- •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
2EPON
В1995 году был создан консорциум FSAN (full service access network), поставивший целью претворить идеи множественного доступа по одному волокну.
За основу была выбрана технология ATM. На ATM возлагались большие надежды – эту технологию, способную обеспечить транспорт мультисервисных услуг и высокое качество QoS, прочили использовать для построения локальных, городских и магистральных сетей.
О стандарте Ethernet в то время не было даже и речи. При том, что популярность локальных сетей Ethernet уже тогда была очень велика и продолжала расти.
◄
Содержание
►
Главным минусом Ethernet считался лежащий в
основе технологии недетерминированный механизм случайного
доступа с разрешением коллизий CSMA/CD (Carrier sense multiple access with collision detection), допускающий непредсказуемые задержки.
Однако с того времени Ethernet претерпел большие изменения:
Во первых, появилось несколько новых стандартов скоростей, достигнут рубеж 10 Гбит/с.
Во вторых, появился стандарт Full Duplex Ethernet IEEE 802.3, позволивший забыть о коллизиях и непредсказуемых задержках.
В третьих, новые возможности в организации мультисервисных услуг дали такие стандарты и протоколы, MPLS (Multi Protocol Label Switching) – группа протоколов третьего уровня, основанная на использовании меток для
быстрой коммутации многопротокольных сетях. ◄
Содержание
►
Сегодня решения на основе Ethernet стали наиболее универсальными. Сети Ethernet получили самое большое распространение. По разным оценкам, более 95 процентов всех эксплуатируемых локальных сетей в мире с суммарным числом портов более 320 миллионов используют стандарт Ethernet.
Технология Ethernet стала выигрышной как с точки зрения скорости, так и с точки зрения стремительного развития и стандартизации новых интерфейсов. Простота обслуживания и управления сетями Ethernet, а также низкие цены снискали популярность этой технологии.
◄
Содержание
►
Когда Ethernet взял на вооружение массу новых стандартов и протоколов, возник резонный вопрос, почему для связи между городскими и локальными сетями Ethernet не использовать сети доступа PON на основе все того же стандарта Ethernet. То есть, помимо APON не реализовать также EPON (Ethernet PON) в рамках IEEE 802.3.
Для решения этой задачи в 2000 году была создана специальная комиссия EFM (Ethernet in the first mile) – Ethernet на первой миле, получившая также код IEEE 803.3ah.
В 2001 году дополнительно формируется альянс EFMA (Ethernet in the first mile alliance – альянс Ethernet на первой миле), который, отражая нужды реальных потребителей и операторов услуг связи, оказывает существенное влияние на работу комиссии EFM.
◄
Содержание
►
Комиссия EFM 802.3ah должна стандартизировать три разновидности решения для сети доступа:
1 EFMC (EFM copper) – решение “точка-точка” с использованием витых медных пар.
2 EFMF (EFM fiber) – решение, основанное на соединении “точка-точка” по волокну.
3 EFMP (EFM PON) – решение, основанное на соединении “точка- многоточие” по волокну. Это решение, являющееся по сути альтернативой APON, получило схожее название EPON.
Оптические интерфейсы для EPON аналогичны тем, которые используются в традиционных оптических сетях.
◄
Содержание
►
Как и стандартный Gigabit Ethernet, EPON имеет номинальную битовую скорость в линии 1250 Мбит/с и схему кодирования 8B/10B. EPON определяется как одноволоконная сеть, использующая волновое мультиплексирование WDM на длинах волн 1490 нм для прямого потока и 1310 нм для обратного потока. Окно 1550 нм резервируется для других услуг (кабельного телевидения или частных каналов).
Физический уровень EPON PMD (physical medium dependent) предусматривает два класса интерфейсов:
•класс 1 для малых расстояний (до 10 км);
•класс 2 для больших расстояний (до 20 км).
Это позволяет оптимально по стоимости строить сети PON с большим диапазоном расстояний и коэффициентов деления.
◄
Содержание
►
Основные сведения стандарта IEEE 802.3ah
Характеристика Спецификация
|
Затухание: |
|
|
ONT): |
|
класс 1 |
прямой/обратный поток |
21/23 дБ |
класс 2 |
прямой/обратный поток |
26/26 дБ |
◄
Содержание
►
Принцип действия EPON
Главное свойство архитектуры EPON состоит в том, что внутри дерева PON распространяются кадры Ethernet. Таким образом, нет фрагментации кадров Ethernet при их прохождении через сеть EPON, как в архитектуре APON.
Отсутствие фрагментации делает ожидаемый стандарт EPON максимально схожим и со стандартом Ethernet IEEE 802.3.
Архитектура сети EPON схожа с архитектурой сети APON. Сеть EPON состоит из центрального узла OLT (optical line terminal), абонентских узлов ONT (optical network terminal) и пассивных оптических разветвителей(Рисунок 2.2.1 / 2.2.2).
◄
Содержание
►
Подключение к Пользователи магистрали
1 |
G |
|
А1 |
А1 |
OLT |
1 3 1 G 2 |
ONT-2 |
2 |
А2 |
|||
|
|
А2 |
3 1 G
|
2 |
3 |
|
ONT-3 |
|
Разветвитель |
А3 |
|
|
А3 |
Рисунок 2.2.1 - Архитектура EPON (прямой поток)
◄
Содержание
►
Тайм-слот
Кадр Ethernet 802.3 |
|
1 |
1 |
|
|
1 |
|
||
|
ONT-1 |
|
А1 |
|
|
|
|
||
1 |
|
|
|
А1 |
|
|
|
|
|
Пользователи |
|
|
||
1 |
1 |
2 R 3 3 |
3 |
OLT |
|
|
|
Кадр данных Управляющий P802.3ah кадр
2 R |
3 3 3
ONT-2 |
2 |
А2 |
|
|
А2 |
3 |
3 |
3 |
ONT-3 |
|
А3 |
|
|
А3 |
Рисунок 2.2.2 - Архитектура EPON (обратный поток)
◄
Содержание
►
