недоліки.

2.Що являє собою топологія “Шина”? Які в неї переваги та

недоліки?

3.Що являє собою деревовидна топологія? Назвіть переваги та недоліки топології “Дерево”.

4.Яку б топологію Ви обрали для побудови мережі PON?

Література:

Технологии оптических сетей доступа [Eлектронний ресурс]. Pежим доступу: http://des.ua/ru/knowegable-base-ru/articles/item/setej-pon.html

Урок № 30

(згідно робочої навчальної програми)

Огляд технологій побудови лінії PON

Питання для вивчення:

1.Ключові поняття технологій пасивних оптичних мереж

2.Огляд технології АPON

3.Огляд стандарту ВPON

4.Огляд технології GPON

5.Огляд технології EPON

6.Порівняльний аналіз основних технологій побудови PON

Ключові поняття технологій пасивних оптичних мереж. Одним з основних кроків під час проектування пасивної оптичної мережі також є вибір стандарту згідно якого вона буде функціонувати.

Для мереж PON існують ще два ключові поняття: висхідний та спадний потоки даних.

Спадний потік даних (downstream) — це потік даних від центрального

вузла до абонентів, який йде на довжині хвилі 1490 нм і 1550 нм.

Висхідний потік даних (upstream) — це потік даних, які йдуть від абонентів на довжині хвилі 1310 нм.

Синхронізація або ранжування по фазі (phase ranging) необхідна як для прямого, так і для зворотного потоку. Абонентські вузли ONT синхронізуються спочатку своєї ініціалізації і потім весь час підтримують синхронізацію, підлаштовуючись під безперервний TDM трафік від OLT, і здійснюючи, як прийнято називати, синхронний прийом даних (Тимчасове мультиплексування, англ. Time Division Multiplexing, TDM - технологія аналогового або цифрового мультиплексування, в якому кілька сигналів або бітових потоків передаються одночасно як підканали в одному комунікаційному каналі). Навпаки центральний вузол OLT синхронізується кожен раз по преамбулі пакета ATM, який надходить. Знання обчисленої по відстані тимчасової затримки з боку ONT, що відправив цей пакет, тут не достатньо - потрібна велика точність. Метод прийому даних із синхронізацією по преамбулі прийнято називати асинхронним.

Стандартизація технології пасивних оптичних мереж бере свій початок з 1995 року з заснування консорціуму зі стандартизації мережі доступу з повним набором послуг (Full-Services Access-Network Group). За час існування консорціуму було створено певну кількість стандартів технологій побудови пасивних мереж на основі волоконно-оптичного кабелю найбільш поширеними з

них є технології APON/BPON, EPON та GPON.

Огляд технології АPON. Першою в середині 90-х років була розроблена технологія APON, яка базувалася на передачі інформації в осередках структури ATM зі службовими даними (ATM, англ. Asynchronous Transfer Mode - асинхронний спосіб передачі даних, - високопродуктивна мережева технологія комутації та мультиплексування, заснована на передачі даних у вигляді осередків (cell) фіксованого розміру (53 байта), з яких 5 байтів використовується під заголовок. На відміну від синхронного способу передачі даних (STM - англ. Synchronous Transfer Mode), ATM краще пристосований для надання послуг передачі даних в яких сильно різниться бітрейт, або, швидкість проходження бітів

інформації). У цьому випадку забезпечувалася швидкість передачі прямого і зворотного потоків по 155 Мбіт / с (симетричний режим) або 622 Мбіт / с у прямому потоці і 155 Мбіт / с у зворотному (асиметричний режим).

Щоб уникнути накладення даних, які надходять від різних абонентів, OLT направляє на кожен ONU службові повідомлення з дозволом на відправлення даних. В даний час APON у своєму первісному вигляді практично не використовується.

APON сьогодні допускає динамічний розподіл смуги DBA (dynamic bandwidth allocation) між різними додатками і різними ONT і розрахований на надання як широкосмугових, так і вузькосмугових послуг. Обладнання APON різних виробників підтримує магістральні інтерфейси: SDH (STM-1), ATM (STM- 1/4), Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, відео (SDI PAL), і абонентські інтерфейси E1 (G.703), Ethernet 10/100Base -TX, телефонія (FXS).

