FTTH - EPON

FTTH - EPON

Ethernet Passive Optical Network (EPON) yog PON encapsulate cov ntaub ntawv nrog Ethernet thiab tuaj yeem muab 1 Gbps txog 10 Gbps. EPON ua raws li qhov qub architecture ntawm PON. Ntawm no, DTE txuas rau lub cev ntoo thiab hu ua Optical Line Terminal (OLT) raws li qhia hauv qab no.

Nws feem ntau nyob hauv tus muab kev pabcuam, thiab txuas nrog DTE cov ceg ntawm tsob ntoo yog hu ua Optical Network Unit (ONU), nyob hauv thaj chaw ntawm cov neeg yuav khoom. Cov paib los ntawm OLT dhau los ntawm passive splitter mus cuag ONU thiab rov ua lwm yam.

Ethernet hauv Thawj Mais

Tus txheej txheem kev ntsuas pib pib thaum pawg kawm tshiab hu ua Ethernet hauv First Mile (EFM) tau tsim nyob rau lub Kaum Ib Hlis 2000, muaj lub hom phiaj tseem ceeb ntawm txoj kev tshawb ntawm Ethernet point-to-multipoint (P2MP) fiber ntau nrog Ethernet tooj liab. Ethernet dhau taw-rau-taw tes (P2P) fiber ntau thiab dhau ntawm lub network ua haujlwm kev tswj hwm, Kev tswj hwm thiab kev saib xyuas (OAM) los pab txhawb kev ua haujlwm hauv lub network thiab kev daws teeb meem. Pab pawg neeg ua haujlwm EFM xaus rau cov txheej txheem kev ib txwm muaj nrog kev pom zoo ntawm IEEE Std 802.3ah thaum Lub Rau Hli 2004.

Ib yam khoom los ntawm EFM (Ethernet hauv thawj mais). A PON thev naus laus zis raws li Ethernet. Nws yog raws li Cov Qauv Loj - IEEE 802.3ah. Raws li Multi-Point Control Protocol (MPCP), txhais tias yog ua haujlwm hauv MAC tswj txheej-txheej, kom tswj kev nkag mus rau P2MP topology.

Lub hauv paus ntawm EPON / MPCP raws tu qauv nyob rau hauv qhov point-to-point (P2P) emulation sub – txheej. Nws cov khoom sib kis tau yog → zoo ib yam 1.25G; qhov deb ： 10KM / 20KM; splitter piv ：> 1:32. EFM taw qhia ntau qhov zoo ntawm EPON raws li Ethernet ua cov khoom siv thev naus laus zis, suav nrog cov kev ntsuas lub sijhawm, kev siv thev naus laus zis yooj yim, txuas ntxiv mus, thiab cov neeg siv kev taw qhia.

EPON system tsis xaiv cov txheej txheem ATM khoom kim thiab SONET cov twj sib txawv, ua rau nws sib haum rau cov Ethernet network uas twb muaj lawm. Nws ua kom yooj yim dua ntawm cov qauv kev ua haujlwm, txo tus nqi, thiab ua rau nws tus kheej hloov kho kom zoo dua ntxiv. Cov neeg muag khoom ua kom pom tseeb ua kom zoo ntawm txoj haujlwm thiab kev coj ua.

BPON ATM Tshuab

BPON ATM raws cov tshuab tau ua pov thawj tias qhov tsis muaj txiaj ntsig zoo, vim tias qhov muaj feem ntau ntawm kev khiav tsheb hla kev nkag mus rau hauv lub network muaj cov IP Loj thiab cov sib txawv ntawm qhov ntau thiab tsawg. Nws tau tsim txoj hauv kev rau kev txhim kho Ethernet ntshiab EPON, GigE password txuas QoS, thiab tus nqi sib koom ua ke nrog lwm cov khoom siv Ethernet tshiab. Ethernet tau ua pov thawj dhau sijhawm los ua tus thauj zoo tshaj plaws rau IP tsheb.

Raws li, IEEE 802.3ah tus qauv 802.3 qhia "Ethernet hauv Thawj Mile" pab pawg ua haujlwm nrog kev txhim kho ntawm cov qauv rau taw tes-rau-point thiab taw-rau kom ntau cov kev nkag ua ke, cov tom kawg taw qhia txog Ethernet PON. EPON tam sim no yog ib feem ntawm Ethernet cov qauv.

