Свързан чрез pon технология. Gpon технология. Описание на GPON технологията. Принцип на действие на PON. Принципът на свързване към Rostelecom

Интензивното развитие на телекомуникационната индустрия, водено от необходимостта от предаване на все по-големи обеми информация, доведе до необходимостта от подобряване на комуникационните мрежи, включително мрежите за абонатен достъп. Днес можем да наблюдаваме етапа на конвергенция на комуникационните мрежи. В конвергентни мрежи за предоставяне различни видовеуслугите използват обединени мултисервизни мрежи, фокусирани върху пакетен трафик. Предоставянето на висококачествени широколентови услуги изисква доставчикът да разполага с високоскоростна абонатна мрежа за достъп.

Оптичните влакна все повече се използват като преносна среда за кабелни абонатни мрежи за достъп. Оптичните кабели, за разлика от електрическите, имат редица предимства: висока пропускателна способност, ниско затихване на сигнала, висока устойчивост на външни електромагнитни смущения, малък размер и тегло. Сред технологиите за оптичен достъп най-популярната група технологии е FTTx. Технологиите FTTx се разделят според конструкцията на мрежата на активни оптични мрежи AON и пасивни оптични мрежи PON. Основната разлика между тези технологии е, че пасивната оптична мрежа, за разлика от активната, не изисква захранване за междинните възли на абонатната линия. В резултат на това пасивната оптична мрежа ще бъде по-надеждна и по-евтина за работа. Други важни предимства са ниската цена на изграждане на мрежата и възможността за нейното постепенно разширяване. Такива предимства ще позволят разширяване съществуваща мрежаи привличане на нови абонати. По този начин технологията PON е от особен интерес по отношение на разширяването на обхвата на широколентовите мрежи.

Оптичните мрежи за достъп имат различни конструктивни възможности. Топологията „звезда“ с връзки от точка до точка (P2P, точка до точка) включва свързване на всеки абонат с отделно влакно към възела за достъп. Топологията "звезда" се използва, когато абонатите са плътно разположени в зоната на телефонната централа. Тази топология се характеризира с минимален брой оптични сплитери и едно място за инсталиране. Очевидният недостатък на тази топология е наличието голямо количествовлакна и оптични предаватели. Предимствата на тази топология: лесна поддръжка, оперативни измервания и откриване на места за повреда в линията. Тази топология се характеризира с висока надеждност, тъй като счупването на едно от влакната няма да повлияе на работата на цялата мрежа.

Топологията тип „дърво“ се използва, когато абонатите се намират на различни места. Оптималното разпределение на мощността между различните клонове се решава чрез избор на коефициентите на разделяне на оптичните сплитери. Дървовидната топология е гъвкава по отношение на потенциално развитие и разширяване на абонатната база. В зависимост от необходимостта от захранване на междинните възли, топологиите се разграничават между „дърво с активни възли“ и „дърво с пасивни възли“. Всяка топология има своите предимства и недостатъци.
Когато се използва топология „дърво с активни възли“, всеки абонат е свързан към комутатор, който от своя страна е свързан чрез оптично влакно към възела за достъп. Превключвателят е активно оборудване, т.е. изисква захранване. Ако няма захранване, абонатите, свързани към комутатора, ще загубят достъп до мрежата. Това решение обаче се вписва добре в Ethernet стандарта и е сравнително евтино.

Дървовидната топология P2MP (точка към много точки) използва опорно влакно, което е разделено между всички абонати с помощта на пасивен сплитер. Всеки потребител се свързва към сплитера с помощта на отделно влакно. Цял сегмент от дървовидната архитектура, която покрива десетки абонати, може да бъде свързан към един порт на възел за достъп. Междинните възли са оборудвани с напълно пасивни сплитери, които не изискват захранване или поддръжка. Предимствата на PON архитектурата включват липсата на необходимост от захранване в междинните възли, висока мащабируемост на мрежата и спестяване на влакна и оптични предаватели в централния възел. Мащабируемостта на мрежата ви позволява да свържете толкова нови абонати, колкото позволява бюджетът за оптична мощност.

Принцип на работа на PON мрежата

Основата на технологията PON е логическата структура P2MP от точка към много точки. Цял оптичен сегмент от дървовидна архитектура, покриващ много абонати, може да бъде свързан към един порт на централния възел. В междинните възли на дървото са монтирани междинни пасивни елементи - сплитери. Сплитерите са предназначени да разделят мощността на оптичен сигнал в дадено съотношение.

Предназначение на блоковете на веригата:

• Централният OLT възел е мрежово устройство, което се намира във възела за достъп, получава данни от опорните мрежи чрез SNI интерфейси и формира низходящ поток към абонатите по PON дървото.
• Абонатният възел на ONT е мрежово устройство, което се намира от страната на абоната, получава и предава данни към OLT при дължини на вълните съответно 1550 nm и 1310 nm, преобразува данните и ги предава на абонатите чрез UNI интерфейси.
• Сплитерът е пасивна оптична многопортова мрежа, която разпределя потока оптично лъчениев една посока и комбинира този поток в обратна посока.

Основната идея на PON архитектурата е да се използва само един приемо-предавателен модул в централния OLT възел за предаване на данни към и получаване на данни от множество ONT абонатни възли.

Броят на ONT абонатните възли, свързани към един приемо-предавателен модул OLT, зависи от бюджета за мощност и максимална скоростприемо-предавателно оборудване. За пренос (изходящ) поток от OLT към ONT се използва дължина на вълната от 1550 nm. При предаване на обратни (нагоре) потоци от данни от абонатни възли от ONT към OLT се използва дължина на вълната от 1310 nm. WDM мултиплексорите, вградени в OLT и ONT оборудване, разделят потоците нагоре и надолу по веригата.

