2019-10-08 Descripción técnica de la red de acceso PON-(EPON)
Ventajas:
PON es una red óptica pasiva con estructura peer-to-multipoint (P2MP), que incluye principalmente:
Línea Óptica Terminal (OLT)
ODN (Red de Distribución Óptica) Red de Distribución Óptica
Unidad/Terminal de Red Óptica
Divisor óptico pasivo.
Las tres tecnologías PON importantes son APON, EPON y GPON.
El estándar EPON es IEEE 802.3ah, que realiza la transmisión de tramas Ethernet en la red de acceso del usuario, es decir, la tecnología Ethernet reemplaza la tecnología ATM y se convierte en el protocolo de capa de enlace.
Las ventajas de EPON son: bajo costo, fácil mantenimiento, fácil expansión y actualización; proporciona un gran ancho de banda, enlace ascendente y descendente de 1,25 G, que se puede actualizar a una amplia gama de servicios y garantizar una asignación de ancho de banda flexible; Servicio compatible con DBA, DiffServ, PQ/WFQ y WRED.
La principal diferencia entre GPON y EPON es:
Ancho de banda: el enlace descendente de GPON puede alcanzar 2,5, la relación espectral de GGPON puede alcanzar 1:128, la eficiencia del ancho de banda de Epson 1:64 es GPON del 92%; , EPON 72% QOS y GPON admiten Ethernet, TDM, ATM y EPON solo admiten Ethernet, otros son diferentes a nivel de módulo óptico, rango, DBA y OAM;
EPON utiliza tecnología WDM, fibra única bidireccional, utiliza tecnología de transmisión para el enlace descendente y utiliza multiplexación por división de tiempo TDMA (Time Division Multiple Access) para el enlace ascendente.
OLT envía datos de Ethernet a la ONU a través de transmisión, inicia y controla el alcance, inicia y controla el control de energía de la ONU y asigna ancho de banda a la ONU; la ONU proporciona acceso a EPON para los usuarios y elige recibir datos de transmisión enviados por la OLT. responde a comandos de control de potencia y alcance, almacena en búfer los datos Ethernet del usuario y los envía en sentido ascendente dentro de la ventana de transmisión asignada por el OLT.
ONU identifica y filtra las transmisiones recibidas a través de LLID. El LLID está contenido en el encabezado de la trama Ethernet y es un identificador de enlace lógico único registrado o asignado.
El acceso a la ONU se puede autenticar a través de la dirección MAC o el número de serie de la ONU. Solo se permite el acceso a las ONU que hayan pasado la autenticación.
Después de que la ONU recibe los datos en la capa física, elige descartarlos según el LLID. Esta es una función de la capa del chip y los datos no pasarán a la segunda capa. Se puede habilitar el cifrado AES de 128 bits entre cada par de ONU/OLT. Además, la información se puede segregar a través de VLAN.
El tráfico ascendente de ONU utiliza tecnología TDMA y OLT asigna dinámicamente ancho de banda, es decir, intervalos de tiempo para la transmisión de datos. La duración unitaria de cada intervalo de tiempo básico es de 16 ns. A través de la asignación de intervalos de tiempo y la compensación de retrasos, los paquetes de datos ascendentes de la ONU no interferirán entre sí.
Estándar de red EPON:
Fibra óptica: fibra óptica monomodo que cumple con los requisitos de ITU-T G.652;
Longitud de onda ascendente: 1260 nanómetros
Longitud de onda de enlace descendente: 1480 nm
1540 nm <& gt1560 nm opcionalmente puede implementar servicios CATV.
La velocidad fluctúa hacia arriba y hacia abajo en 1,25G
La relación de división de la luz es 1:32 y la distancia de transmisión es de 10 km.
La relación de división de la luz es 1:16 y la distancia de transmisión alcanza los 20 KMM.
EPON admite una relación de división máxima de 1:64 y un puerto EPON puede admitir 64 ONU al mismo tiempo.
Modelo de marco de protocolo EPON;
AOM: Gestión de operaciones con gestión de operaciones como núcleo:
MPMC: Capa de control MAC multipunto.
MAC: Control de acceso a medios
RS: Subcapa de coordinación, que realiza la interfaz entre la capa de enlace de datos y la capa física, y agrega/termina LLID en el sistema EPON.
PCS: Subcapa de código físico, soporta punto a multipunto y FEC.
