FTTH - GPON
System Optegol ar gyfer y Rhwydweithiau Mynediad yw GPON (Gigabit Passive Optical Networks), yn seiliedig ar fanylebau ITU-T cyfres G.984. Gall ddarparu cyrhaeddiad 20 km gyda chyllideb optegol 28dB (a ddangosir yn y llun canlynol) trwy ddefnyddio opteg dosbarth B + gyda chymhareb rhaniad 1:32.
Mae system GPON yn cefnogi'r cyfraddau canlynol -
155 Mbps i fyny'r afon, 1.24416 Gbps i lawr yr afon
622 Mbps i fyny'r afon, 1.24416 Gbps i lawr yr afon
1.24416 Gbps i fyny'r afon, 1.24416 Gbps i lawr yr afon
155Mbps i fyny, 2.48832 Gbps i lawr yr afon
622 Mbps i fyny, 2.48832 Gbps i lawr yr afon
1.24416 Gbps i fyny, 2.48832 Gbps i lawr yr afon
2.48832 Gbps i fyny, 2.48832 Gbps i lawr yr afon
Mae GPON yn cefnogi crynhoi ATM a GEM. Mae GEM (Dull Amgáu GPON) yn cefnogi TDM brodorol a Data.
Nodweddion GPON
Mae'r dechnoleg esblygiadol hon wedi'i seilio ar BPON GEM. Canlynol yw ei nodweddion -
Trosglwyddiad i lawr yr afon
2.4 Gbps
Mae BW ar gyfer un ONT yn ddigonol i gyflenwi sawl signal HDTV
Mae QOS yn caniatáu ar gyfer traffig sy'n sensitif i oedi (llais)
Trosglwyddo i fyny'r afon
1.24 Gbps
Gellir gwarantu isafswm BW
Gellir neilltuo slotiau amser nas defnyddiwyd i ddefnyddwyr trwm
Mae QoS yn caniatáu gohirio traffig sensitif (llais)
Pam GPON?
Mae GPON yn darparu datrysiad gwasanaethau integredig fel -
Mae'n cefnogi gwasanaethau Chwarae Triphlyg.
Er mwyn chwalu rhwystr lled band y mynediad dros geblau pâr troellog, mae'n cefnogi trosglwyddiad lled band uchel.
Mae'n lleihau'r nodau rhwydwaith.
Mae'n cefnogi hyd at 20 km o wasanaeth.
Safonau GPON
Mae safonau GPON wedi'u hadeiladu ar fanylebau blaenorol BPON. Y manylebau yw -
G.984.1 - Mae'r ddogfen hon yn disgrifio nodweddion cyffredinol Rhwydwaith Optegol Goddefol-Gapiadwy Gigabit.
G.984.2 - Mae'r ddogfen hon yn disgrifio manyleb haen Ffisegol cyfryngau-ddibynnol Rhwydwaith Optegol Goddefol Gigabit-Capable.
G.984.3 - Mae'r ddogfen hon yn disgrifio'r Fanyleb Haen Cydgyfeirio Trosglwyddo Rhwydwaith Optegol Goddefol Gigabit-Capable.
G.984.4 - Mae'r ddogfen hon yn disgrifio'r Fanyleb Rhyngwyneb Rheoli a Rheoli ONT Rhwydwaith Optegol Goddefol Gigabit (OMCI).
Pensaernïaeth GPON
Perfformiad optegol o ran cyfradd data.
Y dosbarth o gydrannau ffibr optegol.
Amseriad a rheolaeth y pŵer optegol.
Cywiro gwall ymlaen.
Opteg Dosbarth A: 5 i 20dB
Opteg Dosbarth B: 10 i 25dB
Opteg Dosbarth C: 15 i 30dB
Swyddogaeth rhyngwyneb porthladd gwasanaeth
Swyddogaeth traws-gysylltu
Rhyngwyneb rhwydwaith dosbarthu optegol (ODN)
Mae GPON OLT yn gwasanaethu sawl ONT trwy'r porthladd PON. Mae'r trosglwyddiad i lawr yr afon, hy o OLT i ONT fel arfer yn TDM; tra bod y traffig i fyny'r afon, hy o ONT i OLT fel arfer yn TDMA.