WDM е мултиплексиране по дължина на вълната. Тази технология ви позволява да комбинирате няколко информационни канала върху едно оптично влакно. В този случай всеки канал има своя собствена честота. Технологията WDM се основава на факта, че когато светлината се предава на различни дължини на вълната, тяхната взаимна интерференция не възниква във влакното. Всяка дължина на вълната представлява един оптичен канал във влакното. Изходящият поток се излъчва - той се предава на всички абонати, свързани към OLT. Всеки ONT абонатен възел чете адресните полета, за да избере предназначената за него информация от общия поток. Абонатните възли предават на една и съща дължина на вълната и, за да избегнат пресичането на сигнала, те използват метода за множествен достъп с разделяне на времето TDMA. Всеки ONT има свой индивидуален график за предаване на данни, като се вземат предвид корекциите на латентността. TDMA MAC протоколът решава този проблем.

Директно в помещенията на абоната се инсталира оптичен терминал ONT, който е и шлюз за домашен достъп. Когато се използва унифициран оптичен транспортен терминал ONT, конфигурацията на транспортния компонент не е обвързана с услуги. По този начин последващата конфигурация на услугата ще бъде извършена на шлюза за домашен достъп.

При изграждане на оптична мрежа се използва двустепенна схема за разделяне на оптичния сигнал. От страната на станцията е монтиран разклонител с коефициент на разделяне 1:2. На входа на къщата в оптичния разпределителен шкаф е монтиран сплитер с коефициент на разделяне 1:32, който осигурява разпределението на оптичния сигнал между абонатите на жилищната сграда. Струва си да се отбележи, че къщите с малък брой абонати използват други схеми за оптично разпространение на сигнала:

• 1:4 – първо ниво, 1:16 – второ ниво
• 1:8 – първо ниво, 1:8 – второ ниво

Пасивните оптични мрежови технологии позволяват конвергенцията на различни услуги. При използване на PON е възможно да се предоставят услуги за достъп до Интернет, телефония и телевизия. Предоставянето на комплексни услуги се осъществява с помощта на абонатно оборудване. За организиране на достъпа до NGN услуги се използва хибриден модел на услугата, показан на фигурата.

На абонатното оборудване (PC) се инициира PPPoE сесия. ONT е конфигуриран в мостов режим на работа. Широколентов рутер отдалечен достъп BRAS прекратява PPPoE сесията. За организиране на достъп до Интернет, на всеки виртуален PPPoE адаптер на оборудването на абоната се присвоява собствен публичен IP адрес, който се маршрутизира в Интернет.

За организиране на услугите Triple Play са организирани три виртуални частни VLAN. Трафикът за интернет достъп се предава в рамките на първата VLAN. Втората VLAN носи трафик за IPTV и VoD услуги. Третата VLAN организира преноса на аналогови и IP телефонни услуги. Абонатният терминал ONT сравнява идентификатора на порта, през който е свързано абонатното оборудване, и идентификатора, съответстващ на VLAN.

Аналогов телефон е свързан през FXS порта, който емулира разширение на PBX интерфейса. За да се предотврати препредаване на мултикаст трафик, процесът на IGMP подслушване е активиран на OLT оборудване. Шлюзовете за IPTV и VOD достъп, както и гъвкавият Softswitch осигуряват достъп съответно до телевизионни и телефонни услуги.

Абонирайте се за нашия

PON технология

PON (Пасивна оптична мрежа)— технология на пасивни оптични мрежи.

Едно от основните предизвикателства пред съвременните телекомуникационни мрежи за достъп е т.нар. последната миля“, осигурявайки възможно най-голяма честотна лента на индивидуални и корпоративни абонати на минимална цена.

Същността на технологията PON е, че между приемо-предавателния модул на централния OLT възел (оптерминал за тична линия)и отдалечени ONT абонатни възли (терминал за оптична мрежа)Създава се напълно пасивна оптична мрежа с дървовидна топология. В междинните възли на дървото са разположени пасивни оптични сплитери - компактни устройства, които не изискват захранване или поддръжка. Един приемо-предавателен модул OLT позволява предаване на информация към множество ONT абонатни устройства. Броят на ONT, свързани към един OLT, може да бъде толкова голям, колкото позволява бюджетът за мощност и максималната скорост на приемо-предавателното оборудване.

Ориз. 1. PON мрежова архитектура

За предаване на прав и обратен канал се използва едно оптично влакно, чиято честотна лента се разпределя динамично между абонатите или две влакна в случай на резервиране. Надолу по веригата от централния възел към абонатите е при дължина на вълната от 1490 nm и 1550 nm за видео. Възходящите потоци от абонати се осъществяват при дължина на вълната 1310 nm, използвайки протокола за множествен достъп с разделение по време (TDMA).

За изграждане на PON се използва топология от точка към много точки, а самата мрежа има дървовидна структура. Всеки оптичен сегмент е свързан към един приемо-предавател в централния възел (за разлика от топологията от точка до точка, която също така осигурява значителни спестявания в разходите за оборудване. Един оптичен сегмент от PON мрежата може да покрие до 32 абонатни възела в рамките радиус до 20 km за технологиите EPON / BPON и до 128 възли в радиус до 60 km за технологията GPON Всеки абонатен възел е проектиран за обикновена жилищна сграда или офис сграда и на свой ред може да покрие стотици абонати , Всички абонатни възли са крайни и изключването или повредата на един или повече абонатни възли не засяга по никакъв начин работата на останалите.

