Επισκόπηση τεχνολογίας EPON
Ιστορία στα δίκτυα πρόσβασης
Τα δίκτυα πρόσβασης είναι μέρος ενός δικτύου τηλεπικοινωνιών που συνδέουν τους χρήστες με τους προμηθευτές τους. Ιστορικά έγιναν από τα στριμμένα καλώδια χαλκού για την τηλεφωνική πρόσβαση. Αυτοί οι προμηθευτές είναι γνωστοί ως «telcos». Ένας άλλος τύπος τεχνολογίας πρόσβασης είναι υπηρεσία καλωδιακής τηλεόρασης που παραδίδεται μέσω ενός ομοαξονικού καλωδίου, η TV ήταν η μόνη υπηρεσία προσφερθείσα τις πρώτες μέρες.
Με τον καιρό το δίκτυο πρόσβασης έγινε ικανό άλλες υπηρεσίες, όπως τα στοιχεία υψηλής ταχύτητας, το βίντεο, και τη φωνή.
- Αυτό δημιούργησε την ανάγκη για περισσότερο εύρος ζώνης. Οι τεχνολογίες όπως xDSL για τα telcos ή DOCSIS 3,0 και 3,1 στον κόσμο καλωδίων έχουν αυξήσει το εύρος ζώνης κατά τη διάρκεια των ετών, που κρατά τα υπάρχοντα δίκτυα ζωντανά. Άσχετα από, αυτές οι τεχνολογίες δεν είναι αρκετές να παραδώσουν την υπηρεσία multigigabit/s στους κατοικημένους και εμπορικούς συνδρομητές σήμερα.
Ίνα στη διάσωση!
Αντίθετα από τα στριμμένα ζευγάρια χαλκού ή πείστε το καλώδιο, η οπτική ίνα είναι σε θέση σήμερα συμμετρικό 10Gbps των στοιχείων, της φωνής, και των τηλεοπτικών υπηρεσιών στον ίσο αποστάσεων ή πέρα από 20 χιλιόμετρα από μια κεντρική θέση σε έναν συνδρομητή.
- Αυτό είναι γνωστό ως ίνα στην υπηρεσία Χ (FTTx), όπου Χ = το σπίτι, η επιχείρηση, οι εγκαταστάσεις, η ίνα κ.λπ. μπορούν να επεκταθούν στο τοπικό δίκτυο πρόσβασης χρησιμοποιώντας ένα σημείο για να δείξουν (P2P) ή τη point-to-multipoint τοπολογία (P2MP), με τα αφιερωμένα τρεξίματα ινών από την ΠΛΉΜΝΗ σε κάθε τελικό χρήστη (συνδρομητής). Ένας οικονομικώς αποδοτικός τρόπος την υπηρεσία FTTH είναι με τη χρήση των παθητικών οπτικών δικτύων (PON).
Τι είναι ακριβώς ένα PON;
Καθορισμός PON (παθητικό οπτικό δίκτυο)
– Είναι μια point-to-multipoint, δικτυακή αρχιτεκτονική ίνα--ο-εγκαταστάσεων (FTTP).
– Καλείται «παθητικός» επειδή οι οπτικοί θραύστες χρησιμοποιείται για να επιτρέψει σε μια ενιαία οπτική ίνα για να εξυπηρετήσει τις πολλαπλάσιες εγκαταστάσεις, χαρακτηριστικά 16-128.
– Αποτελείται από τα οπτικά τερματικά γραμμών (OLT), και μονάδες περισσότερων από ενός τις οπτικές δικτύων (βάρος) και συνδεμένος μέσω του οπτικού δικτύου διανομής (ODN).
– Το ODN είναι ένα οπτικό δίκτυο πρόσβασης χωρίς οποιεσδήποτε ενεργές ηλεκτρονικές συσκευές μεταξύ OLT και ONU.
