- •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
Подстройка порога срабатывания фотоприемника OLT происходит каждый раз при получении нового пакета ATM из
обратного потока по преамбуле |
на основе измерения |
интегральной мощности в преамбуле |
пакета. |
Подстройка по мощности также необходима на всех ONT. Она выполняется аналогичным путем, но только один раз, прежде чем синхронизировать приемник для работы с синхронным потоком от OLT.
Затем непрерывно подсчитывается интегральная мощность на ONT, и делается плавная подстройка порога дискриминации фотоприемника.
▲ |
◄ |
Содержание |
► |
Синхронизация
Синхронизация или ранжирование по фазе (phase ranging) необходимо как для прямого, так и для обратного потока.
Абонентские узлы ONT синхронизируются вначале своей инициализации и затем все время поддерживают синхронизацию, и осуществляя, как принято называть, синхронный прием данных.
Центральный узел OLT синхронизируется каждый раз по преамбуле вновь приходящего пакета ATM. Знания временной задержки вычисленной на этапе ранжирования по расстоянию со стороны ONT, отправившего этот пакет, здесь не достаточно – требуется большая точность.
◄
Содержание
►
Метод приема данных с синхронизацией по преамбуле принято называть асинхронным.
Для технологии APON была разработана новая методика синхронизации, позволяющая установить необходимую синхронизацию по получению всего трех бит.
Больший размер преамбулы пакета ATM в обратном потоке был выбран постольку, поскольку преамбула также используется в процедуре ранжирования по мощности.
▲ |
◄ |
Содержание |
► |
Структура потоков данных
Передача данных
Протокол MAC для систем доступа APON решает три задачи:
•исключение коллизий между передачами в обратном потоке;
•четкое, эффективное, динамическое деление полосы обратного потока;
•поддержание наилучшего согласования для транспорта приложений, инициированных конечными пользователями.
◄
Содержание
►
Протокол APON MAC основан на механизме запрос/разрешение.
Основная идея состоит в отправке со стороны ONT запросов на требуемую полосу. На основании знаний о том, как загружен обратный поток, и какие услуги закреплены за тем или иным ONT, OLT принимает решение по обработке этих запросов.
Для управления механизмом запрос/разрешение, FSAN определил структуру кадра APON для прямого и обратного потока. Этот формат был стандартизирован ITU-T в рекомендацииG.983.1(Рисунок 2.1.4).
◄
Содержание
►
|
56 стандартных ячеек по 53 байта: |
|
|
|
2 ячейки PLOAM + 54 ячейки данных |
|
|
PLOAM |
ATM ATM |
ATM PLOAM ATM |
ATM |
|
На рисунке представлен формат кадра APON для |
||
симметричного режима трафика 155/155 Мбит/c. |
|
||
байта. |
Кадр прямогоПрямойпотокакан лсостоит из 56 ячеек ATM по 53 |
||
|
Обратный канал |
|
|
|
Кадр обратного потока состоит из 52 пакетов ATM по 56 |
||
|
гиперссылки |
|
|
байт и одного слота MBS общей длины также 56 байт. |
|
||
ATM |
ATM |
MBS |
ATM |
ATM |
53 слота по 56 байт
Рисунок 2.1.4 - Формат кадра ITU G.983 – структура кадра прямого и обратного потока
◄
Содержание
►
Прямой поток
Разрешения на передачу посылаются пачками (bursts) в специальных служебных ячейках ATM – двух на один кадр, которые называются ячейками работы и обслуживания физического уровня PLOAM (physical layer operation and maintenance). Они следуют строго регулярно, чередуясь с 27 ячейками данных.
В одной ячейке PLOAM размещается 26 разрешений для ONT, каждое на передачу всего одного пакета ATM.
Оставшиеся 54 ячейки в кадре прямого потока несут данные и не задействуются для работы механизма "запрос/разрешение".
◄
Содержание
►
Обратный поток
ОбПервыеатныйдвапотокбита преамбулыпредставляетне содержатсовокупностьическогопачек данныхсигала,(bursts)что отявляетсяразных ONTдостаточным. для устранения перекрытияАбонентскийпакетов узелотразныхможет ONTпередавать– линииданныенеизбежнытолько посленебольшиеполученияколебаниясоответствующегозадержки разрешенияпраспрочитанногострении изсигналаячейки. PLOAM. Пачки данных от ONT в APON передаются пакетамиРазрешениеATM. на передачу необходимо для каждого пакета ЕдинственноеATM,сл довательноотличиесуммарноепакетачислоATMпрописанныхот ячейкив заключаетсяячейкахPLOAMв наличииразрешенийпреамбулыза продолжительное3 байта у пак тавремяATM. Такимдолжнобразомсоответствоватьдлина пакетачислуATM -пакетов56байт. ATM, испущенных всеми ONTПреамбулаза это врнемянужна. для ячеек в прямом потоке из-за синхронногоВPLOAMрежимапомещаетсяприема данных26 разрешений,. так как две ячейки PLOAM могут дать разрешения на передачу 52 пакетов ATM, ровно столько, сколько их есть в кадре ATM для обратного потока.
◄
Содержание
►
Multi Burst Slot
Слот многократных запросов MBS (multi burst slot) в обратном потоке является служебным. Он информирует OLT о характере запросов по передаче со стороны ONT.
Слот имеет 8 подполей или минислотов, соответствующих различным ONT(Рисунок 2.1.5).
Если система PON рассчитана на 32 абонентских узла, то передать свои сведения о запросах на передачу все 32 ONT смогут только после четырех последовательно переданных слотов MBS, что составляет цикл.
В системе из 64 ONT, цикл состоит из восьми слотов MBS. Передача одного кадра при скорости 155 Мбит/с длится 0,15 мс. На передачу цикла при 32 ONT потребуется 0,6 мс, то есть с периодичностью 0,6 мс ONT посылает мини-пакеты - служебные запросы о намерениях передавать данные.
◄
Содержание
►
56 байт
MBS
преамбулаполе(3 байта),контрольной суммы
ONU i ONU i+1 ONU i+2 ONU i+3 ONU i+4 ONU i+5 ONU i+6 ONU i+7
аналогична преамбуле(8бит)
специальные поляв пакетеABR/GFRATMи VBR, длиной 8 и 16 бит, соответствуют двум типам запросов на полосу
Преамбула |
ABR/GFR |
VBR |
VBR |
CRC |
24 бита |
8 бит |
16 бит |
|
8 бит |
Рисунок 2.1.5 - Структура слота MBS |
|
|||
◄ |
Начало главы |
Содержание |
► |
|