Централният PON възел може да има ATM, SDH (STM-1), Gigabit Ethernet мрежови интерфейси за свързване към опорни мрежи. Абонатният възел може да осигури сервизни интерфейси 10/100Base-TX, FXS (2, 4, 8 и 16 порта за свързване на аналогови SLT), E1, цифрово видео, ATM (E3, DS3, STM-1c).

Фиг.2. Технологично сравнение

Тестване на PON мрежа

Когато тества PON мрежа, операторът обикновено се занимава с два основни въпроса:

• Реално затихване в оптичната линия между централния възел и абонатното устройство (работещо или подготвящо се за свързване).
• Местоположението на проблемната зона, ако действителното затихване в линията се оказа по-високо от очакваното (изчислено или референтно).

За да отговорите на първия въпрос, достатъчно е да извършите прости измервания с помощта на оптичен тестер. Вторият въпрос е по-сложен и изисква използването на оптичен рефлектометър (OTDR), както и известен опит в дешифрирането на рефлектограми.

Като правило е желателно всички необходими измервания да могат да се извършват в работеща PON мрежа без прекъсване на абонатите (освен може би този, който се тества). Такова изпитване се извършва при неработеща дължина на вълната с помощта на допълнителни устройства (DWDM мултиплексори за дължина на вълната, филтри), така че излъчването на измервателното оборудване да не пречи на полезния сигнал. Както вече споменахме, в мрежата PON се използва дължина на вълната от 1490 или 1550 nm (за видео) за предния канал (от центъра към абонатите) и 1310 nm за обратния канал. За тестване на PON мрежа обикновено използваната дължина на вълната е 1625 nm.

Излъчването от измервателното оборудване (тестер, рефлектометър) се въвежда във влакното веднага след OLT с помощта на мултиплексор за дължина на вълната (DWDM). Това излъчване може да предизвика смущения в оптичния приемник на абонатното устройство, затова пред всяко абонатно ONT устройство трябва да се монтира филтър. За да може да се извърши тестване без прекъсване на връзката с мрежата, вълновият мултиплексор и филтрите трябва да бъдат постоянно включени в оптичния път (виж фиг. 3).

Ориз. 3. Схема на свързване на вълновия мултиплексор и филтри към PON

Оптичен тестер при 1625 nm се използва за измерване на затихването в оптичната връзка между OLT и ONT. Предавателят на тестера е свързан към свободния край на мултиплексора на формата на вълната на OLT. Приемникът на тестера е свързан към свободния край на влакното пред филтъра (виж Фиг. 4).

Ориз. 4. Измерване на затихването с изключване на абонатното устройство

Можете да измервате затихването, без да изключвате абонатното устройство. За да направите това, трябва да използвате не филтър на ONT, а вълнов мултиплексор, както на централния възел (вижте фиг. 5).

Ориз. 5. Измерване на затихването без изключване на абонатното устройство

Затихването при дължина на вълната 1625 nm е малко по-високо, отколкото при 1550 и 1490 nm (средно 10%). Следователно, тестването на затихването при 1625 nm осигурява горна оценка за затихването при работните дължини на вълната. Ако тази оценка попада в приемливия бюджет (23 dB), тогава затихването при работни дължини на вълните със сигурност удовлетворява бюджетните изисквания. Ако затихването при дължина на вълната от 1625 nm надвишава допустимата стойност, тогава за точно определяне на затихването при работни дължини на вълната е необходимо да се преизчисли въз основа на листа с данни за оптичния кабел.

Измерването в PON с помощта на оптичен тестер ви позволява да получите реалната стойност на затихване в областта от OLT до ONT, но не отговаря на въпроса къде се намира проблемната зона, ако това затихване е по-високо от очакваното (изчислено или референтно). За локализиране на проблемната зона се използва по-сложно устройство - оптичен рефлектометър (OTDR).

OTDR с 1625 nm тестов модул е ​​свързан към свободния край на мултиплексора на формата на вълната на OLT (вижте Фиг. 6). Лъчението на рефлектометъра се разпространява по PON дървото и поради отражение върху препятствия и обратно разсейване в оптичното влакно, частично се връща към входа на рефлектометъра. Така се прави рефлектограма на PON дървото - графика на затихването в линията в зависимост от разстоянието. Всеки пик или скок на затихване в тази графика съответства на конкретен мрежов елемент или събитие във влакното.

Ориз. 6. Заснемане на рефлектограма на PON дървото

Техниката за тестване на PON мрежа с помощта на рефлектометър е следната. След всяка промяна в топологията на мрежата (свързване на нов абонат, подмяна на сплитер и т.н.) се прави референтна (референтна) рефлектограма, съответстваща на нормалното състояние на мрежата. Ако се открият проблеми в мрежата (например, ако затихването, измерено от оптичния тестер, се окаже по-високо от изчисленото), се прави нова рефлектограма и се сравнява с еталонната. Нови събития на рефлектограмата локализират местоположението на проблемната зона (виж Фиг. 7).

Ориз. 7. Анализ на нови събития на рефлектограмата.

С помощта на OTDR можете да наблюдавате вашата PON мрежа и да откриете влошаване на влакното, преди да възникнат проблеми. За да направите това, е необходимо редовно (например веднъж седмично) да правите рефлектограма на мрежата и да я сравнявате с референтната рефлектограма. Когато на рефлектограмата се появят някакви отклонения и особено нови събития, е необходимо да се анализират възможните причини и, ако е необходимо, да се предприемат адекватни превантивни мерки.

GEPON (Gigabit Ethernet PON)- все по-популярна технология за пренос на данни по оптична мрежа. Същността му е дървовидна топология от точка към много точки, когато се използва само един оптичен канал за изграждане на мрежа за десетки и стотици абонати.