Gall system PON fod yn gymesur neu'n anghymesur. Gellir defnyddio PON a seilwaith ffibr hefyd ar gyfer cefnogi unrhyw wasanaeth dosbarthu unffordd. Er enghraifft - Fideo ar donfedd wahanol.
Haen Dibynnol Cyfryngau Corfforol GPON
G.984.2 yw manyleb haen gorfforol system GPON. Mae'r haen gorfforol yn mynd i'r afael â meysydd fel -
Un o ofynion sylfaenol system optegol yw darparu cydrannau â gallu digonol i ymestyn y signal optegol i'r ystod ddisgwyliedig. Mae yna dri chategori neu ddosbarth o gydrannau, sy'n seiliedig ar bŵer a sensitifrwydd. Y dosbarthiadau o gydrannau yw -
Terfynell Llinell Optegol (OLT)
Mae'r OLT yn darparu'r rhyngwyneb nod gwasanaeth (SNI) (rhyngwynebau LAN Ethernet 1 Gbps a / neu 10 Gbps yn nodweddiadol) tuag at y rhwydwaith craidd, ac yn rheoli'r GPON. Mae'r OLT yn cynnwys tair prif ran -
Mae'r llun canlynol yn dangos y diagram bloc swyddogaethol OLT nodweddiadol.
PON Craidd Craidd
Mae cragen PON Craidd yn cynnwys dwy ran. Y rhan gyntaf yw swyddogaeth rhyngwyneb ODN a'r rhan yw swyddogaeth PON TC. Mae swyddogaeth PON TC yn cynnwys OAM, rheoli mynediad cyfryngau, fframio, DBA, amlinellu uned ddata protocol (PDU) ar gyfer y swyddogaeth traws-gysylltu, ac ar gyfer rheolaeth yr ONU.
Cragen traws-gysylltu - Mae'r gragen hon yn darparu llwybr cyfathrebu rhwng y gragen graidd PON a'r gragen gwasanaeth.
Cragen gwasanaeth - Mae'r gragen hon i'w chyfieithu rhwng rhyngwynebau gwasanaeth a rhyngwyneb ffrâm TC yr adran PON.
ONU / ONT
Mae'r Uned Rhwydwaith Optegol (ONU) yn gweithredu gydag un rhyngwyneb PON neu ddau ryngwyneb ar y mwyaf at ddibenion amddiffyn cyswllt. Rhag ofn, bydd unrhyw un ffibr allan o'r ddau ffibr hyn yn cael ei dorri, gellir cyrchu'r ONU trwy ffibr arall. Gelwir hyn yn amddiffyniad PON neu Amddiffyn Cyswllt. Gelwir amddiffyn cyswllt hefyd yn agregu cyswllt, a all amddiffyn y ddolen a'r un amser, gall gydgrynhoi'r traffig hefyd.
Mae'r swyddogaeth gwasanaeth MUX a DEMUX yn cysylltu'r dyfeisiau Cwsmer ag ochr PON. Mae'r Terfynell Rhwydwaith Optegol (ONT) wedi'i gynllunio ar gyfer defnydd tanysgrifiwr sengl, tra bod yr ONU (Uned Rhwydweithio Optegol) wedi'i gynllunio ar gyfer defnydd tanysgrifiwr lluosog. Mae'r holltwyr yn caniatáu i'r PON gael ei rannu gan hyd at 128 ONT neu ONU.
Rhyngwynebau ONT / ONU
Mae gan derfynell y rhwydwaith optegol (ONT), sydd wedi'i gysylltu â'r OLT ar ochr uplink ar gyfer rhyngwyneb rhwydwaith gwasanaeth, lawer o borthladdoedd rhyngwyneb rhwydwaith defnyddiwr. Yn nodweddiadol, bydd pedwar porthladd FE / GE tuag at UNI.
