Tidsmultiplex över passiva optiska nät
TELEKOM/DATAKOM Komponenter Tidsmultiplex över passiva optiska nät Switched Telephone Network). Det krävs fyra egenskaper för lyckosam implementering av CESoP-teknologi i en PON-utrustning. Passiva optiska nät (PON) är på väg att bli dominerande medium för de flesta tjänsteleverantörerna. Nästa steg går mot GPON-nät (Gigabit PON). Men hur skall teleoperatörerna lägga över den befintliga, inkomstbringande TDM-trafik till de nya paketbaserade näten? Bruce Ernhofer, Product Manger, Zarlink Semiconductor presenterar här CESoP (Circuit Emulation Services over Packet) som en praktisk lösning som enkelt stödjer äldre tjänster. Telekommarknaden fortsätter att anpassa sig till nya teknologier och en konsolidering av drivrutiner. Operatörer som Verizon, NTT, BT och SBC befinner sig mitt i kraftiga affärsförändringar. Dessa kommer att ge återverkningar på ekonomin, vilka tjänster som skall tillhandahållas och hur dessa levereras till kunderna. Bärarleverantörer går mot ett nytt paradigm. I takt med att inkomsterna minskar på traditionell telefoni och konkurrensen ökar breddar bärarleverantörer utbudet med nya datatillämpningar och ”triple play”-paket med röst, video- och datatjänster. Denna paketering av tjänster kräver mer bandbredd på accessmarknaden och nya tjänster till kunderna. Bland valen av paketering är fiberbaserad access ledande. ”Fibre-to-the-X”-tjänster (stam, fastighet, byggnad, hus) har hundratals gånger högre hastighet än trådbundna tjänster och kan leverera många telefonlinjer, beställvideo, HDTV och mycket annat. Passiva optiska nät (PON) är på väg att bli dominerande media för de flesta tjänsteleverantörerna. På senare år har bärarleverantörer i USA byggt ut BPON-nät (Broadband Passive Optical Network) till hemmen. Detta arbete kommer att snabbas upp och dessa nät kommer att ersättas av GPONnät (Gigabit PON). I Asien bygger Korea Telecom EPON-nät (Ethernet PON) och i Japan kommer NTT att konvertera of 30 miljoner linjer till GEPON (Gigabit Ethernet PON). På väg mot dessa “nya” teknologier finns en fråga: Hur transmitterar bärarleverantörerna den befintliga, inkomstbringande TDM-trafik över de nya paketbaserade näten? Denna artikel presenterar CESoP (Circuit Emulation Services over Packet) som en praktisk lösning för bärarleverantörer att migrera mot en PON-arkitektur som enkelt stödjer äldre tjänster. FörTDM-trafik och PON-nät har bärarleverantörer två möjligheter. Antingen att göra ingenting och behålla sin existerande infrastruk32 tur för att hantera TDM-tjänster eller att föra över äldre tjänster till den nya PON-miljön. Att göra ingenting innebär att man behåller det befintliga nätket med sina kostnader tills den sista kunden överger TDM-tjänsten till förmån för paketförmedlade tjänster. Investeringarna begränsas till underhåll men driftkostnaderna kommer att öka. Inkomsterna från TDM-tjänster kommer att minska dramatiskt. I jämförelse skulle en överföring av TDM-tjänster till den nya PON-infrastukturen kunna snabba upp nedläggning av äldre befintliga nät. Befintlig TDM- trafik skulle i stället kunna överföras på ett mer kostnadseffektivt nät och ge bättre avkastning på äldre tjänster genom lägre driftskostnader. Detta kräver en bryggningsteknologi som sömlöst överför bärartrafik mellan gammal och ny infrastruktur. Men finns det? TDM med paketteknologi har funnits länge. Teknologin är känd under många namn som CESoIP, CESoP, CESoMPLS, TDMoIP, CESoPSN (Circuit Emulation over Packet Switched Networks) Fig 1. Differentiell referenskolockning. Fig 2. CESoP i FTTX-tillämpning: GPON. och SATOP (Structured Agnostic Service over Packet Switched Networks). Teknologin har utvecklats till en punkt där äldre tjänster över PON-nät lätt kan fullbordas. I sin enklaste form tunnlar CESoP-teknologin TDM-tjänster över ett styrt paketswitchat nät (PSN). Speciellt när det gäller ett PON-nät