Fibre to the Home (FTTH) — это идеальное решение для доступа к оптоволокну, в котором каждый абонент подключен к оптоволоконному кабелю. Варианты развертывания, обсуждаемые в этом учебном пособии, основаны на полном оптоволоконном тракте от OLT до абонентского помещения. Этот выбор обеспечивает предоставление услуг и контента с высокой пропускной способностью каждому клиенту и обеспечивает максимальную пропускную способность для будущих потребностей новых услуг. Следовательно, гибридные варианты, включающие в себя «частично» оптоволоконные и «частично» медные инфраструктурные сети, не включены.
Дифференциальное расстояние волокна — это разница в расстоянии между ближайшим и самым дальним ONU / ONT от OLT.
В GPON максимальное дифференциальное расстояние волокна составляет 20 км. Это влияет на размер окна ранжирования и обеспечивает соответствие [ITU-T G.983.1].
Логический охват определяется как максимальное расстояние, которое может быть достигнуто для конкретной системы передачи, независимо от оптического бюджета. Логический охват — это максимальное расстояние между ONU / ONT и OLT, за исключением ограничения физического уровня.
В GPON максимальный логический охват определяется как 60 км.
Средняя задержка передачи сигнала является средним из значений задержки восходящего и нисходящего потоков между опорными точками. Это значение определяется путем измерения задержки туда-обратно, а затем делится на 2.
GPON должен поддерживать службы, для которых требуется максимальная средняя задержка передачи сигнала 1,5 мс. Система GPON должна иметь максимальное среднее время задержки передачи сигнала менее 1,5 мс между эталонными точками телевизора.
OAN — это набор каналов доступа, использующих одни и те же сетевые интерфейсы и поддерживаемых системами оптической передачи доступа. OAN может включать в себя несколько ODN, подключенных к одному и тому же OLT.
В контексте PON — дерево оптических волокон в сети доступа, дополненное делителями мощности или длины волны, фильтрами или другими пассивными оптическими устройствами.
Устройство, которое завершает общую (корневую) конечную точку ODN. Затем реализует протокол PON, такой как тот, который определен в [ITU-T G.984]; и затем адаптирует PONPDU для связи по восходящей линии связи через интерфейс службы провайдера.
OLT обеспечивает функции управления и обслуживания для определенных ODN и ONU.
Одно абонентское устройство, которое завершает любую из распределенных (конечных) конечных точек ODN, реализует протокол PON и адаптирует PDU PON к интерфейсам обслуживания абонентов. ONT — это особый случай ONU.
Общий термин, обозначающий устройство, которое завершает любую из распределенных (конечных) конечных точек ODN, реализует протокол PON и адаптирует PDU PON.
Физический радиус действия определяется как максимальное физическое расстояние, которое может быть достигнуто для конкретной системы передачи. Поскольку «Физический охват» — это максимальное физическое расстояние между ONU / ONT и OLT. Однако в GPON для физического охвата определены два варианта: 10 км и 20 км. Предполагается, что 10 км — это максимальное расстояние, на котором FP-LD может использоваться в ONU для высоких скоростей, таких как 1,25 Гбит / с или выше.
Услуги в FTTH определяются как сетевые услуги, требуемые операторами. Служба описывается именем, которое четко распознается всеми, независимо от того, является ли оно именем структуры фрейма или общим именем.
GPON предназначен для скоростей передачи, превышающих или равных 1,2 Гбит / с. Соответственно, GPON идентифицирует две комбинации скорости передачи следующим образом:
Наиболее важная скорость передачи данных составляет 1,2 Гбит / с вверх, 2,4 Гбит / с вниз, что составляет почти все развернутое и запланированное развертывание систем GPON.
Чем больше коэффициент разделения для GPON, тем он экономичнее с точки зрения затрат. Тем не менее, более высокий коэффициент разделения подразумевает увеличение оптической мощности и разделения полосы пропускания, что создает необходимость в увеличенном бюджете мощности для поддержки физического охвата. Коэффициенты разделения до 1:64 реалистичны для физического уровня, учитывая современную технологию. Однако, ожидая продолжения эволюции оптических модулей, уровень TC должен учитывать коэффициенты разделения до 1: 128.