PMA: Archivo adjunto de medios físicos, admite recuperación de reloj, pruebas de loopback, funcionalidad P2MP y extensiones PMD.
PMD: relacionado con medios físicos, siempre interfaz 1000base-PE.
Encapsulación de Ethernet:
El encabezado de Ethernet tiene 7 bytes y la trama EPON utiliza 3 bytes, incluidos 2 campos LLID y 1 campo CRC.
LLID: Identificador de enlace lógico, ID de enlace lógico, donde 0x7FFF representa el enlace de transmisión y los demás se utilizan para unidifusión.
El estándar EPON agrega una subcapa de control multipunto MPMC a la capa de enlace, que se utiliza para gestionar la interacción de información de gestión o control entre OLT y ONU. El OLT se comunica con múltiples ONU a través de OAM. La subcapa MPMC se puede utilizar para coordinar el envío y la recepción efectivos de datos, el registro automático de ONU, DBA, alcance y temporización.
El formato del mensaje de MPMC es:
El modo se utiliza para indicar si es transmisión u otro. El número máximo de LLID es 32767.
LLID es generado por la subcapa RS.
El MPCP de control multipunto define cinco tipos de tramas:
La OLT envía GATE (código de operación = 0002), lo que permite a la ONU enviar datos inmediatamente o dentro de un período de tiempo específico. después de recibir la trama GATE;
REPORT (Opcode-0003) informa el estado de la ONU al OLT, incluida la marca de tiempo de la sincronización de la ONU y si hay datos para enviar
REGISTER_REQ; (Opcode-0004) solicita el registro y la ONU envía;
Register (opcode-0005) notifica a la ONU que la solicitud de registro ha sido reconocida por la OLT;
REGISTER_ACK (opcode-0006) ), emitido por ONU, indica confirmación de registro;
>También hay una pausa de trama de control (Opcode-0001), donde el receptor deja de enviar solicitudes de tramas que no son de control durante el período indicado por el parámetro de función . El marco no tiene marca de tiempo.
Proceso de procesamiento de flujo de datos de servicio descendente EPON-& gt; ONU:
Proceso de procesamiento de flujo de datos de control de enlace descendente:
Reenvío de flujo de servicio ascendente EPON: ONU-> Después de recibir los datos del usuario final, el OLT y la ONU primero los guardan en la memoria caché. Después de que la subcapa MPMC del OLT confirma, la ONU agrega el identificador LLID y lo envía de acuerdo con el momento notificado por el OLT.
Proceso:
Tecnologías clave de la red óptica pasiva:
Administrador de bases de datos y alcance
Tanto OLT como ONU tienen un contador de 32 bits, incrementado en 1 cada 16 ns para proporcionar una marca de tiempo local. El tiempo de ida y vuelta RTT (tiempo de ida y vuelta) es igual a la diferencia entre el valor del temporizador y la marca de tiempo recibida.
DBA: Asignación dinámica de ancho de banda.
La asignación dinámica del ancho de banda ascendente se puede completar en el nivel de microsegundos o milisegundos.
Funciones de DBA: mejora la eficiencia del ancho de banda ascendente; permite políticas de SLA flexibles; admite funciones comerciales mejoradas.
El funcionamiento de la red P2MP es asimétrico, donde OLT es el dispositivo maestro y ONT es el dispositivo esclavo.
La gestión del terminal EPON se realiza mediante el protocolo de extensión OAM.
CTC OAM está definido por China Telecom, que define el formato y mecanismo de intercambio de información entre OLT y ONU. El OLT configura la ONU a través del protocolo OAM y admite la configuración fuera de línea de la ONU y la recuperación de la configuración en línea. La propia ONU no necesita guardar información de configuración, lo que resulta beneficioso para la distribución de servicios y el mantenimiento de terminales.
El proceso de registro de la ONU lo inicia la OLT, que genera periódicamente una ventana de tiempo de descubrimiento legal para que la OLT pueda detectar ONU fuera de línea. Las funciones básicas de la capa OAM incluyen: indicación remota de fallas, bucle remoto y gestión de enlaces.
La información OAM es transportada por Unidades de datos de protocolo OAM (OAMPDU) y contiene información de control y estado. Solo se transmite a través de un único enlace entre entidades OAM pares y no lo reenvían los clientes mac (conmutadores y puentes).