Дървото на мрежата е изградено по такъв начин, че клонът за абоната е отделен от главния ствол възможно най-близо до местоположението му. Използва се за разделяне пасивен разпределител - сплитер. Това е фундаментално различно от топологията на конвенционалната оптична мрежа, която е предимно архитектура от точка до точка и всеки клон на линията изисква инсталиране на активно мрежово оборудване.

Структура GEPON

За изграждане на оптична пасивна мрежа освен оптично влакно се използват:

• OLT(Optical Line Terminal) - оптични линейни терминали, които осигуряват комуникация между PON мрежата и външни мрежи;
• Модули SFP OLTза PON връзка, с повишена мощност и кодиране на сигнала;
• ONU(Optical Network Unit) - крайната мрежова единица (модем) при абоната.
• Сплитери- пасивни сплитери в мрежови възли.

Дървовидната структура на GEPON предлага различни варианти за изграждане, от най-простите - 1 OLT, 1 SFP OLT модул, 64 ONU и необходимо количествосплитери за разклоняване към “multi-trunk”, когато могат да се използват всички OLT портове, както и няколко OLT или многопортови модели.

Диаграма на мрежовата архитектура на GEPON:

Картината също така ясно показва метода на прехвърляне на данни. Всички пакети напускат централния възел; в крайната точка всяко ONU „взима“ само своите, обозначени с идентификатор.

На връщане пакетите от абонати се събират в един канал. В PON мрежи се използва TDMA протокол, когато пакети от различни точки се предават по различно време.

Освен това входящият и изходящият трафик, както и телевизионният трафик, са разделени.

Схема сложна структураГЕПОН:

При проектирането на сложни проекти на пасивни оптични мрежи е важно да се помни, че един канал не може да бъде разделен на повече от 64 абонатни устройства и трябва да се вземе предвид оптичният бюджет на системата.

Оптичен бюджетсистеми - разликата между мощността на предаване на OLT и чувствителността на приемане на ONU.

Максимално разстояние, към която може да се разшири пасивна оптична мрежа, като се вземат предвид загубите по канала - 20 км.

Максимален брой абонатни устройства, свързан към едно PON „дърво“ - 64 . Крайният брой абонати обаче може да бъде по-голям, ако след ONU е свързан превключвател. Тук ограниченията се налагат само от OLT и ONU MAC адресната таблица и, естествено, пропускателна способностканал.

Минимална скорост на абонат- 16 Mb/s (1024 Mb/s на 64 ONU).

Оборудване за мрежата GEPON

Изводи за оптични линии - OLT

Тези устройства са комутатори от второ ниво, оборудвани с Uplink портове - за свързване към външни източници на данни (Интернет, телевизия, телефония) и Downlink портове - за PON мрежата.

OLT терминалите се произвеждат със следните обозначения:

• AC - за захранване на ключа се използва стандартно захранване 220 V;
• DC - терминалът се нуждае от 36-72V DC източник;
• 2-AC 2-DC - наличието на 2 източника на захранване, основният и незабавно резервно копие.

Потребителски терминали (модеми) - ONU

Абонатни устройства, оптични терминали, оборудвани с един PON порт и един или повече, в зависимост от модела, портове за свързване на клиентско оборудване. Има модели с изход за кабелна телевизия.

Сплитери

Евтини, компактни, прости устройства, които не изискват захранване, нагревателни шкафове, управление или конфигурация. Техен основната задача- разделяне на трафика по пътя от доставчика към абоната и смесване на трафика по пътя обратно. Има заварени (с възможност за неравномерно разпределение на трафика) и планарни (равни рамена). Разклонение - от 1*2 до 1*128.

Недостатъци на технологията

• Затихване на сигнала във всеки разклонителен възел. В резултат на това в мрежа с 64 ONU общото затихване може да надхвърли 20 dB.
• Необходимостта от максимална производителност на всички устройства. Въпреки че всеки отделен абонат получава от 16 Mbit/s, всяка мрежова точка (ONU) е принудена да поддържа максимална GEPON пропускателна способност от 1 Gbit/s.
• Не достатъчно високо нивосигурност на данните. Технологията определено не е подходяща за финансови и подобни организации.
• Трудност на модернизацията. За да се увеличи капацитетът на мрежата, може да се наложи да се смени целият кабел на опорната мрежа.
• Смущения в работата на целия PON с едно неизправно ONU устройство, предаващо непрекъснат светлинен сигнал в обратна посока. Възможно е да се осигури WathDog за контролиране на случайни повреди, но е много по-трудно да се предотвратят действията на нарушителите.
• Трудно откриване на грешки. Сплитерите, поради своята изключителна простота, не могат да помогнат при идентифицирането на дефектния участък от мрежата.

Предимства на GEPON

• Икономичен разход на оптичен кабел. Всъщност технологията GEPON може да намали дължината на кабелната инфраструктура почти три пъти.
• Липса на активно оборудванев мрежови възли, което значително намалява разходите за неговото внедряване и поддръжка.
• Висока поддържана скорост- до 1 Gbit/sec.
• Ефективно разпределение на натоварването в канала. Теоретично скоростта за всеки абонат ще бъде капацитетът на канала/броят абонати. Всъщност, ако някои абонати в момента не използват цялата си честотна лента или изобщо не са свързани, скоростта на други се увеличава.

Както можете да видите, GEPON има както своите плюсове, така и минуси. Нарастващата популярност обаче показва, че мнозина все още намират повече предимства.

В един от следващите ни броеве – отговори на ЧЗВспрямо пасивна оптична мрежа.