Преимущества оптического волокна —
Различные модули / компоненты в технологии PON —
Активные модули / компоненты в технологии PON —
В OLT —
Для применения в кабельном телевидении —
В ОНУ —
Полная форма GPON — Гигабитная пассивная оптическая сеть
GPON — это оптическая система для сетей доступа, основанная на спецификациях ITU-T серии G.984. Он может обеспечить радиус действия 20 км с оптическим бюджетом 28 дБ, используя оптику класса B + с коэффициентом разделения 1:32.
Наиболее известные функции GPON перечислены ниже.
Нисходящая передача —
Восходящая передача —
Стандарты GPON основаны на предыдущих спецификациях BPON. Эти спецификации перечислены ниже —
G.984.1 — Этот документ описывает общие характеристики гигабитной пассивной оптической сети.
G.984.2 — Этот документ описывает спецификацию уровня, зависящего от физического носителя, от гигабитной пассивной оптической сети.
МСЭ-Т G.984.3 — В этом документе описывается спецификация уровня конвергенции передачи пассивной оптической сети с гигабитной пропускной способностью.
МСЭ-Т G.984.3 — В этом документе описывается спецификация уровня конвергенции передачи пассивной оптической сети с гигабитной пропускной способностью.
Системы GPON имеют по существу те же физические компоненты, которые настроены так же, как и в других сетях PON. Разумеется, продукты, разработанные для систем GPON, специально разработаны для GPON и не являются взаимозаменяемыми с редуктором EPON или BPON.
Системы GPON также имеют многие из тех же базовых возможностей, что и другие системы PON. Основными отличиями в архитектуре являются GPON в пропускной способности. Методы инкапсуляции Gigabit GPON позволяют передавать различные сервисы, включая ATM, TDM voice и Ethernet.
Одним из основных требований оптической системы является обеспечение компонентов достаточной пропускной способностью для расширения оптического сигнала до ожидаемого диапазона. Есть три категории или классы компонентов, основанные на мощности и чувствительности.
Классы компонентов:
Полная форма EPON — пассивная оптическая сеть Ethernet.
Пассивная оптическая сеть Ethernet (EPON) представляет собой PON-инкапсулированные данные с Ethernet и может предлагать пропускную способность от 1 Гбит / с до 10 Гбит / с. EPON следует оригинальной архитектуре PON. Здесь DTE подключен к стволу дерева и называется терминалом оптической линии (OLT).
Обычно он находится у поставщика услуг, а подключенные ветви дерева DTE называются Optical Network Unit (ONU), расположенными в помещении абонента. Сигналы от OLT проходят через пассивный сплиттер для достижения ONU и наоборот.
Многие приложения PON требуют высокого QoS (например, IPTV).
EPON оставляет QoS более высоким уровням —
Кроме того, существует принципиальная разница между LLID и Port-ID —
Следующая таблица объясняет разницу между GPON и EPON.
Алгоритм, реализованный в OLT, использующий сообщения Report и Gate для построения программы передачи и передачи ONU, известен как алгоритм динамического распределения полосы пропускания (DBA).
Работа EPON основана на кадрах Ethernet MAC и EPON (на основе кадров GbE), но необходимы расширения —
PDU протокола MultiPoint Control — это протокол управления, реализующий требуемую логику.
Эмуляция «точка-точка» (согласование) — это делает EPON похожим на канал «точка-точка», а MAC-адреса EPON имеют некоторые особые ограничения.
Вместо CSMA / CD они передают когда предоставлено.
Время прохождения через стек MAC должно быть постоянным (± 16 битов).
Точное местное время должно быть сохранено.
Стандартный Ethernet начинается с преамбулы, практически не содержащей контента, —
Чтобы скрыть новый заголовок PON, EPON перезаписывает некоторые байты преамбулы.
