Applicazione della tecnologia di rete ottica passiva gigabit nella rete di accesso

Adottare la soluzione più adatta per raggiungere l’accesso delle ultime miglia è vitale per gli interessi degli operatori di rete, e l’alta larghezza di banda, l’alta efficienza e la facile scalabilità della tecnologia PON (passive Optical Network) la rendono molto competitiva. Questo articolo analizza in dettaglio le caratteristiche della tecnologia PON nell’applicazione della rete di accesso.
Scegliere la soluzione più adatta per ottenere l’accesso alla rete nelle ultime miglia è una sfida che i fornitori di servizi di rete devono affrontare. Che si tratti di collegamento wireless, cavo in rame o collegamento in fibra ottica, ci sono inevitabilmente molte tecnologie concorrenti tra cui scegliere, soprattutto nella rapida attuazione di molti standard competitivi. Non è facile trovare la soluzione più adatta. Occorre considerare un gran numero di fattori correlati e questa scelta di solito presenta un rischio elevato, perché qualsiasi decisione riguardante investimenti su larga scala inciderà sul funzionamento della società per molti anni in futuro.

Questo problema è particolarmente significativo per il continuo sviluppo di PON ad alta velocità nel mercato asiatico, soprattutto quando si tratta di sistemi di rete ottica passiva gigabit (GPON). Mentre altre regioni stanno considerando i vantaggi e gli svantaggi di diversi metodi di accesso alla fibra, i fornitori di servizi in Asia stanno attivamente implementando e testando questa tecnologia come soluzione a molti dei loro problemi.
Standard di rete ottica passiva
Il mercato di destinazione della rete di accesso è solitamente l’area densamente popolata dell’area urbana, e vi sono un gran numero di residenti e utenti commerciali in alcuni edifici. Inoltre, in molti settori, l’espansione dei circuiti PSTN tradizionali è limitata, cosicché i fornitori di servizi hanno piena opportunità di “nuovo mercato” per introdurre nuovi servizi multimediali e a banda larga avanzati, che non saranno ostacolati dalla necessità di sostenere tecnologie obsolete.
PON è una soluzione ideale per tali applicazioni. Nello specifico, un PON è composto da un terminale di linea ottica (OLT) situato all’estremità centrale dell’ufficio e da un gruppo di terminali di rete ottici associati (ONT) situati all’estremità del cliente. Tra loro c’è una rete di distribuzione ottica composta da fibre ottiche e splitter o connettori passivi
Nella topologia PON, un OLT può avere più moduli PON, e ogni modulo PON guida una rete PON separata attraverso uno splitter passivo economico, che è collegato a più ONT da fibre ottiche distribuite. La fibra ottica e i componenti ottici passivi rendono le apparecchiature di distribuzione della rete di accesso non necessitano più di componenti elettronici attivi e di relativa manutenzione.
Il processo di trasmissione del flusso di dati a valle e del flusso di dati a monte nel PON è diverso. I dati a valle vengono trasmessi dall’OLT ad ogni ont, e ogni ont determina ed elabora i dati rilevanti attraverso la corrispondenza degli indirizzi nel pacchetto dati / unità dati. A causa della caratteristica di condivisione dell’ODN, l’elaborazione del flusso di dati a monte è più complicata. Per evitare collisioni, è necessario coordinare il flusso di trasporto da ogni ont all’OLT. I dati di uplink vengono trasmessi secondo il meccanismo di controllo dell’OLT, utilizzando il protocollo TDMA (Time Division Multiple Access), che assegna una slot di trasmissione dedicata ad ogni ont. Queste slot temporali sono sincroni, quindi i flussi di dati provenienti da diverse ONT non collideranno.
Proprio come le prime DSL dispongono di diverse tecnologie opzionali, i fornitori di servizi devono essere in grado di selezionare la soluzione PON più adatta. Come scegliere la tecnologia PON più adatta?
A metà degli anni ’90, un’organizzazione composta da importanti operatori di rete ha istituito l’alleanza full service access network (FSAN). Lo scopo di questa organizzazione è quello di sviluppare uno standard comune per le apparecchiature PON. Questo standard si è gradualmente sviluppato in b-pon e ATM è utilizzato come protocollo di trasmissione. Inoltre, IEEE ha anche istituito il primo mile Ethernet group (EFM) nel 2001 per concentrarsi sulla standardizzazione dei sistemi simmetrici dedicati Ethernet 1Gbps. Queste due organizzazioni hanno lanciato rispettivamente gli standard tecnici APON ed EPON.
Durante questo periodo, il team FSAN ha iniziato a standardizzare il funzionamento PON ad una velocità superiore a 1Gbps. Ancora più importante, pur coprendo i problemi di trasmissione di base, questo standard fornisce anche supporto per più servizi, nonché funzioni di gestione, manutenzione e configurazione in modo altamente scalabile. Questo lavoro alla fine ha prodotto lo standard PON Gigabit rate, che supporta la trasmissione di IP, TDM e altri formati con un’efficienza estremamente elevata pur raggiungendo alta velocità. Ciò che è particolarmente importante è che i principali fornitori di servizi mondiali hanno partecipato alla formulazione dei requisiti di sistema delle principali parti dello standard GPON, che si riflette in ITU g.984.1, vale a dire lo standard Gigabit service requirements (GSR). Attualmente, il GSR è diventato lo standard per tutti i lavori in questo campo, garantendo la compatibilità e l’interoperabilità della rete.