Porthladdoedd UNI ar gyfer ONT Preswyl - Yn nodweddiadol, mae'r rhyngwynebau gwasanaeth tanysgrifiwr fel Rhyngrwyd Cyflymder Uchel 10 / 100Base-T (HSI) a fideo dros IP, cyfechelog RF ar gyfer systemau troshaen fideo RF, ac analog rhyngwynebau ffôn FXS ar gyfer llais VoIP PSTN.
Porthladdoedd UNI ar gyfer busnes ONT - Yn ychwanegol at yr uchod, gall hefyd gynnwys llwybryddion 10/100 / 100Base-T a rhyngwynebau switshis L2 / L3 a DS1 / E1 PBX ar gyfer systemau allweddol.
Mae'r uned rhwydwaith optegol (ONU) yn terfynu ffibr GPON ac mae ganddo lawer mwy o ryngwyneb rhwydwaith defnyddwyr (UNI) i danysgrifwyr lluosog. Gall rhyngwyneb UNI fod yn ADSL2 +, VDSL2, Power Line, MoCA neu HPNA, ac mae'r pellter i'r tanysgrifiwr (10/100 Base-T wedi'i gyfyngu i 100m, sef 330 tr.).
Yn ôl y math o borthladdoedd rhyngwyneb, efallai na fydd UNI UNI yn gallu cysylltu'n uniongyrchol ag offer CPE tanysgrifiwr. Yn yr achos hwn, mae UNI y Cenhedloedd Unedig yn cysylltu â therfyniad rhwydwaith (NT), a roddir yn lleoliad olaf y tanysgrifiwr. Mae NT yn terfynu offer CPE y tanysgrifiwr, fel cyfrifiadur personol, Llwybrydd Di-wifr, Ffôn, Blwch Pen-set Fideo IP, neu Flwch Set-Top, RF Video, ac ati.
Yn y bôn, mae ONT yn cyfuno swyddogaeth ONU a NT mewn dyfais sengl. Y cyfuniad hwn o'r ddau; gyda'i gilydd yn gwneud yr ONT yr ateb mwyaf cost-effeithiol i ddarparu gwasanaethau GPON i fentrau lleol ac un teulu, bach a chanolig. Fodd bynnag, os yw cleient ar y campws fel myfyrwyr, hosteli, ysgolion, colegau, ysbytai, neu swyddfeydd corfforaethol, lle mae cebl copr CAT-5 eisoes wedi'i osod, gall ONU wasanaethu fel ateb mwy priodol.
Rhwydwaith Dosbarthu Optegol
Y GPON ODN, sy'n cynnwys ffibr a chebl optegol un modd; mae'r ceblau rhuban ffibr optegol, sblis, cysylltwyr optegol, holltwyr optegol goddefol a chydrannau canghennog goddefol yn oddefol iawn.
Mae'r holltwyr optegol ODN yn rhannu'r ffibr sengl yn ffibrau lluosog sy'n mynd i wahanol adeiladau a chartrefi unigol. Gellir gosod y holltwyr mewn unrhyw leoliad yn yr ODN, o'r Swyddfa Ganolog (CO) / Cyfnewidfa Leol (LE) i adeilad y cwsmer a gallant fod o unrhyw faint. Dynodir y rhanwyr fel [n: m], lle 'n' yw nifer y mewnbwn (tuag at OLT) = 1 neu 2, ac 'm' yw nifer yr allbynnau (tuag at ONT) = 2,4,8,16 , 32,64.
Amlblecsio / Fframio GPON
Esbonnir amlblecsio neu fframio GPON gyda'r ffactorau canlynol.