Трафик DS транслируется на все ONU, поэтому злоумышленнику, по сути, легко шифровать ONU и захватывать нужные кадры. Американский трафик не виден другими ONU, поэтому шифрование не требуется. Не рассматривайте оптоволоконные устройства, потому что EPON не предоставляет никакого стандартного метода шифрования, но —
В BPON использовался механизм, называемый «взбалтывание» — «Сжатие» было недорогим аппаратным решением (ключ 24b) с несколькими недостатками безопасности.
Поэтому в G.983.3 добавлена поддержка AES — теперь используется в GPON.
XPON — это PON следующего поколения, который может поддерживать скорость передачи данных до 10G. XPON можно разделить на две категории: XG-PON1 и XG-PON2. XG-PON1 обратно совместим с GPON, тогда как XG-PON2 — совершенно новая разработка.
Полная форма WDM-PON — мультиплекс PON с разделением по длине волны.
В WDM-PON разная длина волны требуется для разных ONT; каждый ONT получает исключительную длину волны и использует ресурсы полосы пропускания длины волны. Другими словами, WDM-PON работает в логической топологии многоточечной связи (P2MP).
Полная форма ODSM-PON — Оппортунистический Спектр и Динамический PON. В ODSM-PON сеть остается неизменной от CO до помещения пользователя, за исключением одного изменения, которое является активным сплиттером WDM. Между OLT и ONT будет установлен разделитель WDM, который заменит пассивный разделитель. В ODSM-PON нисходящий поток принимает WDM, что означает, что данные в направлении ONT используют разную длину волны для разных ONT и в восходящем направлении, а ODSN-PON принимает динамическую технологию TDMA + WDMA.
Следующая таблица объясняет стандарты XGPON —
В следующей таблице описывается класс оптической мощности XG-PON.
В следующей таблице описан диапазон ослабления для классов A, B и C согласно МСЭ.
В следующей таблице поясняется диапазон передачи OLT для классов A, B и C согласно МСЭ.
В следующей таблице поясняется диапазон приемника ONU для классов A, B и C согласно МСЭ.
В следующей таблице поясняется диапазон передатчика ONU для классов A, B и C согласно ITU.
В следующей таблице описывается диапазон приемника OLT для классов A, B и C согласно МСЭ.
Одиночное волокно, начиная с OLT, разделяется на пассивные оптические разветвители для обслуживания 64 абонентских ONT. Одно и то же волокно несет битовые потоки как нисходящего потока (OLT в направлении ONT), так и восходящего потока (ONT в направлении OLT), а именно 2,448 Мбит / с / 1490 нм (окно 1480 — 1500 нм) и 1,244 Мбит / с / 1310 нм (окно 1260-1360 нм). через WDM (мультиплексирование с разделением по длине волны) для дуплексной (двунаправленной) работы.
Одна и та же нисходящая передача по одному волокну от OLT к ONT транслируется с ONT, принимающим только трафик, адресованный ему. Передача в восходящем направлении — это множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA), при этом каждая ONT передает по очереди.
Телевизионные сигналы (полученные от головного конца спутника) могут необязательно транслироваться на третьей оптической длине волны 1550 нм по тому же (или дополнительному) волокну, введенному в систему FTTx через подсистему наложения RF. Сигнал CATV может быть связан с сигналом GPON после усиления EDFA.
Сигналы RF CATV модулированы на длину волны 1550 нм. Он извлекается через функцию Demux, встроенную в ONT, и направляется в служебное соединение задней панели для STB / TV.
Максимально допустимое затухание оптической мощности между оптическим портом OLT и входом ONT составляет 28 дБ с использованием элементов оптической сети класса B. ODN класса A, B и C различаются в основном по «выходной мощности оптического передатчика» и «чувствительности оптического приемника с битовой скоростью». Класс A дает наименьший оптический бюджет, а класс C — самый высокий, а с точки зрения стоимости оба находятся в одинаковом порядке. Для максимального коэффициента разделения 1:64 оптику класса B обычно используют на коммерческой основе.
Следующие пункты объясняют NGPON1 —
Следующие пункты объясняют NGPON2 —
Не считается совместимым с существующей сетью ODN, более открытым стандартом технологии PON.
Фокусируется на WDM PON и 40G PON.