Studium vlastností 50Gb-PON při různých scénářích zatížení sítě

Abstract

Tato bakalářská práce se věnuje studiu vlastností pasivní optické sítě 50G-PON při různých scénářích zatížení v laboratorních podmínkách. V teoretické části je rozebrána technologie 50G-PON v kontextu předchozích generací mezinárodních telekomunikačních standardů ITU-T, její koexistenční mechanismy, vrstvový model a klíčové inovace v oblasti společné konvergenční vrstvy. V praktické části je popsán návrh a sestavení reálné optické distribuční sítě o délce 12,5 km s centrální jednotkou Huawei MA5800-X7 a koncovými jednotkami OptiXstar M990, na které byla provedena měření chromatické a polarizační vidové disperze i přímá a nepřímá metoda měření útlumu. Pro zachycení a analýzu telemetrických dat byl postaven analytický systém Telegraf — InfluxDB — Grafana s monitoringem přes SNMPv3. Zátěžové testování bylo realizováno třemi metodikami pokrývajícími odlišné vrstvy OSI modelu: ITU-T Y.1564 na linkové vrstvě, IETF RFC 6349 a softwarový nástroj iPerf3 na vrstvě transportní. Výsledky prokázaly bezchybný provoz na všech testovaných vrstvách modelu OSI, plné dosažení garantované propustnosti všech testovaných služeb a odhalily úzké hrdlo v podobě 25 Gbit/s rozhraní koncové jednotky. Při souběžném provozu dvou jednotek bylo potvrzeno sdílení kapacity mechanismem dynamického přidělování šířky pásma a pozorovány rozdíly v chování algoritmů řízení zahlcení TCP mezi operačními systémy Linux a Windows.

This bachelor thesis investigates the properties of the 50G-PON passive optical network under different network load scenarios in laboratory conditions. The theoretical part describes the 50G-PON technology in the context of previous generations of ITU-T standards, its coexistence mechanisms, layer model, and key innovations in the common transmission convergence layer. The practical part covers the design and construction of a real optical distribution network of 12.5 km length with a Huawei MA5800-X7 central unit and OptiXstar M990 end units, on which measurements of chromatic and polarization mode dispersion as well as direct and indirect attenuation measurements were performed. A Telegraf — InfluxDB — Grafana analytical system with SNMPv3 monitoring was deployed for telemetry data capture and analysis. Load testing was conducted using three methodologies covering different layers of the OSI model: ITU-T Y.1564 at the link layer, IETF RFC 6349 and the iPerf3 software tool at the transport layer. The results demonstrated error-free operation across all tested layers of the OSI model, full achievement of the committed information rate (CIR) of all tested services, and identified the 25~Gbit/s ONT interface as the bottleneck. Simultaneous operation of two end units confirmed capacity sharing via the dynamic bandwidth assignment mechanism and revealed differences in TCP congestion control behaviour between the Linux and Windows operating systems.