Зважаючи на широку смугу передачі прямого потоку в дереві PON і потенційно існуючу можливість несанкціонованого доступу до даних з боку ONT, якій ці дані не адресовані в APON передбачена можливість використання техніки шифрування з відкритими ключами. Необхідності в шифруванні зворотного потоку немає, оскільки OLT знаходиться на території оператора.

Огляд стандарту ВPON. Подальше вдосконалення технології APON призвело до створення нового стандарту - BPON. В даному стандарті швидкість прямого і зворотного потоків доведена до 622 Мбіт/с в симетричному режимі або 1244 Мбіт/с і 622 Мбіт/с в асиметричному режимі. Передбачена можливість передачі трьох основних типів інформації (голос, відео, дані), причому, для потоку відеоінформації виділена довжина хвилі 1550 нм. BPON дозволяє організовувати динамічний розподіл смуги між окремими абонентами. Після розробки більш високошвидкісної технології GPON, застосування BPON практично втратило сенс чисто економічно.

Огляд технології GPON. Для великих операторів, що будують великі розгалужені мережі з системами резервування, найбільш вдалою вважається технологія GPON, яка успадковує лінійку APON - BPON, але з більш високою

швидкістю передачі - 1244 Мбіт/с і 2488 Мбіт/с (в асиметричному режимі) і 1244 Мбіт/с (в симетричному режимі). За основу був прийнятий базовий протокол SDH (а точніше на протоколі GFP) з усіма витікаючими перевагами і недоліками. Можливе підключення до 32 (або 64) абонентів на відстані до 20 км (з можливістю розширення до 60 км). GPON підтримує як трафік ATM, так і IP, мова та відео (інкапсульовані в кадри GEM - GPON Encapsulated Method), а також SDH. Мережа працює в синхронному режимі з постійною тривалістю кадру. Лінійний код NRZ зі скремблюванням забезпечують високу ефективність смуги пропускання.

Технологію GPON (Gigabit PON) слід розглядати як органічний розвиток технології A/ВPON. Стандарт GPON ITU-T Rec.984.3 був прийнятий в жовтні 2003 р. та реалізує масштабовану структуру кадрів при швидкостях до 2,5 Гбіт/с. Технологія GPON забезпечує істотну економію оптичних волокон за рахунок деревовидної архітектури мережі. Крім того, використання технології забезпечує високу надійність, завдяки пасивним елементам розгалужень.

У дереві PON можна використовувати обладнання з однаковою і різною швидкістю передачі прямого і зворотного потоків. GPON базується на стандарті ITU-T G.704.1 GFP (generic framing protocol, загальний протокол кадрів), допускаючи передачу в синхронний транспортний протокол будь-якого типу сервісу, включаючи і TDM.

До недоліків GPON слід віднести складність багаторівневої системи та управління. Це більш дороге рішення, ніж EPON, при порівнянних швидкостях передачі.

Огляд технології EPON. Успішне використання технології Ethernet в локальних мережах і побудова на їх основі оптичних мереж доступу зумовив розробку у 2000 р. нового стандарту - EPON. Технологія EPON являє собою технологію побудови пасивних оптичних мереж на базі стандарту Ethernet, за якою закріпилася назва (Ethernet Passive Optical Networks). Головна особливість технології EPON (порівняно з A/ВPON) в тому, що всередині дерева EPON передаються кадри Ethernet без фрагментації (розбиття на клітинки або фрейми).

Архітектура EPON спрямована на вирішення завдання організації оптоволоконного каналу безпосередньо до користувача (волокно в будинок, квартиру, офіс). Дана технологія максимально оптимізована для протоколу IP і є, по всій видимості, найкращим рішенням у разі організації недорогого широкосмугового транспорту для доступу в Internet.