Kev loj hlob ntawm Passive Optical Network (GPON) piv txwv li Gigabit-nruab tus qauv (G.984 series) tau pib tiag tiag tom qab cov lus pom zoo ntawm FSAN cov tswv cuab (Quantum Choj, Al) rau kev daws teeb meem ATM / Ethernet PON. Gbps, uas yog ywj siab ntawm kev cai, tsis nrov heev nyob rau hauv IEEE 802.3ah pawg neeg ua haujlwm. FSAN tau txiav txim siab ua qhov no ua qhov kev sib tw sib txawv ntawm ITU.

EPON thiab GPON kos hnyav heev los ntawm G.983, tus qauv ntawm BPON, thaum nws los txog rau cov ntsiab lus dav dav uas ua haujlwm tau zoo (kev ua haujlwm PON Optical Distribution Network (ODN), cov phiaj xwm yoj thiab daim ntawv thov). Lawv ob leeg muab lawv tus kheej version ntawm kev txhim kho kom haum raws li qhov loj dua IP / Ethernet thav ntawv ntawm cov nce mus nce los Gbps.

IEEE 802.3ah Ethernet txuj teev kev nkag mus rau lub network thiab nws tseem hu ua Ethernet hauv Thawj Mais thiab. Ntu tsib ntawm IEEE802.3ah ua rau IEEE Std 802.3 uas tau sib haum rau cov lus txhais ntawm cov kev pabcuam thiab cov ntsiab lus. Nws tso cai rau kev sib pauv ntawm IEEE 802.3 hom ntas sib txuas ntawm cov chaw nres tsheb hauv cov neeg txuas cov neeg koom tes.

Tswvyim ntawm EPON

EFM tau qhia txog lub tswv yim ntawm EPON uas qhov point-to-multipoint (P2MP) topology network tau siv nrog passive optical splitters. Txawm li cas los xij, Ethernet taw-rau-taw qhia fiber ntau muaj cov bandwidth ntau tshaj ntawm tus nqi tsim nyog. Ethernet Point-rau-multipoint fiber ntau muab cov bandwidth siab ntawm tus nqi qis. Lub hom phiaj ntawm IEEE Std 802.3ah yog txhawm rau txuas ntxiv rau kev thov Ethernet kom suav nrog kev nkag mus rau cov neeg siv kev sib koom tes los muab qhov kev nce siab hauv kev ua haujlwm thaum txo cov khoom siv ntawm kev ua haujlwm thiab kev saib xyuas.

Qhov xaus ntawm IEEE 802.3ah EFM tus qauv nthuav dav nce ntau thiab ncav cuag ntawm Ethernet thauj rau kev siv rau hauv kev nkag thiab metro tes hauj lwm. Cov qauv no cia cov chaw muab kev pabcuam tau txais ntau yam kev hloov kho thiab cov nqi them nyiaj daws teebmeem rau kev muab broadband Ethernet kev pabcuam hauv kev nkag thiab metro tes hauj lwm.

EFM npog cov tsev neeg ntawm thev naus laus zis uas sib txawv ntawm hom xov xwm thiab qhia kev nrawm - nws yog tsim los rau hauv cov tes hauj lwm ntawm ib hom lossis ntau (s) FSM media ntxiv rau cuam tshuam nrog sib xyaw 10/100/1000/10000 Mb / s Ethernet tes hauj lwm. Txhua lub npe xov tooj hauv network uas tau txhais hauv IEEE 802.3 tuaj yeem siv nyob rau thaj chaw ntawm tus neeg sau npe thiab tom qab ntawd txuas nrog rau Ethernet cov neeg nkag mus saib lub network. EFM thev naus laus zis tso cai sib txawv ntawm cov topologies kom ua tiav qhov siab tshaj plaws.

IEEE Std 802.3ah

IEEE Std 802.3ah suav nrog cov kev qhia tshwj xeeb rau Ethernet nkag ua ke ntawm cov neeg siv khoom thiab IEEE Std 802.3ah EPON txhawb tus nqi nominal qee qhov 1 Gb / s (nthuav dav rau 10 Gb / s) rau txhua cov channel. Cov no txhais los ntawm ob lub yoj yuag: ib qho nqes dej ib yoj ib qho thiab ib qho rau kev sib qhia nyob rau hauv nruab nrab ntawm tus neeg siv khoom siv.

EFM txhawb nqa tag nrho cov kab sib txuas, kom thiaj li tag nrho ob qho lus sib piv Media Access Control (MAC) tuaj yeem txhais tau. Ethernet architecture faib cov txheej nruab nrog cev hauv Lub Cev Nruab Nrab Nruab Nrab Nruab Nrab (PMD), Kev Nruab Nrab Txuas Nruab Nrab (PMA), thiab Lub Cev Coding Sublayer (PCS).