tunnlas TDM-trafik från ONT (Optical Network Terminal) till OLT (Optical Line Termination). TDM-trafiken paketeras, läggs i en paketlast och transmitteras över PON. Paketlasten tas emot av OLT och konverteras till TDM, aggregeras och ansluts till PSTN (Public Bärarleverantörer och tillverkare av utrustningar behöver produkter som uppfyller standarder för att garantera överensstämmelse och interoperabilitet. Standarderna för CESoP-tjänster har givits ut för olika nät som MPLS och Ethernet. GPON-standarderna har i sig en metod för att hantera TDM (mer om detta längre fram). Det har dock diskuterats mycket om man skall använda dessa standarder eller de “pseudowire”-standarder som nämns här. Det finns fem standarder som behandlar CESoP-tjänster i PSN. Tre är relevanta för PON-standarderna; de två “pseudowire”-standarderna och MEF-standarden (Metro Ethernet Forum). “Pseudowire”-standarderna består av två standardförslag (draft) från IETF. De är den ostrukturerade tjänsten SATOP och den strukturerade CESoPSN. MEF har utfärdat en standard för att överföra TDM-trafik över en Ethernetanslutning. Standarden Implementation Agreement for the Emulation of PDH Circuits over Metro är ett tillägg till IETF-standardförslaget. timing och synkronisering Till skillnad mot kretskopplade nät har inte PSN någon timingstruktur. Timing är kritiskt för att garantera att TDM-system fungerar riktigt och uppfyller standarder. Alla PON-system måste hantera timing hos TDMtrunken. I ett TDM-system finns det två sätt att överföra timing over nät. Var och ett beror på vilka tjänster som nät tillhandahåller. Timing kan överföras med differentiell metod. Då finns en referensfrekvens eller -signal i båda ändar av trunken. Så är det i GPON-nät. Varje GPON ONT kan låsas till grundfrekvensen (master frequency) i OLT, som i sin tur kan låsas till PRS (Primary Reference Source) i det kretskopplade nät. Med en referens tillgänglig i båda ändar av nätet jämförs sändar- och mottagarfrekvensen i T1/E1-kretsarna med grundfrekvensen (master frequency) och en differens utvinns. Denna differens resulterar i ett digitalt ord som sänds över GPON-nät och används för att återskapa orginalfrekvensen i mottagaränden. Det andra sättet är den adaptive metoden. Då finns en referens tillgänglig i ena änden (vanligtvis Central Office) av nätet. Tidsinformation transporteras over PON-nätet och återskapas i det mottagna blocket. Det är viktigt att välja rätt metod för att ELEKTRONIK I NORDEN 4/2007 TELEKOM/DATAKOM återskapa klockan vilken beror på de olika karakteristikerna hos återskapningsmetoderna. Den enklaste formen av återskapande av klocka är buffermetoden. Denna metod är tillräckligt bra för ATM-nät men fungerar inte i ett PSN-nät på grund av större variation i PDV (packet delay variation). En annan form av klockåterskapning är medelvärdesmetoden, där ett pakets ankomsttid medelvärdesbildas över en viss tid. Den är visserligen bättre än buffermetoden men den fungerar dock inte för alla laster på nätet. En bättre metod är att använda statistiska beräkningar på den återskapade klockan för att garantera att den är riktig. TDM-tjänsten som väljs måste kunna hantera strukturerad, ostrukturerad och fraktionerad TDM-mod. Dessa standardiserade T1/E1-tjänster måste stödjas. Ostrukturerad tjänst, även kallad okanaliserad tjänst, accepterar TDM-trafik och paketiserar hela ramen utan kunskap om raminformationen. Rambiten överförs också över PON. Okanaliserad tjänst kan betraktas som överföring bit-för-bit. Strukturerad tjänst, även kallad kanaliserad tjänst, bygger på kanalinfor- mationen eller information på DSO-nivå. Tjänsten kan switcha och “grooma” trafiken. Tjänsten stödjer N×64 Kbps-tjänst, också känd som fraktionerad tjänst, och bärarleverantörer kan sälja tjänster på DS0-nivå. För att vara användbar i ett nät måste en TDM-tjänst hantera tjänster av typen point-to-point (hyrd