Dull Amgáu GPON (GEM)
Dyma'r cynllun cludo data yn yr haen cydgyfeirio trosglwyddo GPON penodedig. Mae GEM yn darparu mecanwaith fframio hyd amrywiol sy'n canolbwyntio ar gysylltiad ar gyfer cludo gwasanaethau data dros y rhwydwaith optegol goddefol (PON). Dyluniwyd GEM i fod yn annibynnol ar y math o ryngwyneb nod gwasanaeth yn yr OLT yn ogystal â'r mathau o ryngwynebau UNI yn yr ONUs.
Traffig i lawr yr afon (OLT tuag at ONU / ONT)
Ar gyfer traffig i lawr yr afon, mae'r swyddogaethau amlblecsio traffig wedi'u canoli yn OLT. Mae Port-ID GEM, ar ffurf rhif 12-did a neilltuwyd gan yr OLT i'r cysylltiadau rhesymegol unigol, yn nodi'r fframiau GEM sy'n perthyn i wahanol gysylltiadau rhesymegol i lawr yr afon. Mae pob ONU yn hidlo'r fframiau GEM i lawr yr afon yn seiliedig ar eu Port-IDs GEM ac yn prosesu'r fframiau GEM sy'n perthyn i'r ONU yn unig.
Traffig i fyny'r afon (ONU / ONT tuag at OLT)
Mae'r endidau sy'n dwyn traffig yn yr ONU yn cael cyfle trosglwyddo i fyny'r afon (neu ddyraniad lled band) gan yr OLT. Mae'r endidau hyn sy'n dwyn traffig yn cael eu nodi gan yr IDau dyrannu (Alloc-IDs). Mae'r dynodwr dyraniad (Alloc-ID) yn rhif 12-did y mae'r OLT yn ei aseinio i ONU i nodi endid sy'n dwyn traffig. Mae'n derbyn dyraniadau lled band i fyny'r afon yn yr ONU.
Mae'r dyraniadau lled band i wahanol Alloc-IDs yn amlblecs mewn amser fel y nodir gan yr OLT yn y mapiau lled band a drosglwyddir i lawr yr afon. O fewn pob dyraniad lled band, mae'r ONU yn defnyddio'r Port-ID GEM fel allwedd amlblecsio i nodi'r fframiau GEM sy'n perthyn i wahanol gysylltiadau rhesymegol i fyny'r afon.
Mae cynhwysydd trosglwyddo (T-CONT) yn wrthrych ONU sy'n cynrychioli grŵp o gysylltiadau rhesymegol. Mae'n ymddangos fel endid sengl at ddibenion aseiniad lled band i fyny'r afon ar y PON. Yn seiliedig ar y cynllun mapio, mae traffig gwasanaeth yn cael ei gludo i wahanol borthladdoedd GEM ac yna i wahanol T-CONTs.
Mae'r mapio rhwng porthladd GEM a'r T-CONT yn hyblyg. Gall Porthladd GEM gyfateb i T-CONT; neu gall porthladdoedd GEM lluosog gyfateb i'r un T-CONT.
Haen Cydgyfeirio Trawsyriant G-PON (GTC)
Haen protocol o'r gyfres protocol G-PON sydd wedi'i lleoli rhwng yr haen sy'n dibynnu ar y cyfryngau corfforol (PMD) a'r cleientiaid G-PON. Mae'r haen GTC yn cynnwys is-haen fframio GTC ac is-haen addasu GTC.
I'r cyfeiriad i lawr yr afon, mae'r fframiau GEM yn cael eu cario yn llwyth tâl GTC, sy'n cyrraedd yr holl ONUs. Mae is-haen fframio'r ONU yn echdynnu'r fframiau, ac mae'r addasydd GEM TC yn hidlo'r fframiau yn seiliedig ar eu Port-ID 12-did. Dim ond fframiau gyda'r Port-IDs priodol sy'n cael eu caniatáu i swyddogaeth cleient GEM.