Разширяването на аудиторията от потребители на интернет услуги и съответно потребителите на широколентови мрежи изисква въвеждането на нови технологии. Съоръженията за предаване на данни трябва редовно да увеличават комуникационните линии, което принуждава фирми за услугиактуализиране на транспортни информационни канали. Но в допълнение към нарастването на обема на предаваните данни възникват проблеми от различен характер, които се изразяват в увеличаване на разходите за обслужване на по-мащабни мрежи и разширяване на обхвата на нуждите на крайните потребители. Един от методите за цялостна оптимизация на характеристиките е PON технологията, която също позволява поддържане на потенциала на мрежите за по-нататъшно разширяване на тяхната мощност и функционалност.

Оптични влакна и PON технология

Новото развитие го прави по-лесно техническа организацияи по-нататъшна работа на информационни мрежи за данни, но това се постига до голяма степен благодарение на предимствата на конвенционалните оптични линии. И днес, на фона на въвеждането на високотехнологични материали, продължава използването на канали, изградени върху остарели телефонни двойки и xDSL средства. Очевидно е, че мрежата за достъп, базирана на такива елементи, е значително по-ниска по ефективност от оптично-коаксиалните линии, които също не могат да се считат за нещо продуктивно по днешните стандарти.

Оптичните влакна отдавна са алтернатива на традиционните и безжичните мрежи. Но ако по-рано полагането на такива кабели беше невъзможна задача за много организации, днес оптичните компоненти станаха много по-достъпни. Всъщност преди това оптичното влакно се използваше за обслужване на обикновени абонати, включително следното: Следващият етап от развитието беше телекомуникационна мрежа, изградена върху архитектурата Micro-SDH, която откри принципно нови решения. Именно в тази система е намерила своето приложение концепцията на PON мрежите.

Мрежова стандартизация

Първите опити за стандартизиране на технологията бяха направени още през 90-те години на миналия век, когато група телекомуникационни компании се заеха да приложат на практика идеята за множествен достъп през едно пасивно оптично влакно. В резултат на това организацията получи името FSAN, обединявайки както оператори, така и производители на мрежово оборудване. Основната цел на FSAN беше да създаде пакет с общи препоръкии изисквания за разработване на PON технология, така че производителите на оригинално оборудване и доставчиците да могат да работят заедно в един и същи сегмент. Днес пасивните комуникационни линии, базирани на технологията PON, са организирани в съответствие със стандартите ITU-T, ATM и ETSI.

Принцип на работа на мрежата

Основната характеристика на идеята PON е, че инфраструктурата работи на базата на един модул, който отговаря за функциите за получаване и предаване на данни. Този компонент се намира в централния възел на OLT системата и ви позволява да обслужвате много абонати с информационни потоци. Крайният приемник е ONT устройството, което от своя страна действа и като предавател. Броят на абонатните точки, свързани към централния приемо-предавателен модул зависи само от мощността и максималната скорост на използваното PON оборудване. Технологията по принцип не ограничава броя на участниците в мрежата, но за оптимално използване на ресурсите разработчиците на телекомуникационни проекти все още поставят определени бариери в съответствие с конфигурацията на конкретна мрежа. Информационният поток се предава от централния приемо-предавателен модул към абонатното устройство при дължина на вълната 1550 nm. За разлика от това, потоците от обратни данни от потребителските устройства към OLT се предават при дължина на вълната от около 1310 nm. заслужава да се разгледа отделно.

Прави и обратни потоци

Основният (т.е. директен) поток от централния мрежов модул се класифицира като излъчване. Това означава, че оптичните линии сегментират общия поток от данни, подчертавайки адресните полета. Така всяко абонатно устройство „чете“ само информация, предназначена специално за него. Този принцип на разпространение на данни може да се нарече демултиплексор.

На свой ред обратният поток използва една линия за излъчване на данни от всички абонати, свързани към мрежата. Това използва схема за множествен достъп с разделяне по време. За да се елиминира възможността за преминаване на сигнали от няколко възела за получаване на информация, всяко абонатно устройство има свой индивидуален график за обмен на данни, коригиран за забавяне. Това общ принцип, според който PON технологията е реализирана по отношение на взаимодействието на приемо-предавателния модул с крайните потребители. Конфигурацията на мрежовото оформление обаче може да има различни топологии.

Топология от точка до точка

В този случай се използва P2P система, която може да бъде внедрена както за общи стандарти, така и за специални проекти, включващи, например, използването на оптични устройства. По отношение на сигурността на данните за абонатните точки, интернет връзка от този тип осигурява максималната възможна сигурност за такива мрежи. Въпреки това, инсталирането на оптична линия за всеки потребител се извършва отделно, така че разходите за организиране на такива канали се увеличават значително. По някакъв начин това не е обща, а индивидуална мрежа, въпреки че центърът, с който работи абонатният възел, може да обслужва и други потребители. Като цяло този подход е подходящ за използване от големи абонати, за които сигурността на линията е особено важна.

Топология на пръстена

Тази схема се основава на SDH конфигурацията и е най-добре разгърната в опорни мрежи. Обратно, пръстеновидните оптични линии се оказват по-малко ефективни при работа с мрежи за достъп. По този начин, когато се организира градска магистрала, местоположението на възлите се изчислява на етапа на разработване на проекта, но мрежите за достъп не позволяват предварително да се оцени броят на абонатните възли.

При условие на произволно временно и териториално свързване на абонатите веригата на пръстена може да бъде значително усложнена. На практика такива конфигурации често се превръщат в прекъснати вериги с много разклонения. Това се случва, когато се въведат нови абонати чрез прекъсване на съществуващи сегменти. Например, в комуникационна линия могат да се образуват контури, които се комбинират в един проводник. В резултат на това се появяват "счупени" кабели, които по време на работа намаляват надеждността на мрежата.

