- •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
Прямой поток
Прямой (нисходящий) поток формируют передаваемые OLT кадры Ethernet 802.3, которые затем проходят через разветвитель 1xN и принимаются узлами ONT.
В стандарте для передачи прямого потока может быть использована длина волны 1550 нм или 1490 нм. Предпочтение возможно будет отдано длине волны 1490 нм поскольку тогда на длине волны 1550 нм можно реализовать стандартное широковещательное кабельное телевидение.
Передача данных в прямом потоке аналогична передаче данных в сети Ethernet с общей шиной, когда испущенный одной станцией кадр получается всеми остальными станциями и извлекается ими в соответствии с указанным MAC-адресом назначения.
◄
Содержание
►
Обратный поток
Обратный (восходящий) поток формируется потоками данных от различных ONT на длине волны 1310 нм. В силу специфики пропускания оптического сигнала разветвителем, данные, отправленные узлом ONT, получает только OLT.
Таким образом, в обратном направлении сеть EPON аналогична совокупности соединений точка-точка. Однако в отличие от истинной архитектуры точка- точка, сеть EPON нуждается в специальном методе управления, который следил бы за тем, чтобы не было коллизий потоков от разных ONT.
В EPON, равно как и в любой другой архитектуре PON, центральный узел OLT должен делить всю полосу обратного потока между всеми ONT и выполнять функцию диспетчера, указывая различным ONT в какое время те могут передавать.
◄
Содержание
►
Все ONT путем передачи служебных кадров синхронизируются по единой временной шкале центрального узла OLT. Отправка данных абонентскими узлами осуществляется в разрешенные интервалы времени (тайм- слоты). В тайм - слоты, длина которых определяется планировщиком расписания на OLT, может помещаться один или несколько кадров Ethernet.
До тех пор, пока не получено разрешение на отправку тайм - слота, ONT буферизует кадры, полученные от рабочих станций абонентов.
◄
Содержание
►
Форматы кадров EPON
Начиная со стандарта дуплексного Ethernet IEEE 802.3.х, рудиментарным становится ограничение на минимальную длину кадра 64 байта, которое требовалось исключительно для корректной отработки механизма разрешения коллизий внутри коллизионного домена допустимого диаметра.
Начиная со стандарта Fast Ethernet (100BASE-FX/TX), когда прием сигнала на физическом уровне стал синхронным (в отличие от Ethernet 10 Мбит/ с), рудиментами стали и межкадровый интервал (12 байт), и столь большая (8 байт) преамбула кадра. Технология EPON использует высвободившийся ресурс.
◄
Содержание
►
При прохождении кадров Ethernet через сеть EPON не происходит их фрагментации. Преамбула стандартного кадра Ethernet (Рисунок 2.2.3-а), модифицируется добавлением нескольких служебных полей(Рисунок2.2.3-б).
Внутри сети EPON наряду с кадрами данных также передаются и служебные кадры (сообщения). Все они имеют фиксированную длину 64 байта. Преамбула и адресные поля управляющего кадра и кадра данных EPON аналогичны( Рисунок 2.2.3-в).
◄
Содержание
►
На рисунке присутствуют гиперссылки
Преамбула Заголовок
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SFD |
|
DA |
|
SA |
|
L/T |
|
поле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
данных |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
1 |
|
6 |
6 |
2 |
|
|
|
|||
|
|
|
46 -1500 |
|
|||||||||
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|||||||||||
PADFCS |
4 |
Размер кадра от 64 до 1518 байт
Рисунок 2.2.3(а) - Форматы кадров Ethernet и EPON :Кадр IEEE P802.3
◄
Содержание
► 

На рисунке присутствуют гиперссылки
Преамбула Заголовок
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SOP |
|
резерв |
|
LLIDCRC |
|
DA |
|
SA |
|
L/T |
|
поле |
|
|
|
|
|
|
PADFCS |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
данных |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
6 |
2 |
|
46 -1500 |
|
|
4 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
1 4 2 1 |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
M(1) |
|
LLID(15) |
|
Размер кадра от 64 до 1518 байт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 2.2.3(б) - Форматы кадров Ethernet и EPON : Кадр данных IEEE P802.3ah
◄ |
Содержание |
► |
На рисунке присутствуют гиперссылки
Преамбула Заголовок
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SOP |
|
резерв |
|
LLIDCRC |
|
DA |
|
SA |
|
L/T |
|
opcode |
|
TS |
|
message |
|
FCS |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
4 |
2 |
1 |
|
6 |
6 |
2 |
2 |
4 |
40 |
4 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Размер кадра 64 байта
Рисунок 2.2.3(в) - Форматы кадров Ethernet и EPON : Управляющий кадр IEEE P802.3ah
◄ |
Содержание |
► |
Кадр данных IEEE P802.3ah
Фактически можно сказать, что на кадр при прохождении через сеть EPON навешивается EPON-тег. На выходе кадра из сети EPON преамбула кадра преобразуется обратно к стандартному виду – тег ликвидируется.
OLT модифицирует преамбулу каждого исходящего в дерево PON кадра 802.3, в частности в преамбулу добавляется специальный тег LLID. Этот тег извлекается соответствующим подуровнем на ONT, где происходит восстановление преамбулы. Узел ONT в нормальном режиме работы, то есть когда уже зарегистрирован, обрабатывает только те кадры, в преамбуле которых идентификатор LLID совпадает с собственным LLID.
б |
◄ |
Содержание |
► |
DA (destination address) – поле 6 байт, указывает MAC-адрес станции назначения. Это может быть единственный физический адрес (unicast), групповой адрес (multicast) или широковещательный адрес (broadcast)
SA (source address) – поле 6 байт, указывает MAC-адрес станции отправителя.
L/T (length/type) – поле 2 байта, содержит информацию о длине или типе кадра.
Поле данных, переменной длины.
Pad (наполнитель) – поле используется для дополнения кадра до минимального размера.
FCS (frame check sequence) – поле 4 байта, контрольная последовательность кадра, в котором указывается контрольная сумма, вычисленная с использованием циклического избыточного кода.
а б в |
◄ |
Содержание |
► |