Συστατικά σε ένα δίκτυο PON
Τεχνολογίες PON
Οι διαφορετικές τυποποιημένες ομάδες δημιούργησαν τα διαφορετικά πρότυπα PON:
Τι είναι EPON;
• EPON (παθητικό οπτικό δίκτυο Ethernet) επιλέχτηκε αρχικά από MSOs ως προτιμημένη αρχιτεκτονική PON βασισμένη σε διάφορους υψηλού επιπέδου παράγοντες:
– Απλό πρωτόκολλο βασισμένο στη διαμόρφωση Ethernet αντί της ακριβότερης και περίπλοκης προδιαγραφής GPON (ATM) που έχει επιπτώσεις στη μελλοντική τιμολόγηση
– Ορμή που έγινε ήδη προς ένα βασισμένο στο DOCSIS πρότυπο φοuρνητuρε
– η προδιαγραφή 10G ολοκληρώθηκε το 2009, με το προϊόν διαθέσιμο σήμερα
• Σε συνεργασία με CableLabs, MSO έχουν περάσει τα έτη 5+ συνεργαμένος με τους συμβάλλοντας προμηθευτές για να αναπτύξουν τις προδιαγραφές για το φοuρνητuρε DOCSIS EPON (DPoE). Το DPoE εστιάζει στις ακόλουθες έννοιες:
– Multi-vendor διαλειτουργικότητα
– Λειτουργία υπηρεσιών Ethernet μετρό για τις εμπορικές υπηρεσίες
– Κατοικημένη υπηρεσία Multigigabit IP/HSD
– Ικανός των εκατομμυρίων φοuρνητuρε των συσκευών
– Χρήση των υπαρχόντων συστημάτων πίσω γραφείων MSO
• Οι απλουστευμένες ταχύτητες δικτύων φοuρνητuρε και πρόσβασης 10Gbps είναι βασικοί διαφοροποιητές για MSOs ενάντια στους υπάρχοντες και νέους φορείς παροχής υπηρεσιών.
• Ελαχιστοποιεί την επέκταση ινών και τον αριθμό πομποδεκτών στον τομέα έναντι CWDM (χαμηλότερο CAPEX).
• Καμία ενεργός συσκευή στον τομέα (χαμηλότερο OPEX).
EPON ως καθολική αρχιτεκτονική πρόσβασης ινών
• Όλοι οι τύποι υπηρεσιών
– Κατοικημένος
– Επιχειρήσεις
– Κυψελοειδές backhaul
• Όλες οι διαμορφώσεις
– MDU/MTU
– FTTH
– FTTC/FTTN
• Όλα τα ποσοστά στοιχείων
– 1Gb/s (802.3ah 2004)
– 10/1 και 10/10 (802.3av 2009)
• Όλοι που υποστηρίζονται στο ίδιο πράγμα
• έξω από τις εγκαταστάσεις (ODN)
Τεχνολογία Roadmap EPON
Τυποποιημένη εξέλιξη EPON:
– 802.3ah: 1G/1G προδιαγραφή (2004)
– 802.3av: 10G/10G προδιαγραφή (2009)
– DPoEv1: Φοuρνητuρε DOCSIS άνω των EPON (2011)
– DPoEv2: (2012)
– SIEPON: Διαλειτουργικότητα υπηρεσιών στα παθητικά δίκτυα Ethernet (2013)
– NG-EPON: IEEE ήδη που εργάζεται στη επόμενη γενιά EPON για τις ταχύτητες 40 ή 100Gbps.
Τμήματα EPON
Ένα χαρακτηριστικό σύστημα EPON αποτελείται από ένα OLT, διάφορο βάρος και ένα ODN.
– Το OLT (οπτικό τερματικό γραμμών) κατοικεί στις πλήμνες του MSO, ή μερικές φορές σε ένα MDU, συνδέει το οπτικό δίκτυο πρόσβασης με τον πυρήνα. Το OLTs μπορεί να είναι ένας διακόπτης ή ένας δρομολογητής και να περιέχει τις διεπαφές EPON. Είναι το οπτικό αντίτιμο ενός CMTS.
– Το ONU (οπτική μονάδα δικτύων) βρίσκεται στη θέση τελικών χρηστών (εγκαταστάσεις πελατών), έχει έναν οπτικό πομποδέκτη και παρέχει τις υπηρεσίες όπως η φωνή, τα στοιχεία και το βίντεο. Είναι το οπτικό αντίτιμο ενός καλωδιακό μόντεμ.