I'r cyfeiriad i fyny'r afon, mae'r traffig GEM yn cael ei gario dros un neu fwy o T-CONTs. Mae'r OLT yn derbyn y trosglwyddiad sy'n gysylltiedig â'r T-CONT ac mae'r fframiau'n cael eu hanfon ymlaen at yr addasydd GEM TC ac yna i'r cleient GEM.
Fframio Haen GTC
Mae gan y ffrâm i lawr yr afon hyd o 125 microsecond ac mae'n 38880 beit o hyd, sy'n cyfateb i'r gyfradd ddata i lawr yr afon o 2.48832 Gbit yr eiliad. Mae'r ffrâm GTC i lawr yr afon yn cynnwys y bloc rheolaeth gorfforol i lawr yr afon (PCBd) ac adran llwyth tâl GTC.
Mae fframiau Cydgyfeirio Trawsyriant GPON bob amser yn 125 Msec o hyd -
19440 beit / ffrâm ar gyfer cyfradd 1244.16
38880 beit / ffrâm ar gyfer cyfradd 2488.32
Mae pob ffrâm GTC yn cynnwys Bloc Rheoli Corfforol i lawr yr afon + llwyth tâl
Mae PCBd yn cynnwys cysoni, OAM, gwybodaeth DBA, ac ati.
Efallai y bydd gan y llwyth tâl raniadau ATM a GEM (naill ai un neu'r ddau)
Hyd y ffrâm GTC i fyny'r afon yw 125 μs. Mewn systemau G-PON gyda'r uplink 1.24416 Gbit / s, maint ffrâm GTC i fyny'r afon yw 19,440 beit. Mae pob ffrâm i fyny'r afon yn cynnwys nifer o hyrddiadau trosglwyddo sy'n dod o un neu fwy o ONUs.
Mae pob byrstio trawsyrru i fyny'r afon yn cynnwys adran uwchben haen gorfforol i fyny'r afon (PLOu) ac un neu fwy o gyfnodau dyrannu lled band sy'n gysylltiedig â'r Alloc-IDs unigol. Mae'r ffrâm GTC i lawr yr afon yn darparu'r cyfeirnod amser cyffredin ar gyfer y PON a'r signalau rheoli cyffredin ar gyfer yr afon i fyny'r afon.
Llwythi Tâl GPON
Mae'n bosibl bod dwy ran i lwyth tâl GTC -
Rhaniad ATM (Alen * 53 beit o hyd)
Rhaniad GEM (y dull a ffefrir bellach)
Rhaniad ATM
Mae gan y rhaniad ATM y nodweddion canlynol.
Nodir Alen (12 darn) yn y PCBd.
Mae Alen yn nodi nifer y celloedd 53B yn y rhaniad ATM.
Os Alen = 0 yna dim rhaniad ATM.
Os Alen = hyd llwyth tâl / 53, yna dim rhaniad GEM.
Mae celloedd ATM wedi'u halinio â ffrâm GTC.
Mae ONUs yn derbyn celloedd ATM yn seiliedig ar VPI ym mhennyn ATM.
Rhaniad GEM
Mae gan y rhaniad GEM y nodweddion canlynol.
Yn wahanol i gelloedd ATM, gall fframiau wedi'u diffinio GEM fod ag unrhyw hyd.
Gellir cynnwys unrhyw nifer o fframiau GEM yn y rhaniad GEM.
Mae ONUs yn derbyn fframiau GEM yn seiliedig ar Port-ID 12b ym mhennyn GEM.
Modd Amgáu GPON
Cwyn gyffredin yn erbyn BPON oedd aneffeithlonrwydd oherwydd treth celloedd ATM. Mae GEM yn debyg i ATM. Mae ganddo bennawd maint cyson wedi'i warchod gan HEC. Fodd bynnag, mae'n osgoi gorbenion mawr trwy ganiatáu fframiau hyd amrywiol. Mae GEM yn generig - cefnogir unrhyw fath o becyn (a hyd yn oed TDM). Mae GEM yn cefnogi darnio ac ailosod.