EPON siv P2MP network cov ntsiab lus nrog cov txuas ntxiv kom tsim nyog rau undercoat thiab kev sib raug zoo sublayer MAC tswj, thiab cov khoom siv fiber ntau hauv cov txheej nruab nrab ntawm lub cev nruab nrab (PMD) los txhawb rau cov ntsiab lus no.

Txheej Txheej Lub Cev

Rau P2MP topologies, EFM nthuav qhia tsev neeg ntawm kev taw qhia rau cov txheej nruab nrog cev uas yog los ntawm 1000BASE-X. Txawm li cas los xij, nws suav nrog kev txuas ntxiv ntawm RS, PCS, thiab PMA, nrog kev xaiv ua yuam kev kho tom ntej (FEC) muaj peev xwm. 1000BASE-X PCS thiab PMA sublayers qhia cov yam ntxwv ntawm lub interface. PMD sublayer (suav nrog MDI) cov kev pabcuam uas xav tias yuav ua rau kev sib hais hauv qab. 1000BASE-X tuaj yeem txuas ntxiv los pab txhawb rau lwm cov ntaub ntawv luam tawm tag nrho - yuav tsum tau tsuas yog tias ib puag ncig zoo ib yam li qib PMD.

Kev Nruab Nruab Nruab Nrab Nruab Nrab (MDI)

Nws yog qhov sib cuam tshuam ntawm PMD thiab kev tshaj tawm lub cev. Nws qhia txog cov cim teeb meem, kev tshaj tawm ntawm lub cev, thiab kev siv tshuab thiab hluav taws xob cuam tshuam.

Kev Nruab Nruab Nruab Nruab Nruab Nruab (PMD)

PMD yog lub luag haujlwm rau lub interface rau kis nruab nrab. PMD tsim cov hluav taws xob lossis cov cim hluav taws xob nyob ntawm qhov xwm ntawm nruab nrab lub cev txuas nrog. Kev sib txuas 1000BASE-X dhau PON txog li 10 km thiab 20 kis lus mev (undercoats 1000BASE-PX10 thiab 1000BASE-PX20 PMD) muab P2MP.

Hauv PON Ethernet, D thiab U cov ntawv cim qhia qhia PMD ntawm txhua qhov kawg ntawm qhov txuas, uas xa mus rau hauv cov lus qhia no thiab tau txais hauv qhov kev rov qab, piv txwv li, ib qho txuas rau PMD ib zaug raug txheeb xyuas raws li 1000BASE-PX10-D thiab ntws los ntawm 1000BASE-PX10 U PMD. Tib lub fibers siv tib lub sij hawm nyob rau hauv ob qho tib si kev qhia.

Ib qho 1000BASE-PX-U PMD lossis 1000BASE-PX-D PMD txuas nrog rau PMA 1000BASE-X tsim nyog thiab txhawb los ntawm MDI. PMD yog kev xaiv ua ke nrog kev tswj hwm nta uas tuaj yeem nkag mus los ntawm kev tswj hwm interface. Txhawm rau tso cai rau qhov nce siab ntxiv nyob hauv qhov xwm txheej ntawm 10 km lossis 20 km Pons, ob qho tib si 1000BASE-PX20-D 1000BASE-PX10 PMD thiab PMDU sib cuam tshuam nrog txhua lwm yam.

Txuas Nruab Nrab Ntawm Lub Cev Nruab Nrab (PMA)

PMA suav nrog kev xa khoom, kev txais nyiaj, rov qab moos, thiab cov haujlwm ua ke. PMA muab txoj kev ywj pheej nruab nrab rau PCS los txhawb rau kev siv qhov sib txawv ntawm cov ntsiab lus lub cev kev sib txuas lus. Lub sublayer ntawm lub cev coding (PCS) muaj codifications ntsis zog. Lub PCS interface yog Gigabit media ywj siab interface (GMII), uas yog muab cov kev sib txuas tsis sib xws rau Kev Rov Qab Sib Tham rau txhua tus kev coj ua ntawm 1000 Mb / s PHY.

Gigabit Media Ywj Pheej Sib Txawv (GMII)

Lub interface GMII yog hais txog kev sib cuam tshuam ntawm txheej Gigabit MAC thiab txheej txheej lub cev. Nws tso cai ntau DTE sib xyaw nrog ntau qhov kev siv los ntawm kev ceev gigabit lub cev txheej. Qhov Kev Pabcuam ntawm PCS tso cai rau 1000BASE-X PCS xa cov ntaub ntawv mus thiab los ntawm PCS cov qhua tuaj noj mov. Cov neeg muas zaub hauv PCS suav nrog MAC (ntawm kev sib nkag hauv nruab nrab ntawm kev sib haum xeeb) thiab rov ua dua. Lub PCS interface tau txhais meej meej raws li Gigabit Media Independent Interface (GMII).