Характеристики на EPON архитектурата

Първите опити за изграждане на мрежа PON, подобна на потребителското покритие на технологията Ethernet, бяха направени през 2000 г. Архитектурата EPON стана платформа за разработване на принципите на формиране на мрежата, а спецификацията IEEE беше въведена като основен стандарт, на основата на които индивидуални решения за организиране на PON мрежи. Технологията EFMC, например, обслужва топология от точка до точка, използвайки медна усукана двойка. Но днес тази система практически не се използва поради прехода към оптични влакна. Като алтернатива, технологиите, базирани на ADSL, продължават да бъдат по-обещаващи области.

В съвременната си форма стандартът EPON се изпълнява с помощта на няколко схеми на свързване, но основното условие за неговото прилагане е използването на влакна. В допълнение към използването на различни конфигурации, технологията за свързване EPON PON също позволява използването на някои опции за оптичен трансивър.

Характеристики на GPON архитектурата

Архитектурата GPON позволява внедряването на мрежи за достъп, базирани на стандарта APON. В процеса на организиране на инфраструктурата се практикува увеличаване на мрежата, както и създаване на условия за по-ефективен трансфер на приложения. GPON е мащабируема структура на персонала, която ви позволява да обслужвате абонати със скорост на информационния поток до 2,5 Gbit/s. В същото време обратният и правият поток могат да работят в еднакви или различни скоростни режими. В допълнение, мрежата за достъп в GPON конфигурация може да осигури произволно капсулиране на синхронен транспортен протокол, независимо от услугата. Ако в SDH е възможно да се приложи изключително статично разделяне на ленти, тогава новият GFP протокол в структурата на GPON, като същевременно запазва характеристиките на SDH рамката, също така прави възможно динамичното разпределение на лентите.

Предимства на технологията

Сред основните предимства на схемата PON са липсата на междинни връзки между централния приемо-предавател и абонатите, икономичност, лекота на свързване и лекота на поддръжка. До голяма степен тези предимства се дължат на рационалната организация на мрежите. Например, интернет връзката се осигурява директно, така че повредата на едно от съседните абонатни устройства по никакъв начин не се отразява на работата му. Въпреки че масивът от потребители, разбира се, е обединен чрез свързване към един централен модул, от който зависи качеството на обслужване на всички участници в инфраструктурата. Отделно, струва си да се разгледа дървовидната топология P2MP, която оптимизира оптичните канали възможно най-много. Благодарение на икономичното разпределение на линиите за получаване и предаване на информация, тази конфигурация осигурява ефективна работа на мрежата, независимо от местоположението на абонатните възли. В същото време е възможно въвеждането на нови потребители без фундаментални промени в съществуващата структура.

Недостатъци на PON мрежата

Широкото използване на тази технология все още е възпрепятствано от няколко съществени фактора. На първо място, това е сложността на системата. Оперативните предимства на този тип мрежа могат да бъдат постигнати само ако първоначално се извърши висококачествен дизайн, като се вземат предвид много технически нюанси. Понякога решението е технологията за достъп PON, която включва организиране на проста типологична схема. Но в този случай трябва да се подготвите за друг недостатък - липсата на излишък.

Мрежово тестване

Когато всички етапи от първоначалното разработване на мрежова схема са завършени и техническите мерки са завършени, специалистите започват да тестват инфраструктурата. Един от основните показатели за висококачествена мрежа е индикаторът за затихване на линията. Оптичните тестери се използват за анализ на канала за проблемни зони. Всички измервания се извършват на активната линия с помощта на мултиплексори и филтри. Мащабна телекомуникационна мрежа обикновено се тества с помощта на оптични рефлектометри. Но такова оборудване изисква специално обучение от потребителите, да не говорим за факта, че декодирането на рефлектограмите трябва да се извършва от експертни групи.

Заключение

Въпреки всички трудности при прехода към нови технологии, компаниите, предоставящи телекомуникационни услуги, бързо усвояват наистина ефективни решения. Постепенно се разпространяват и оптичните системи, които включват и PON технология. Rostelecom, например, започна да въвежда услуги в нов формат още през 2013 г. Жителите на Ленинградска област бяха първите, които получиха достъп до възможностите на оптичните мрежи PON. Най-интересното е, че доставчикът на услуги дори е предоставил оптична инфраструктура на местните села. На практика това позволи на абонатите да използват не само телефонна комуникацияс достъп до интернет, но също така се свързват с цифрово телевизионно излъчване.

GEPON технология

Този материал ще обсъди технологията и оборудването за организиране на пасивни оптични мрежи - Пасивна оптикаМрежа, PON. Основните разлики между PON и класическите оптични комуникационни канали са използването на пасивно оборудване - оптични сплитери - за агрегиране на трафика и висока плътност на портовете.

Не е тайна, че потребителските изисквания за скоростта на доставка на информация от Интернет нарастват експоненциално. Днес в големите градове 10 Mbit/s е напълно обичайно. Причините за този процес дълго време остават непроменени - предаване на глас и видео, мултимедия, телевизия (напоследък и във варианти с висока разделителна способност). Но битрейтите постоянно се увеличават.

Значителна част от разходите на всеки проект за доставчик се поемат от кабелната инфраструктура. Освен това, това отчита не само цената на кабела, но и неговата инсталация, която, ако работи в съществуваща инфраструктура, може да бъде много висока. И разбира се, искам инвестициите да продължат дълго време, да не изискват чести актуализации и да имат добър запас от необходимите параметри. От тази гледна точка днес оптичните комуникационни канали са най-продуктивният и „далечен“ начин за осигуряване на мрежови връзки между устройства. В същото време класическата архитектура предполага топология „точка до точка“, когато всяка линия има свои собствени специални портове от всяка страна и ако е необходимо да се създадат „клонове“, инсталирането на активно оборудване в възела изисква се. Така че най-успешно може да се използва за единични междуградски линии.