Mae GEM yn seiliedig ar GFP, ac mae'r pennawd yn cynnwys y meysydd canlynol -
Dangosydd Hyd Llwyth Cyflog - hyd llwyth tâl mewn Bytes.
ID Port - yn nodi'r targed ONU.
Dangosydd Math o Lwyth Cyflog (GEM OAM, arwydd tagfeydd / darnio).
Maes Cywiro Gwall Pennawd (cod BCH (39,12,2) + cydraddoldeb hyd yn oed 1b)
Mae pennawd GEM yn XOR'ed gyda B6AB31E055 cyn ei drosglwyddo.
Ethernet / TDM dros GEM
Wrth gludo traffig Ethernet dros GEM
Dim ond ffrâm MAC sydd wedi'i grynhoi (dim rhaglith, SFD, EFD)
Gall ffrâm MAC fod yn dameidiog (gweler y sleid nesaf).
Ethernet dros GEM
Wrth gludo traffig TDM dros GEM -
Mae byffer mewnbwn TDM wedi'i polio bob 125 Msec.
Mae beitiau PLI o TDM yn cael eu mewnosod yn y maes llwyth tâl.
Gall hyd y darn TDM amrywio yn ôl ± 1 Beit oherwydd gwrthbwyso amledd.
Gorfodaeth taith rownd wedi'i ffinio â 3 msec.
TDM dros GEM
Gall GEM ddarnio ei lwyth tâl. Er enghraifft, ffrâm Ethernet Heb ei darnio fel y dangosir yn y llun canlynol.
Mae'r llun canlynol yn darlunio ffrâm Ethernet Dameidiog.
Llwythi tâl darnau GEM am y naill neu'r llall o'r ddau reswm canlynol -
Rheswm 1 - Efallai na fydd ffrâm GEM yn pontio ffrâm GTC.
Rheswm 2 - gellir achub y blaen ar ffrâm GEM ar gyfer data sy'n sensitif i oedi.
Amgryptio GPON
Mae OLT yn amgryptio gan ddefnyddio AES-128 yn y modd cownter. Dim ond llwyth tâl sydd wedi'i amgryptio (nid penawdau ATM na GEM). Mae blociau amgryptio wedi'u halinio â'r ffrâm GTC. Rhennir y cownter gan OLT a phob ONU fel a ganlyn -
46b = 16b rhyng-ffrâm + 30 darn rhyng-ffrâm.
Cynyddiadau cownter o fewn ffrâm bob 4 beit data.
Ailosod i sero ar ddechrau ffrâm DS GTC.
Rhaid i OLT a phob ONU gytuno ar allwedd gymesur unigryw. Mae OLT yn gofyn i ONU am gyfrinair (yn PLOAMd). Mae ONU yn anfon cyfrinair yr Unol Daleithiau yn glir (yn PLOAMu) -
Anfonwyd allwedd 3 gwaith am gadernid
Mae OLT yn hysbysu'r ONU o'r union amser i ddechrau defnyddio allwedd newydd.
QoS - GPON
Mae GPON yn trin QoS yn benodol. Mae fframiau hyd cyson yn hwyluso QoS ar gyfer cymwysiadau sy'n sensitif i amser. Mae 5 math o Gynhwysydd Trosglwyddo -
Math 1 - BW sefydlog.
Math 2 - BW sicr.
Math 3 - BW + BW heb ei sicrhau.
Math 4 - yr ymdrech orau.
Math 5 - uwchosod pob un o'r uchod.
Mae GEM yn ychwanegu sawl nodwedd QoS haen-PON -
Mae darnio yn galluogi rhag-ddefnyddio fframiau mawr â blaenoriaeth isel.
PLI - gellir defnyddio hyd pecyn penodol trwy algorithmau ciwio.
Mae gan dagiau PTI arwyddion tagfeydd.
Yn y bennod nesaf, byddwn yn deall beth yw Rhwydwaith Optegol Goddefol Ethernet.