Руководство по пассивным оптическим сетям

Технология пассивных оптических сетей (PON) широко используется операторами связи для предоставления конечным пользователям оптоволоконной передачи данных. Появление сети PON устраняет узкое место, связанное с доступом пользователей к пропускной способности, а ISP (Internet Service Provider) решает проблему подключения оптоволокна на последней миле к клиентам; эта архитектура отличается высокой эффективностью и экономичностью. В то же время существует множество типов пассивных оптических сетей с различными приложениями FTTx. Пассивные оптические сети предоставляют операторам инновационные методы передачи сигналов. В этой статье вы найдете подробное руководство по пассивным оптическим сетям.

Вики по пассивным оптическим сетям

Различные формы оптоволоконных сетей используют разные методы передачи данных, при этом передача в пассивной оптической сети осуществляется по топологии «точка — множество точек». В процессе передачи используются оптические разветвители. Через оптический разветвитель данные от OLT передаются нескольким  ONT, при этом пассивная оптическая сеть может одновременно передавать сигналы в восходящем и нисходящем направлениях от конечных пользователей и к ним.

Главная особенность сети PON заключается в ее «пассивности», то есть между волокном и компонентами разветвления/объединения в этой сети отсутствует электропитание. Кроме того, в системе PON не требуется электрическое оборудование.  Пассивная оптическая сеть также более стабильна, чем медный сетевой канал. При использовании меди в качестве среды передачи электрических сигналов возникает большое количество электромагнитных помех, что значительно повышает коэффициент битовых ошибок. Использование сетей PON обеспечивает более высокую целостность сигнала, однако это возможно только в пределах номинальной дальности передачи.

Технологии WDM и TDMA в системе PON

Сеть PON может различать длины волн, причем две длины волн отвечают соответственно за передачу данных вверх и вниз. В системе PON используется технология WDM (мультиплексирование с разделением по длине волны), особенностью которой является возможность передачи разделенного потока сигналов. Поток данных разделяется средствами пассивной оптической сети в соответствии с длиной волны (цветом) лазера.  Существует множество различных стандартов PON, поэтому каждому стандарту соответствуют свои выделенные длины волн. При распределении полосы пропускания восходящего канала для каждого пользователя на оконечном устройстве или пассивном оптическом разветвителе сети в определенный момент времени необходимо использовать технологию множественного доступа с временным разделением (TDMA). Использование технологии TDMA делает передачу более стабильной, а при одновременной передаче потоков данных несколькими устройствами предотвращает возникновение коллизий данных на оконечном устройстве или разветвителе PON.

Вики по архитектуре пассивной оптической сети

Оптический линейный терминал (OLT) и оптический сетевой блок (ONU) или оптический сетевой терминал (ONT) вместе образуют систему PON, в которой OLT расположен в центральном офисе оператора, а несколько оптических сетевых блоков или оптических сетевых терминалов находятся рядом с конечными пользователями. Это оптическое соединение обеспечивается оптической распределительной сетью (ODN).

Пассивные оптические сети позволяют значительно сократить затраты на оптоволокно, поскольку в сетевой системе используется метод передачи «точка — множество точек» (P2MP), требующий всего одного волокна для подключения нескольких конечных точек оператора, тогда как архитектура «точка — точка» требует отдельного оптического волокна между каждым узлом и клиентом. Пассивную оптическую сеть можно построить, используя всего несколько оптических волокон и центральный офис благодаря методу передачи «точка — множество точек».

Различные типы пассивных оптических сетей

В связи с различными потребностями сети появляется всё больше различных сетевых топологий. В следующем разделе будут представлены несколько основных типов пассивных оптических сетей.

APON/BPON

Буква A означает ATM (асинхронный режим передачи), а буква B — Broadband (широкополосный доступ). Система APON является первой пассивной оптической сетью, внедренной на коммерческой основе в отрасли связи. В ней используется режим передачи ATM, а BPON как усовершенствованная версия использует передачу WDM в нисходящем направлении. BPON обладает более динамичным распределением полосы пропускания и более совершенными механизмами защиты, чем APON. Аналогично усовершенствованная версия BPON сегодня популярнее APON. Как правило, она используется для доступа Ethernet, передачи видео и высокоскоростных выделенных линий.

GPON

GPON (Gigabit PON) соответствует стандарту ITU-T. Эта сеть представляет собой новое поколение пассивного оптического широкополосного доступа. GPON может обеспечивать скорость нисходящего канала 2.5Gbps для сетевых соединений. Кроме того, он обладает асимметричными характеристиками. Для удовлетворения потребностей служб широкополосной передачи данных этот стандарт является технологией операторского класса. Одновременно сеть GPON может защищать уровень сети доступа и имеет полноценную функцию OAM. В настоящее время эта сеть широко развертывается в сетях FTTH.

EPON

Буква E в EPON означает Ethernet. В этой сети используются пакеты Ethernet, поэтому она хорошо совместима с устройствами Ethernet; данный метод доказал свою осуществимость. В то же время на основе стандарта IEEE 802.3 EPON может подключать устройства без дополнительных протоколов инкапсуляции и преобразования для передачи в восходящем и нисходящем направлениях сети Ethernet. Как правило, скорость передачи EPON составляет 1.25Gbps симметрично в восходящем и нисходящем направлениях. Поэтому, когда IT Technician сталкивается с выбором различных скоростей передачи данных, коэффициентов разветвления, уровней и услуг доступа, QoS, OAM и стоимости, существует два основных варианта GPON и EPON, которые могут удовлетворить потребности в построении сети.

10G-E-PON

Принцип работы этой структуры такой же, как у EPON. Стандарт 10G-E-PON является усовершенствованной версией EPON. Скорости передачи данных в восходящем и нисходящем направлениях могут достигать 10Gbps. В нисходящем направлении рабочая длина волны составляет 1577nm. Рабочая длина волны составляет 1270nm, что отличается от EPON, поэтому одно устройство PON можно использовать как для E-PON, так и для 10G-E-PON.

Зачем нужна пассивная оптическая сеть?

Использование системы PON обеспечивает более эффективное потребление энергии благодаря отсутствию необходимости в электропитании. При установке инфраструктуры не требуется устанавливать телекоммуникационные шкафы, системы охлаждения или промежуточную электронику. Как пассивные, так и активные компоненты PON обладают легко идентифицируемой особенностью, которая позволяет персоналу ещё больше экономить при техническом обслуживании и устранении неисправностей. При необходимости модернизации сети достаточно заменить OLT, ONT и ONU. Благодаря этим преимуществам сетевая система PON позволяет оператору сократить бюджет при создании сети.

Заключение

С развитием технологии сетей PON поставщики услуг получают хороший выбор при решении проблемы «последней мили». Согласно изложенной в этой статье информации, вы также знаете, что пассивные оптические сети ценны с точки зрения скорости, энергопотребления и надёжности. Если у вас есть вопросы о сети PON, вы можете обратиться за консультацией Команда технической поддержки QSFPTEK через [email protected], QSFPTEK команда технической поддержки предоставит вам очень профессиональные рекомендации.