PON nasıl çalışır: TDM, ranging, DBA, aktivasyon, OMCI

Pasif bir optik ağda, cam ve splitterler üzerinden 128’e kadar alıcıyla konuşan bir verici ile karşılığında bir alıcıyı paylaşan 128’e kadar verici bulunur. Bunun çakışmalar olmadan, gizli dinleme olmadan ve her evde ayrı bir yapılandırma gerekmeden çalışmasını sağlamak bir protokol işidir. Bu sayfa mekanizmaları — aşağı yön yayını, yukarı yön zaman aralıkları, menzil ölçümü, dinamik bant genişliği, ONU etkinleştirmesi ve yönetim kanalı — açıklar ve her birini bir OLT’de ve bir çubukta gördüklerinizle ilişkilendirir.

Aşağı yön: herkese yayın

OLT, tek bir dalga boyunda (GPON’da 1490 nm, XGS-PON’da 1577 nm) sürekli olarak gönderim yapar. Her ONU, her çerçeveyi alır ve yalnızca kendisine adreslenmiş olanı tutar — GPON GEM çerçevelerinde Port-ID ile veya XG(S)-PON’da XGEM ile. Her şey herkese görünür olduğundan, aşağı yön yükü etkinleştirme sırasında değiş tokuş edilen anahtarlarla ONU başına şifrelenir (GPON’da AES-128, XGS-PON’da AES-128/256). Aşağı yön ayrıca her ONU’ya ne zaman gönderim yapabileceğini söyleyen bant genişliği haritasını taşır.

Yukarı yön: zaman bölmeli patlamalar

ONU’lar tek bir yukarı yön dalga boyunu (GPON’da 1310 nm, XGS-PON’da 1270 nm) TDMA ile paylaşır: her biri yalnızca OLT’nin atadığı aralıkta, bir preamble ve bir sınırlayıcıyla bir burst olarak gönderim yapar. Lazer, burst’lar arasında kapalıdır — bir ONU’nun boştayken DDM Tx gücünün anlamsız olmasının ve bir OLT’nin Rx’inin birçok göndericinin ortalaması olmasının nedeni budur (Doğruluk ve sınırlar). OLT alıcısı, farklı mesafelerdeki ve güçlerdeki ONU’lardan gelen burst’lar arasında eşiğini sıfırlar.

Menzil ölçümü

Aralıklar yalnızca her ONU’nun burst’u tam beklenen anda geldiğinde işe yarar. Etkinleştirme sırasında OLT, her ONU’ya olan gidiş-dönüş gecikmesini ölçer ve tüm ONU’lar aynı mantıksal mesafede duruyormuş gibi görünsün diye bir eşitleme gecikmesi atar (diferansiyel fiber mesafesi 20 km, isteğe bağlı olarak 40 km’dir). Menzil ölçümü, sıcaklığın yol açtığı fiber uzunluğu değişikliklerini takip etmek için düzenli aralıklarla tekrarlanır.

Dinamik bant genişliği ataması (DBA)

Yukarı yön kapasitesi T-CONT’lar (iletim konteynerleri) arasında bölüştürülür — ONU ve servis sınıfı başına kuyruklar:

OLT’nin DBA algoritması, ONU’lardan gelen durum raporlarına (SR-DBA) veya gözlemlenen trafiğe (NSR-DBA, trafik izleme) dayanarak her 125 µs’de bir aralık ayırır. Yukarı yön gecikmesi ve adalet, optiklere değil bu algoritmaya bağlıdır.

Çerçeveleme ve FEC

Standart ayrıntıları: PON standartları.

ONU etkinleştirmesi

Yeni bir ONU, tanımlı bir sıradan geçer (GPON durumları O1–O5):

Kimlik doğrulama çeşitleri: yalnızca seri numarası, LOID + parola (bazı operatörlerde yaygındır, çubuğun ürün yazılımında ayarlanır) veya kayıt kimliği. Bir OLT ayrıca haydut ONU tespiti de çalıştırır — kendi aralığının dışında gönderim yapan bir ONU, PON’daki herkesi kör eder ve OLT ona lazerini kapatmasını emredebilir.

OMCI: yönetim kanalı

O5’e ulaştığında OLT, ONU’yu OMCI (ONU Management and Control Interface, G.988) üzerinden yapılandırır: ayrılmış bir GEM portu üzerinden giden bir mesaj kanalı, ONU’nun servis modelini — UNI portları, VLAN’lar, GEM portları, T-CONT’lar, QoS — yönetilen varlıklar olarak oluşturur. Kaydolan ama hiç trafik geçirmeyen bir ONU’da genellikle bir OMCI/sağlama uyuşmazlığı vardır (servis profili, VLAN veya OLT’nin profiline uymayan bir ONU modeli). Çubuklar, OLT’nin tanıdık bir cihaz görmesi için tam bir ONU’nun OMCI’sini taklit eder.

Dalga boyu birlikte kullanımı

GPON, XGS-PON ve video bindirmesi, dalga boyları farklı olduğu için tek bir ODN’yi paylaşabilir; bir birlikte kullanım elemanı (CEx, OLT’deki bir WDM filtresi) bunları ~1–1,5 dB karşılığında birleştirir. Planlar ve filtreler: PON dalga boyları.

Bunun optikler için anlamı

• Aşağı yön sürekli, yukarı yön burst halindedir: OLT SFP’sinde burst modlu bir alıcı (hızlı sıfırlamalı APD), ONU’da ise burst modlu bir lazer sürücüsü bulunur — PON modüllerini noktadan noktaya SFP’lerden farklı kılan iki özellik de budur (PON alıcı-vericileri).
• Bütçe sınıfları (B+, C+, N1…) ve splitter oranları, kaç ONU’nun ve ne kadar uzağa ulaşılacağını belirler: ODN sınıfları ve bütçesi.
• Bir host yönlendiricinin bir çubuktan okuduğu kimlik (SFF-8472), OLT’nin gördüğü PON kimliğinden (seri numarası, LOID) ayrıdır; CodingBox birincisini kodlar.

CodingBox’ta

Bir PON çubuğu veya OLT modülü için CodingBox, MSA kimliğini, dalga boyu kodlarını ve canlı DDM’yi DDM ekranında gösterir — bir çubuğun Tx’inin yalnızca burst sırasında geçerli olduğunu ve bir OLT’nin Rx’inin bir ortalama olduğunu unutmadan. PON tarafı parametreleri (seri numarası, LOID), EEPROM’da değil, çubuğun kendi yönetim arabiriminde ayarlanır.

PON ağacı, diğer fiber mimarilerinin — noktadan noktaya, halkalar, WDM — yanında, FTTx çeşitleri, fiber sayıları ve koruma seçenekleriyle birlikte: Fiber ağ topolojileri.