, и на нее переключается модуль мультиплексирования и коммутации на OLT.
Для повышения надежности целесообразно брать фидерные волокна от разных, физически разнесенных оптических кабелей(Рисунок 2.1.1).
◄
Содержание
►
ONT
Основной канал |
ONT-1 |
|
(активен) |
LT |
|
OLT |
ONT-2 |
|
|
|
|
LT-1 |
|
LT |
|
|
|
|
|
LT |
Интерфейсы
подключения к N магистральной сети
Рисунок 2.1.1 – Частичное резервирование в APON со стороны центрального узла
◄ |
Содержание |
► |
2 Частичное резервирование со стороны абонентского узла
Частичное резервирование со стороны абонентского узла позволяет повысить надежность работы с его стороны. В этом случае требуется два оптических модуля LT-1 и LT-2 на абонентский узел.
Переключение на резервный канал происходит аналогично предыдущему варианту. Не обязательно подключать все абонентские узлы по резервному каналу.
Различие по стоимости абонентских узлов с резервированием (два модуля LT-1 и LT-2 ) и без него (один модуль LT) позволяет дифференцированно предлагать услуги различным категориям абонентов(Рисунок 2.1.2).
◄
Содержание
►