В някои ситуации обаче дървовидната топология може да бъде по-удобна, което е интересно от гледна точка на мащабируемостта и намалената обща дължина на кабелите, които трябва да бъдат положени. PON е точно подходящ за такива проекти. В Русия мрежи от този тип се появиха доста отдавна, преди повече от пет години.

И увеличаването на броя на свързаните потребители и началото на първия Руски проектиклас оптично влакно до всеки дом (Fiber To The Home, FTTH), базирано на PON, показва, че технологията е пуснала корени у нас.

Структура на мрежата PON

PON мрежата се състои от няколко елемента - комутатор в комуникационния възел, комуникационни линии с пасивни сплитери в мрежовите възли и модеми от страната на абоната. Всеки модем получава всички пакети от комутатора и по време на предаването се използва мултиплексиране на времева рамка.

Предаване на данни в прав канал

Предаване на данни в обратния канал

Днес ZyXEL предлага оборудване на стандарта EPON (IEEE 802.3ah), наричан още GEPON.

В момента оборудването участва в няколко проекта, както и в тестове с доставчици в цяла Русия. Това е, за което ще говорим по-нататък. Имайте предвид, че други стандарти на този тип мрежа се различават по скорост и други технически характеристики.

Комутаторът ви позволява да свържете до 32 или дори 64 абоната чрез едно влакно (един порт). Общата скорост на трансфер на данни (която се разделя между абонатите) е 1,25 Gbit/s. По-нататъшното развитие на EPON през следващите години също предлага преход към скорости от 10/1 Gigabit/s и 10/10 Gigabit/s. IN следващата годинаРаботната версия на стандарта 10G EPON се очаква да бъде приета, а първите пилотни проекти може да започнат през 2010 г.

Със закъснение от две-три години се планира преминаването към 10-гигабитови скорости и GPON технологии.

За приемане и предаване се използват лазери с различна дължина на вълната - 1490 nm за предаване и 1310 за приемане. При необходимост е възможно към канала да се добавят аналогови кабелни телевизионни канали (100 или повече), които се модулират от 1550 nm лазер. В зависимост от конкретния дизайн на мрежата и използваното оборудване, общата дължина на канала може да бъде до 20 км.

Мултисервизна мрежа, базирана на технологията GEPON

Кабелът се полага от порта на комутатора под формата на дърво. Сплитерите, монтирани в възли, са изключително непретенциозни - не изискват захранване, конфигурация и управление, отоплителни шкафове, евтини са и много компактни. Това позволява да бъдат поставени например в съществуващи телефонни разпределителни шкафове.

Сплитер

Най-простите крайни устройства са преобразуватели от влакна към кабел с вграден филтър за MAC адреси. Когато използвате телевизия, в модема е инсталиран друг приемник и към телевизора се извежда обикновен високочестотен кабел.

За защита на информацията е възможно да се използва криптиране (AES128) на всички предавани пакети. Технологията не позволява директна комуникация между отделни абонати, разположени на един и същ порт на комутатора - данните от един абонат могат да достигнат до друг само чрез GEPON комутатор, който препредава потоци от данни нагоре с дължина на вълната 1310 nm към поток надолу по веригата с дължина на вълната 1490 nm. Допълнително предимство от гледна точка на сигурността е използването на изключително пасивно оборудване на линията, което затруднява прихващането.

от положителни страни PON трябва да се отбележи:

• минимално използване на активно оборудване;
• минимизиране на кабелната инфраструктура;
• ниска цена на поддръжка;
• възможност за интеграция с кабелна телевизия;
• добра скалируемост;
• висока плътност на абонатни портове.

В същото време, когато се разглежда технологията, е необходимо да се вземат предвид нейните характеристики, особено в сравнение с линиите от точка до точка: честотната лента, споделена между абонатите, общата среда може да не е подходяща за клиента от сигурност гледна точка, пасивните сплитери затрудняват диагностицирането на оптична линия, влиянието на повреда може да бъде оборудването на един абонат за работата на останалите, по-малка полза, ако се продаде на етапа на изграждане.

Оборудване

Продуктовата линия GEPON на ZyXEL се състои от три комутатора и три модема. Ниският модел на комутатора има осем GEPON порта и осем съответни Gigabit Ethernet порта (имайте предвид, че Gigabit устройства с по-ниски скорости не могат да бъдат свързани към тях). Към всеки оптичен порт могат да бъдат свързани до 32 модема, което води до 256 абоната на устройство. Всички конектори са разположени на лицевата страна на устройството - 8xPON, 8xGigabit, конзола, 10/100BaseT извън мрежа управление и захранване. Тук има и бутон за нулиране на устройството. Всички портове имат набор от индикатори за определяне на текущото състояние. Има вграден гигабитов L2+ суич (неблокиращо превключване с пропускателна способност 24 Gbit/s, скорост на превключване на кадри от 17,8 милиона пакета/s) и четири комбинирани 1000Base-T/SFP порта. Тази опция може да се използва за резервиране на канала - при едновременно свързване на два конектора (SC и RJ45) оптиката работи, а при повреда в оптичния канал автоматично превключва на мед. Захранването и конзолният порт за тази модификация са разположени на задния панел. Тези модели са направени в стандартен 1U корпус и се препоръчват за използване в бързо развиващи се мрежи. Най-продуктивният модел е модулен. Неговото 4.5U шаси осигурява място за до шестнадесет OLC-2301. Всеки такъв линеен модул има GEPON порт и комбиниран 1000Base-T/SFP порт. В шасито също така има контролен модул и двойно резервно захранване. Линейните модули са с възможност за гореща смяна, което има положителен ефект върху лекотата на поддръжка на мрежата и надеждността на предоставянето на услуги. Максимално OLT-2300 може да поддържа 512 абоната. Всички оптични модули на комутаторите са проектирани за работен обхват от 20 км.