Qhov Kev Txiav Txim Siab Kev Tshawb Nrhiav (RS) ua kom ntseeg tau qhov sib luag ntawm GMII cov cim kev txhais lub serviceaccess tswj nruab nrab. GMII thiab RS yog siv los muab cov ntawv xov xwm ywj pheej kom ib qhov chaw tswj xyuas zoo tib yam siv tau nrog txhua yam tooj liab thiab kho qhov muag PHY.

Cov Ntaub Ntawv Txuas Txheej (Multipoint MAC Tswj)

MAC tswj raws tu qauv tau qhia tshwj xeeb rau kev txhawb nqa thiab cov haujlwm tshiab yuav tsum tau ua thiab ntxiv rau tus qauv tib lub sijhawm. Nws yog rooj plaub ntawm ntau kis tswj raws txoj cai (MPCP). Txoj kev tswj hwm raws tu qauv rau P2MP yog ib qho ntawm cov haujlwm ua tau los ntawm Multi-Point Control Protocol.

Cov sib xyaw ua ke MAC tswj ua tiav tau coj los siv cov cuab yeej ntawm cov neeg siv khoom muaj txheej txheem lub cev taw tes rau multipoint. Feem ntau, MAC emulation cheeb tsam muab cov kev pab cuam-rau-taw qhia ntawm OLT thiab ONU, tab sis tam sim no muaj qhov piv txwv ntxiv nrog rau lub hom phiaj sib txuas lus rau txhua ONUs ntawm ib lub sijhawm.

MPCP (Kev Taw Tes Tswj Ntau Yam)

MPCP hloov tau yooj yim heev, yooj yim siv. MPCP siv tsib hom lus (txhua cov lus yog MAC Tswj thav duab) thiab ONU / ONT qhia txog ntau qhov chaw ntim ntawv, OLT tau pab nyiaj rau ib pob ntawv pob ciam - tsis muaj qhov txiav tawm sab nraud.

MPCP qhia txog kab ke nyob nruab nrab ntawm OLT thiab ONUs uas muaj feem rau qhov Point-to-Multi-Point (P2MP) PON kom tso cai kis tau cov ntaub ntawv hauv UPSTREAM nqe lus.

MPCP ua cov haujlwm hauv qab no -

• MPCP tswj xyuas Auto Discovery txoj kev.

• Timeslot / Bandwidth muab xa mus rau ONTs.

• Cov sij hawm xa mus muab rau synchronize ONTs.

MPCP tau qhia tsib tsib MAC tswj cov lus tshiab -

• Rooj vag, Ceeb Toom

• Sau npe REQ

• Sau npe

• Sau npe ACK

• Nws Pib Tshawb

Xov Xwm Tshawb Nrhiav Cov Ntsiab Lus Tag Nrho

Cov duab hauv qab no qhia txog Lub Ntsiab ntawm Txoj Haujlwm Nrig Cov Lus Pom.

DBA EPON

Hauv EPON, qhov kev sib txuas lus ntawm OLT thiab ONY raug suav tias yog nqes dej, OLT tshaj tawm cov xov xwm nqes los rau ONT siv tag nrho cov bandwidth thiab ntawm lwm qhov kawg ONT tau txais lub koob meej siv cov ntaub ntawv muaj nyob ntawm Ethernet Frames. Kev ntws tawm ntawm ONT mus rau OLT yog siv ib qho kev sib txuas lus channel, txhais tau hais tias ib qho channel yuav siv los ntawm ntau ONTs, uas txhais tau tias cov ntaub ntawv sib tsoo.

Txhawm rau zam qhov teeb meem no, cov txheej txheem faib cov kab ke tau zoo yog qhov yuav tsum tau, uas tuaj yeem muab cov khoom siv sib npaug rau ONTs tib lub sijhawm ua kom lub QoS, cov tswvyim no paub ua Dynamic Bandwidth Allocation (DBA) algorithm. Lub DBA siv cov lus tshaj tawm thiab rooj vag xov xwm los tsim kev xa xov sib kis mus rau kis ntawm ONTs.

DBA Yam ntxwv

Ib qho tseem ceeb ntawm EPON yog los muab cov kev pabcuam sib txawv nrog QoS zoo thiab kev faib tawm ntawm cov bandwidth siv sib txawv DBA faib kom tau raws li qhov kev thov ntawm kev thov tam sim no thiab yav tom ntej.