– Το ODN (οπτικό δίκτυο διανομής) συνδέει το OLT και το ONU. Στο ODN ένα η ίνα φέρνει τα σήματα DS και των ΗΠΑ χρησιμοποιώντας WDM. Οι ίνες είναι χωρίζουν έπειτα για να εξυπηρετήσουν το μεμονωμένο βάρος. Ο οπτικός θραύστης είναι μια απλή παθητική συσκευή.
Μήκη κύματος EPON US/DS
Ένα σύστημα EPON χρησιμοποιεί το τμήμα μήκους κύματος που πολλαπλασιάζει (WDM) προκειμένου να επιτευχθεί η διπλής κατεύθυνσης ανακοίνωση σχετικά με μια ενιαία ίνα.
Πρότυπα αρχιτεκτονικών EPON
- Η τοπολογία δέντρων (α) χρησιμοποιείται χαρακτηριστικά στην Κίνα, τις ΗΠΑ και την Ευρώπη για κατοικημένο και τους πελάτες επιχείρησης χωρίς τις φυσικές απαιτήσεις ανθεκτικότητας στρώματος
- Η τοπολογία λεωφορείων (β) χρησιμοποιείται χαρακτηριστικά στην Ιαπωνία (όπου η περισσότερη ίνα επεκτείνεται στην εναέρια αρχιτεκτονική λεωφορείο-τύπων)
- Τοπολογία δαχτυλιδιών (γ) που χρησιμοποιείται χαρακτηριστικά για τα δίκτυα με την υψηλή ανθεκτικότητα (προστασία δέντρων/κορμών κάτω από SIEPON)
- Οι εργασίες πρωτοκόλλου EPON για οποιαδήποτε αρχιτεκτονική ODN (οπτικό δίκτυο διανομής)
Οπτικά επίπεδα δύναμης
802.3ah (1Gig EPON)
1000BASE-PX20 πομποδέκτες
OLT:
• TX μήκος κύματος: 1480 σε 1500nm
• TX: +2 σε +7dBm
• RX: -6 σε -27dBm
ONU:
• TX μήκος κύματος: 1260 σε 1360nm
• TX: -1 σε +4dBm
• RX: -3 σε -24dBm
=============================
802.3av (10Gig EPON)
10gbase-σχέση-D3 πομποδέκτες
OLT:
• TX μήκος κύματος: 1575 σε 1580nm
• TX: +2 σε +5dBm
• RX: -6 σε -28dBm
ONU:
• TX μήκος κύματος: 1260 σε 1280nm
• TX: +4 σε +9dBm
• RX: -10 σε -28.5dBm
Προς τα κάτω κυκλοφορία
Στοιχεία ραδιοφωνικών μεταδόσεων OLT σε κάθε ONU
• Το βάρος λαμβάνει μια λογική ταυτότητα συνδέσεων (LLID) επάνω στην εγγραφή (μπορεί να είναι περισσότερα από ένα LLID). Αυτό είναι παρόμοιο με ένα καλωδιακό μόντεμ που λαμβάνει ένα ζευγάρι των ροών υπηρεσιών (US/DS) σε DOCSIS.
• Προς τα εμπρός κυκλοφορία ONU μόνο στο σύνολο ενεργού LLIDs του.
• Για να μεταδώσει ραδιοφωνικά τα στοιχεία σε όλο το βάρος οι χρήσεις TDM OLT (χρονικό τμήμα που πολλαπλασιάζει)
Προς τα πάνω κυκλοφορία
• Κατά τη διάρκεια της εγγραφής ONU το OLT υπολογίζει τη χρονική καθυστέρηση (απόσταση) από ONU και την καθοδηγεί για να ρυθμίσει τις παραμέτρους μετάδοσής του.
• Κάθε ONU διαβιβάζει μόνο κατά τη διάρκεια ορισμένα timeslots από OLT
• Η μετάδοση από κάθε ONU φθάνει στο OLT χωρίς συγκρούσεις
• Για να παρέχει την πολλαπλάσια πρόσβαση σε μια ενιαία σύνδεση ινών για όλο το συνδεδεμένο βάρος, η πολλαπλάσια αρχιτεκτονική πρόσβασης χρονικού τμήματος (TDMA) εφαρμόζεται για το προς τα πάνω κανάλι