ledning), point-to-multipoint (stjärnnät) och multipoint-to-multipoint (mesh-konfiguration). Ett idealt PON-nät hanterar alla tre tjänsterna för att klara befintliga och kommande tjänster. Ett exempel på en ny tjänst är “pseudo Tie Lines”. Tidigare använde företag Tie Lines för att sammanbinda TDM-switchar i ett mesh-nät. Man slutade att använda denna tjänst eftersom man måste hyra en T1/E1-lina för varje anslutning. I och med tillkomsten av PSN, behöver en CESoP-funktion bara en anslutning till nät för att klara multipoint-to-multipoint och kan generera flera paket med var och en med sin egen destinationsadress. Tie Line-tjänster har återigen blivit praktiskt användbara. standarder för PON-system Vilka standarder finns för PON-system? GPON-tjänster är en utök- ELEKTRONIK I NORDEN 4/2007 ning av BPON som tillåter mer bandbredd i upp- och nerlänken. GPON-standarden är definierad av ITU med en uppsättning rekommendationer, G.984.x. FSAN-gruppen (Full Service Access Network) har också arbetet med motsvarande grupp inom ITU för att utveckla standarderna. ITU och FSAN är på gång med att definiera nya tjänsterna för GPON som ”TDM pseudowires”. - Den första användningen av BPON-system har varit överföring av “triple play”-tjänster från tjänsteleverantören till hem eller flerbostadshus. BPON-system kommer slutligen att ersättas av GPON-nät eftesom de ger högre bandbredd. Allteftersom spridningen ökar kommer det bli ett stort behov av att hantera äldre typ av trafik och timingdistribution. Med TDM-överföring med paketteknik kan tjänsteleverantörer hantera äldre trafik. Timing är kritiskt för tilllämpningar i PSN, även för GPON. Det ligger i den optiska anslutningens och ONT- och OLT-MACs natur att både PDV och distributionen av paket eller standarddeviationen är låg. Detta är ett utmärkt förhållande för klockåterskapning. Utvecklare kan välja adaptiv eller differentiell timing. Den differentiella moden för klockåterskapning är att föredra eftersom den tillåter användaren att dra nytta av den inbyggda klockmekanismen i GPON. Fig 1 visar differentiell mod i ett GPON-nät. Differentiell mod garanterar optimal klockåterskapning. Den är immun mot paketfördröjningar och PD och kan arbeta under olika nätbetingelser. Adaptiv mod är också en möjlighet. Adaptiv timing definieras som möjligheten att återskapa den ursprungliga klockinformationen från den utsända CESoP-strömmen. Bäst prestanda får man med statistiska tekniker för klockåterskapning för att minimera fel som nätet kan införa. Felen kan bero på tappade paket, PDV, latens eller antalet hopp. Fig 2 visar TDM-transmission över ett GPON-nät och fördelarna med att använda “pseudowires”. Men GEM-standarden (GPON Encapsulation Mode) för TDM tillåter bara att TDM överföres med GPON från ONT till OLT. Med “pseudowires” kan detta utsträckas till anslutningar utanför GPON-nätet (som framgår av fig 2). Nätterminatorn kan vara en CES-gateway som återfin- nes i figurens högra sida. Fig 2 visar typisk konfiguration av och egenskaper hos ett GPONnät. Nät är ett PON där endast två ONTer visas. CESoP-strömmen sänds från OLT till ONT. TDM-trafiken kan men måste inte termineras i OLT och ONT. En IAD ansluts till OLT genom en Ethernet-länk. Länken överför TDM-trafik från en närbelägen byggnad. På högra sidan kan OLT terminera TDM-trafiken som visas med dess anslutning till PSTN eller så kan den termineras i en CES-gateway någon annan stans i nät. Allteftersom bärarnät utvecklas måste GPON-system kunna hantera äldre trafik som T1and E1-kretsar. Detta kräver en lösning med standardbaserade, standarduppfyllande klockåterskapning och som kan erbjuda tjänster för olika TDM-moder samt stödja point-to-multipoint och multipoint-to-multipoint. GPON har fördelen av inbyggda funktioner för att överföra klockinformation över nätet. Detta betyder att differentiell klockning kan användas i nätet. , , 33
© Copyright 2024