Tam sim no, hauv qab no yog ob qhov sib txawv ntawm DBA cov txheej txheem muaj rau EPON -

• Qhov thib ib yog rau kev kho kom haum rau cov kev hloov hauv lub cev.

• Qhov ob yog muab QoS rau ntau hom kev tsheb.

Lwm cov yam ntxwv yog kom tsis txhob muaj Kev Sib Nraus Sib Tw, Kev Tswj Xyuas Cov Sij Hawm Ntawm Lub Sij Hawm Kev Ncaj Ncees los ntawm QoS thiab Kev Tswj Cov Khoom Siv rau txhua tus neeg rau npe nrog rau Txo Qhov Ncua Sij Hawm ntawm Cov Tsheb Tsawg.

EPON Cov Hom Phiaj

Kev ua haujlwm EPON yog ua raws Ethernet MAC thiab EPON ntas raws GbE ntas, tab sis txuas ntxiv yog xav tau -

• Nqe lus 64 - Multi-Point Control raws tu qauv PDUs. Nov yog kev tswj fwm kev siv raws li qhov xav tau.

• Kab lus 65 - Taw tes-rau-taw kev cuam tshuam (sib raug zoo). Qhov no ua rau EPON zoo li sib txuas-taw-rau-taw qhia thiab EPON MACs muaj qee qhov tshwj xeeb.

• Hloov chaw ntawm CSMA / CD, lawv kis thaum tso cai.

• Lub sijhawm dhau ntawm MAC pawg yuav tsum tsis tu ncua (± 16-ntsis durations).

• Lub sijhawm sijhawm hauv zos yuav tsum tau tswj hwm.

EPON Lub Taub Hau

Txheem Ethernet pib nrog qhov tseem ceeb cov ntsiab lus tsis pub 8B preamble -

• 7B ntawm kev hloov pauv thiab xoom 10101010

• 1B ntawm SFD 10101011

Txhawm rau zais PON header tshiab, EPON sau qee qhov ntawm kev thaiv.

LLID teb muaj cov hauv qab no -

HOM (1b) -

• Ib txwm 0 rau ONU

• 0 rau OLT unicast, 1 rau OLT multicast / tshaj tawm hauv xov

Qhov Kev Nkag Muaj Qhov Txuas ID (15b) -

• Txheeb xyuas npe rau ONUs

• 7FFF rau kev tshaj tawm

CRC tiv thaiv los ntawm SLD (byte 3) los ntawm LLID (byte 7).

Kev Ruaj Ntseg

Cov tsheb thauj neeg tawm los rau txhua ONUs, yog li nws yuav yooj yim rau tus neeg siv tsis zoo rau reprogram ONU thiab ntes cov ntas xav.

Kev nce tsheb hauv tsheb tsis tau raug rau lwm ONUs, yog li tsis xav tau encryption. Tsis txhob xav txog fiber ntau-tappers vim EPON tsis muab cov qauv encryption, tab sis -

• Tuaj yeem ntxiv nrog IPsec lossis MACsec thiab

• Coob tus neeg muag khoom tau ntxiv cov tswv ntawm AES-based mechanisms.

BPON siv cov txheej txheem hu ua kev txhim kho - Churning yog kho vajtse qis tus nqi daws teeb meem (24b yuam sij) nrog ntau qhov kev nyab xeeb, xws li -

• Cav yog linear - qhov yooj yim paub-ntawv nres.

• 24b tus yuam sij tig tau tawm los ua neeg txuas nyob rau hauv 512 sim.

Yog li ntawd, G.983.3 ntxiv txhawb AES, uas tam sim no siv hauv GPON.

QoS - EPON

Ntau PON cov ntawv thov yuav tsum muaj QoS siab (piv txwv li IPTV) thiab EPON tawm hauv QoS mus rau ntau cov khaubncaws sab nraud povtseg zoo li -

• VLAN tag.

• P cov khoom lossis DiffServ DSCP.

Ntxiv rau cov no, muaj qhov sib txawv tseem ceeb ntawm LLID thiab Port-ID -

• Ib txwm muaj 1 LLID ib ONU.

• Muaj 1 Chaw nres nkoj-ID rau ib qho chaw nres nkoj - yuav muaj ntau yam ntawm ONU.

• Qhov no ua rau chaw nres nkoj QoS yooj yim los siv ntawm PON txheej.

EPON vs GPON

Cov lus hauv qab no qhia txog kev sib piv ntawm EPON thiab GPON -

Cov duab hauv qab no qhia cov qauv sib txawv ntawm EPON thiab GPON -