OLT-1308

Най-новите актуализации на фърмуера за моделите OLT-1308/OLT-1308H позволяват на 64 вместо 32 абоната да работят на един канал, което значително намалява цената на една връзка. Все още няма такава опция за OLC-2301.

Шаси OLT-2300

Всички GEPON комутатори поддържат STP/RSTP протоколи и механизми за приоритизиране на трафика и организиране на виртуални мрежи (включително базирани на портове и 802.1Q). Ефективността на мултикаст излъчванията се осигурява от поддръжката на IGMP v.2, IGMP proxy, IGMP snooping и MVR. За управление са предвидени портове RS-232 и 10/100Base-TX. Превключвателите могат да бъдат конфигурирани чрез уеб интерфейса (SSL се поддържа, могат да бъдат инсталирани до пет акаунта, примери за екранни снимки са , , ), telnet, SSH, FTP или конзолния порт. Номерата на портовете на всички услуги могат да се променят. Има възможност за ограничаване на достъпа чрез IP адреси. Уеб интерфейсът има вградена помощна система.

Устройството автоматично намира всички свързани абонатни модеми и ви позволява да им зададете специфични профили. Те включват настройки за скорост, филтриране, VLAN, приоритети и други параметри. Може да се използва протоколът за удостоверяване 802.1x.

Превключвателите също ви позволяват да наблюдавате физическото състояние - проверяват се температури, скорости на вентилатора и напрежение. За големи мрежи комутаторите ще се възползват от SNMP поддръжка и съвместимост със системата за управление NetAtlas EMS. Освен това е възможно да се комбинират устройства в клъстери за общо управление.

Към момента ZyXEL няма модели с вградени CATV инжектори. Въпреки това, за да смесите телевизионния сигнал в оптичен канал, можете да използвате външни сплитери и коаксиални/оптични медийни конвертори.

ONU-631HA

Първият модел на абонатен GEPON модем е . Работи в мостов режим, лесен е за поддръжка и се управлява изключително от доставчика чрез специален протокол. За потребителя той предлага стандартен Gigabit Ethernet порт. Има две модификации на модемите - с индекси -11 и -12. Първият работи на разстояния до 10 км, а вторият - до 20 км. Корпусът е изработен от тъмна пластмаса, на предния панел има няколко индикатора (захранване, PON, LAN, LAN скорост, дуплекс). На задната страна има два мрежови порта (оптичен и меден) и вход за захранване (12 V 1.5 A). Този модел е позициониран за свързване на корпоративни абонати и разширения на операторската мрежа.

ONU-634HA

Вторият модел е по-интересен за свързване на домашни потребители - има вграден централно управляван 4-портов комутатор с VLAN 802.1Q свързване към Fast Ethernet портове. Подобно на 631, той е напълно конфигуриран от доставчика, което намалява разходите за поддръжка. Вече има и проби ONU-634FA - четири мрежови порта и изход за кабелна телевизия, което ви позволява директно да свържете обикновен телевизор към GEPON модем.

ONU-634FA

За да изградите мрежа ще ви трябват и сплитери ( приблизителна цена- от 400 рубли за 1×2 до 4000 рубли за 1×8, има и модели 1×32), едномодов оптичен кабел (цената е равна на цената на UTP кабел: цените за оптичен кабел започват от 7 -8 рубли на метър) и конектори (от 100 140 рубли на връзка).

Тестването на описаното оборудване като част от комутатора OLT-1308 и модемите ONU-631A беше извършено на тестовата площадка ZyXEL с помощта на тестовия пакет Ixia Chariot. Резултатите за едновременна работа на един, два и три клиента са показани в таблицата (пакети с максимален размер, Mbit/s). Модемите бяха свързани към един от портовете на комутатора чрез един сплитер. Вижда се, че при максимално натоварване скоростите са равномерно разпределени между всички клиенти. Също така отбелязваме високата ефективност на преноса на данни, включително режима на работа на няколко клиента - общата скорост практически съвпада с максимално възможната.

Като цяло може да се отбележи, че технологията не е трудна за настройка и работа и работи според спецификациите. Скоростите отговарят на познатите от гигабитовите медни мрежи.

заключения

Технологията GEPON може успешно да се използва за организиране на оптични комуникационни канали към абоната и е особено ефективна, ако има ограничения за полагане на кабели и инсталиране на активно оборудване по линията. Ефективност това решениезависи от много фактори и е ясно да се каже, че е така най-добрият вариантРазбира се, че не можете, всичко се определя от конкретните изисквания на клиента. Направените оценки обаче ни позволяват да заключим, че дори и днес в някои случаи цената за свързване на домашни абонати чрез оптични влакна може да не надвишава 500 долара.

Що се отнася до описаното оборудване, днес ZyXEL предлага пълна гама GEPON устройства, която ви позволява да създавате оптични мрежи от всякакъв мащаб с всички необходими системи за управление и технологии за подобряване на надеждността.

У дома » Полезен » Свързан чрез pon технология. Gpon технология. Описание на GPON технологията. Принцип на действие на PON. Принципът на свързване към Rostelecom