Тобто, дана технологія має таку важливу властивість, як відсутність фрагментації кадру Ethernet. Це веде до збільшення пропускної здатності каналу. Зроблені фахівцями оцінки втрат смуги пропускання при проходженні через мережу виявилися близько 13%. Швидкість передачі даних в мережі EPON становить величину порядку 1.2 Гбіт/с.

Якщо оператор приймає рішення будувати пасивну оптичну мережу на базі протоколу IP, то технологія EPON найбільш оптимальна для вирішення завдання «останньої милі». Звичайно, можна передавати дані за стандартом Ethernet і за допомогою інших технологій (наприклад, використовуючи сучасні медиаконвертери і комутатори Ethernet), але тоді в мережі на ділянці операторкористувач з'являється активне обладнання і виникають всі пов'язані з цим обмеження. Забезпечення більш широкої смуги передачі вимагає застосування більш складних, а, отже, і більш дорогих пристроїв. При переході до протоколу IP EPON можна вважати найбільш прогресивною технологією на даний момент. Можна виділити наступні позитивні якості технології EPON: по каналу передаються вихідні Ethernet пакети; забезпечується просте і недороге управління; є певна перевага при Ethernet комутації, а саме - повна сумісність з протоколом IP, підтримка функцій TLS, Broadcast, Multicast, підтримка IGMP, краще організована підтримка IPTV, особливо при масштабних інсталяціях.

Таким чином, EPON об'єднує недороге обладнання Ethernet і волоконнооптичну інфраструктуру, що важливо для побудови телекомунікаційних мереж.

Такі мережі, в основному, розраховані на передачу даних зі швидкістю прямого і зворотного потоків 1 Гбіт/с на основі IP-протоколу для 16 (або 32) абонентів. Виходячи зі швидкості передачі, в статтях і літературних джерелах часто фігурує назва GEPON (Gigabit Ethernet PON), яке також відноситься до

стандарту IEEE 802.3ah. Дальність передачі в таких системах досягає 20 км. Для прямого потоку використовується довжина хвилі 1490 нм, 1550 нм резервується для відео додатків. Зворотний потік передається на 1310 нм. Щоб уникнути конфліктів між сигналами зворотного потоку застосовується спеціальний протокол управління безліччю вузлів (Multi-Point Control Protocol, MPCP).

У GEPON, на відміну від GPON, відсутні специфічні функції підтримки TDM, синхронізації і захисних перемикань, що робить цю технологію найекономічнішою з усього сімейства. Особливо це стосується невеликих операторів, орієнтованих на IP-трафік, а згодом і IPTV. До того ж передбачається подальший розвиток цього ряду - 10GEPON (за аналогією з 10Gb Ethernet).

Порівняльний аналіз основних технологій побудови PON.

Таблиця 2 — Порівняльний аналіз основних стандартів мережі PON

Характеристики			Технологія
	APON/BPON		EPON	GPON
Стандарт	ITU-T G.983	IEEE 802.3 ah		ITU-T G.984
Дата прийняття стандарту	Жовтень 1998		Липень 2004	Жовтень 2003
Максимальна швидкість спадного	622 Мбіт/с		1,2 Гбіт/с	2,4 Гбіт/с
потоку даних
Максимальна швидкість	155/622 Мбіт/с		1,2 Гбіт/с	1,2 Гбіт/с
висхідного потоку даних
Довжина хвилі спадних даних	1490 нм та		1550 нм	1490 нм та
	1550 нм			1550 нм
Довжина хвилі висхідних даних			1310 нм
Максимальний радіус мережі	20 км			60 км
Максимальна кількість ОР	32			64
Тип даних	АТМ		Ethernet	АТМ, Ethernet
Середня пропускна здатність	20 Мбіт/с		60 Мбіт/с	40 Мбіт/с
абонента
Можливість ІР-фрагментації	Забезпечено		Немає	Забезпечено
Захист даних (шифрування)	Відкритими		Немає	Відкритими
	ключами			ключами
Порівняльна вартість обладнання	Низька		Середня	Вище
				середньої