Anwendung der passiven optischen Gigabit-Netzwerktechnologie im Zugangsnetz

Die Annahme der am besten geeigneten Lösung, um den Zugang der letzten Kilometer zu erreichen, ist für die Interessen der Netzbetreiber von entscheidender Bedeutung, und die hohe Bandbreite, hohe Effizienz und einfache Skalierbarkeit der passiven optischen Netzwerktechnologie (PON) machen sie sehr wettbewerbsfähig. Dieser Beitrag analysiert die Eigenschaften der PON-Technologie in Zugangsnetzwerkanwendungen im Detail.
Die Wahl der am besten geeigneten Lösung für den Netzzugang in den letzten Kilometern ist eine Herausforderung für Netzwerkdienstleister. Ob drahtlose Verbindung, Kupferkabel oder Glasfaserverbindung, es gibt zwangsläufig viele konkurrierende Technologien zur Auswahl, insbesondere in der frühen Implementierung vieler wettbewerbsfähiger Standards. Es ist nicht einfach, die am besten geeignete Lösung zu finden. Eine große Anzahl von miteinander verbundenen Faktoren muss berücksichtigt werden, und diese Wahl birgt in der Regel ein hohes Risiko, da jede Entscheidung mit großen Investitionen den Betrieb des Unternehmens für viele Jahre in der Zukunft beeinflussen wird.

Dieses Thema ist besonders wichtig für die Weiterentwicklung von High-Speed PON auf dem asiatischen Markt, insbesondere wenn es um Gigabit Passive Optical Network (GPON)-Systeme geht. Während andere Regionen die Vor- und Nachteile verschiedener Glasfaserzugangsmethoden prüfen, setzen Dienstleister in Asien diese Technologie aktiv ein und testen sie als Lösung für viele ihrer Probleme.
Standard für passives optisches Netzwerk
Der Zielmarkt des Zugangsnetzes ist in der Regel das dicht besiedelte Gebiet im Stadtgebiet, und es gibt eine große Anzahl von Bewohnern und gewerblichen Nutzern in einigen Gebäuden. Darüber hinaus ist in vielen Bereichen der Ausbau traditioneller PSTN-Schaltungen begrenzt, so dass Diensteanbieter volle “neue Marktchancen” haben, neue fortschrittliche Multimedia- und Breitbanddienste einzuführen, die nicht durch die Notwendigkeit behindert werden, veraltete Technologien zu unterstützen.
PON ist eine ideale Lösung für solche Anwendungen. Insbesondere besteht ein PON aus einem optischen Leitungsterminal (OLT), das sich am zentralen Büroende befindet, und einer Gruppe zugeordneter optischer Netzwerkterminals (ONTs), die sich am Clientende befinden. Dazwischen befindet sich ein optisches Verteilungsnetz, das aus optischen Fasern und passiven Splittern oder Steckern besteht
In der PON-Topologie kann ein OLT mehrere PON-Module haben, und jedes PON-Modul treibt ein separates PON-Netzwerk über einen kostengünstigen passiven Splitter an, der mit mehreren ONTs durch verteilte Glasfasern verbunden ist. Optische Faser- und passive optische Komponenten machen die Zugangsnetzverteilungsgeräte nicht mehr erforderlich aktive elektronische Komponenten und damit verbundene Wartung.
Der Übertragungsprozess des nachgeschalteten Datenstroms und des vorgelagerten Datenstroms im PON ist unterschiedlich. Die nachgelagerten Daten werden vom OLT zu jedem ont übertragen, und jeder ont ermittelt und verarbeitet die relevanten Daten durch Adressabgleich in der Datenpaket-End-Dateneinheit. Aufgrund der Sharing-Eigenschaft von ODN ist die Verarbeitung des vorgelagerten Datenflusses komplizierter. Um Kollisionen zu vermeiden, ist es notwendig, den Transportfluss von jedem ont zum OLT zu koordinieren. Die Übertragung der Uplink-Daten erfolgt gemäß dem Steuerungsmechanismus im OLT unter Verwendung des Time Division Multiple Access (TDMA)-Protokolls, das jedem ont einen dedizierten Übertragungsschlitz zuweist. Diese Zeitschlitze sind synchron, so dass Datenströme von verschiedenen ONTs nicht kollidieren.
So wie frühe DSLs verschiedene optionale Technologien haben, müssen Dienstleister in der Lage sein, die am besten geeignete PON-Lösung auszuwählen. Wie wählt man die am besten geeignete PON-Technologie aus?
Mitte der 1990er Jahre gründete eine Organisation aus großen Netzbetreibern die Allianz Full Service Access Network (FSAN). Ziel dieser Organisation ist es, einen gemeinsamen Standard für PON-Geräte zu entwickeln. Dieser Standard hat sich allmählich zu b-pon entwickelt, und ATM wird als Übertragungsprotokoll verwendet. Darüber hinaus gründete IEEE im 2001 auch die First Mile Ethernet Group (EFM), um sich auf die Standardisierung von 1Gbps Ethernet dedizierten symmetrischen Systemen zu konzentrieren. Diese beiden Organisationen haben die technischen Standards APON und EPON eingeführt.
Während dieser Zeit begann das FSAN-Team, PON mit einer Rate über 1Gbps zu standardisieren. Noch wichtiger ist, dass dieser Standard nicht nur grundlegende Übertragungsprobleme abdeckt, sondern auch mehrere Services sowie Management-, Wartungs- und Konfigurationsfunktionen hochgradig skalierbar unterstützt. Aus dieser Arbeit entstand schließlich der Gigabit Rate PON-Standard, der die Übertragung von IP, TDM und anderen Formaten mit extrem hoher Effizienz bei hoher Geschwindigkeit unterstützt. Besonders wichtig ist, dass die weltweit größten Dienstleister an der Formulierung der Systemanforderungen der Hauptteile des GPON-Standards teilgenommen haben, was sich in der ITU g.984.1 widerspiegelt, nämlich dem Gigabit Service Requirements (GSR)-Standard. Derzeit ist GSR zum Standard für alle Arbeiten in diesem Bereich geworden und gewährleistet die Kompatibilität und Interoperabilität des Netzes.