20. Архітектура і принцип дії pon

Принцип дії PON

Основна ідея архітектури PON полягає в використанні лише одного приймально-передавального модуля в центральному вузлі OLT для передачі інформації для багатьох абонентських пристроїв ONT та прийому інформації від них. Реалізація цього принципу показана на рис. 4.5.а (Rx – приймач, Tx – передавач).

а)

б)

Рис.4.5. Основні елементи архітектури PON (а) і принцип дії (б)

Кількість абонентських вузлів ONT, підключених до одного приймально- передавального модулю OLT, визначається бюджетом потужності та швидкодією приймально-передавальної апаратури. Для передачі прямого (спадного) потоку даних від OLT до ONT, як правило, використовується довжина хвилі 1550нм. Навпаки, потоки даних від різних абонентських вузлів до центрального вузла, спільно утворюючі зворотний (висхідний) потік, передаються на довжині хвилі 1310 нм. В OLT і ONT вбудовані оптичні мультиплексори, які розділяють вихідні й вхідні потоки.

Прямий потік на рівні оптичних сигналів є широковіщальним.В кожному абонетському вузлі ONT визначаються адресні поля та виділяється із загального потоку призначена тільки цьому ONT частина інформації (рис.4.5б).

Від усіх абонентських вузлів ONT передача ведеться у зворотному потоці на одній і тій же довжині хвилі, при цьому використовується концепція множинного доступу з часовим поділом (time division multiple access -TDMA). Для того, щоб виключити можливість накладення сигналів від різних ONT, для кожного з них встановлюється свій індивідуальний порядок передачі даних з урахуванням виправлення на затримку, пов'язану з віддаленням даного ONT від центрального вузла OLT.

21. Ранжування за відстанню. Ранжування за часом в pon.

Ранжування за відстанню. Ранжування за відстанню необхідне для визначення часової затримки, пов'язаної з віддаленням ONT від OLT, воно виконується на етапі реєстрації абонентських вузлів і потрібно для того, щоб забезпечити безколізійну передачу і створити єдину синхронізацію у зворотному потоці. Спочатку адміністратор мережі заносить до реєстру OLT дані про новий ONT, його серійний номер, параметри надаваних абонентові послуг. Потім після фізичного підключення до мережі PON цього абонентського вузла та підключенні живлення на ньому в центральному вузлі починається процес ранжування. Ранжування з ONT, що зареєстрований у OLT, відбувається щораз при включенні ONT. При вимиканні й включенні живлення на OLT ранжування відбувається з усіма ONT, внесеними до реєстру. Від ОLT на ONT, що ранжується, надсилаеться сигнал і від цього ONT на ОLT надходить відгук, надалі на підставі аналізу цього відгуку обчислюється часова затримка на подвійному пробігу RTT (round trip time ), потім у прямому потоці обчислене значення RTT передається до ONT. В абонентському вузлі ONT вноситься відповідна затримка, що передує початку відправлення кадру у зворотному потоці, компенсуючи затримку на поширення оптичного сигналу волокном від ONT до OLT.

Враховуючи, що відстані OLT-ОNT можуть змінюватися в значних межах (стандарт G.983.1 визначає діапазон 0-20км), слід оцінити можливі варіації затримки. Якщо врахувати, що швидкість світла у волокні становить близько 2·10⁵ км/c, то приросту відстані OLT-ONT на 1км буде відповідати збільшення часу затримки на подвійному пробігу на 10 мкс. А для відстані 20 км RTT складе 0,2 мс. Фактично це теоретично мінімальний час, який потрібний OLT, щоб виконати ранжування з одним ONT. Ранжування за відстанню абонентських вузлів проводиться послідовно та вимагає деякого сумарного часу. Протягом цього часу дані у зворотному потоці не передаються. Після того, як ранжування за відстанню виконано, в OLT на підставі прописаних послуг для кожного ONT і з використанням протоколу МАС приймається рішення, якому абонентському вузлу передавати дані в кожному конкретному часовому інтервалі (слоті).

Загальна затримка при відправленні кадру у зворотний потік вноситься не тільки кінцевим часом поширення сигналу волокном, але й затримками в елементах електроніки OLT та ONT. Затримка з боку останніх може мати невеликий дрейф, наприклад внаслідок коливань температури устаткування. Тому на етапі передачі даних в OLT формується повідомлення для ONT про невеликі підстроювання затримки, внесеної у зворотний потік, -мікроранжування. В результаті точність, з якою стабілізуються відправлені від різних ONT кадри, становить 2-3 біти. В основі ініціалізації мережі PON лежать три процедури:

-визначення відстаней від OLT до різних ONT ;

синхронізація всіх ONT;

-визначення під час прийому на OLT потужностей оптичних сигналів

від різних ONT.