Най-добрите телефони с бутони Нови мобилни телефони Nokia с бутони

Деактивирайте защитеното зареждане на лаптопи и компютри (UEFI Secure Boot)

Защо мониторът не се включва при стартиране на компютъра: възможни причини, решения

Прочетете още

Как правилно да вземете обещаното плащане на MTS

Прочетете още

Разрешителни Номер на лиценза Inn

Прочетете още

Жив тапет за телефон с Android

Прочетете още

Gpon технология. Описание на GPON технологията

GEPON технология

Този материал ще обсъди технологията и оборудването за организиране на пасивни оптични мрежи - Passive Optical Network, 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.

А нарастването на броя на свързаните потребители и стартирането на първите руски проекти за оптично влакно към дома (FTTH), базирани на PON, показва, че технологията е пуснала корени и тук.

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. През следващата година се очаква да бъде приета работната версия на стандарта 10G EPON, а първите пилотни проекти може да стартират 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.

Сред положителните аспекти на 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

Препоръчителни цени за GEPON оборудване
Модел	Цена ($)	Цена на абонат ($)
ONU-631HA-11/12	372/454	372/454
ONU-634HA-11/12	388/502	388/502
OLT-1308	23 939	47
OLT-1308H	23 283	46
OLT-2300M/OLC-2301HA-12	1 317/2 670	90 (за 512 абоната)

За да изградите мрежа, ще ви трябват и сплитери (приблизителната цена е от 400 рубли за 1x2 до 4000 рубли за 1x8, има и модели 1x32), 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. Ефективността на това решение зависи от много фактори и със сигурност не може да се каже еднозначно, че това е най-добрият вариант, 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.

всичко за пасивните оптични мрежи (PON)

Преди няколко години вече публикувахме кратко въведение в пасивните оптични мрежи (PON). По това време обаче пазарът просто разглеждаше тази сравнително млада технология - първите инсталации на PON мрежи току-що се появиха в света и техният брой беше малко. По това време не се говори за идване на PON в Беларус. Днес ситуацията се промени: PON се доказа отлично в големите операторски мрежи по света и постепенно се разпространява сред масите, превръщайки се в достъпно и атрактивно решение от последната миля и за по-малките доставчици.
В Беларус също има напредък - Solo пое PON оборудване, произведено от Terawave Communications. Което с радост докладвах на семинара, проведен в Минск на 9 август.
Ето добра причина за голям, подробен и разбираем технически материал за PON, въведението към което четете сега :)
Ще ви разкажем за оборудването в следващите броеве, следете раздела за хардуер.

PON мрежова архитектура

Развитието на Интернет, включително появата на нови комуникационни услуги, допринася за нарастването на потоците от данни, предавани по мрежата, и принуждава операторите да търсят начини за увеличаване на капацитета на транспортните мрежи. Когато избирате решение, трябва да имате предвид:
- разнообразие от нужди на абонатите;
- потенциал за развитие на мрежата;
- ефективност.
На развиващия се телекомуникационен пазар е опасно както да се вземат прибързани решения, така и да се чака повече модерна технология. Освен това, според авторите, такава технология вече се е появила - това е технологията на пасивните оптични мрежи PON (passive optical network).
Разпределителна мрежа за PON достъп, базирана на дървовидна архитектура на оптично окабеляване с пасивни оптични сплитери в възлите, може да бъде най-рентабилната и способна да поддържа широколентово предаване на различни приложения. В същото време PON архитектурата има необходимата ефективност за увеличаване както на мрежовите възли, така и на пропускателната способност, в зависимост от настоящите и бъдещите нужди на абонатите.
Изграждането на мрежи за достъп в момента протича основно в четири направления:
- мрежи, базирани на съществуващи медни телефонни двойки и xDSL технология;
- хибридни влакнесто-коаксиални мрежи (HFC);
- безжична мрежа;
- оптични мрежи.
Използването на постоянно подобряващи се xDSL технологии е най-лесният и евтин начин за увеличаване на капацитета на съществуваща медна кабелна система с усукана двойка. За операторите, когато е необходимо да се осигурят скорости до 1-2 Mbit/s, този път е най-икономичен и оправдан. Въпреки това скоростите на предаване до десетки мегабита в секунда по съществуващите кабелни системи, като се вземат предвид дългите разстояния (до няколко километра) и нискокачествената мед, изглеждат трудно и доста скъпо решение.
Друго традиционно решение са хибридните оптично-коаксиални мрежи (HFC, Hybrid Fiber-Coaxial). Свързването на множество кабелни модеми към един коаксиален сегмент намалява средната цена за изграждане на мрежова инфраструктура на абонат и прави подобни решения привлекателни. Като цяло ограничението на дизайна за честотната лента остава тук.
Мрежите за безжичен достъп могат да бъдат привлекателни, когато има технически трудности при използването на кабелни инфраструктури. Безжичната комуникация по своята същност няма алтернатива на мобилните услуги. През последните години, наред с традиционните решения, базирани на радио и оптичен Ethernet достъп, WiFi технологията става все по-широко разпространена, позволявайки обща честотна лента до 10 Mbit/s и в близко бъдеще до 50 Mbit/s.
Трябва да се отбележи, че за трите изброени области по-нататъшното увеличаване на мрежовия капацитет е свързано с големи трудности, които не са налице при използване на преносна среда като оптично влакно.
По този начин единственият начин да се гарантира, че мрежата е в състояние да обработва нови приложения, които изискват непрекъснато нарастващи скорости на предаване, е да се постави оптичен кабел от централния офис до дома или корпоративния клиент. Това е много радикален подход. А само преди 5 години се смяташе за изключително скъпо. Но днес, благодарение на значителното намаляване на цените на оптичните компоненти, този подход стана актуален. Днес полагането на OK за организиране на мрежа за достъп стана полезно както при актуализиране на стари, така и при изграждане на нови мрежи за достъп (последни мили). Има много възможности, когато става въпрос за избор на технология за оптичен достъп. Наред с традиционните решения, базирани на оптични модеми, оптичен Ethernet и Micro SDH технология, се появиха нови решения, използващи PON пасивна оптична мрежова архитектура.

основни топологии на оптични мрежи за достъп

Има четири основни топологии за изграждане на оптични мрежи за достъп: „точка до точка“, „пръстен“, „дърво с активни възли“, „дърво с пасивни възли“.

от точка до точка (P2P)

Топологията P2P (фиг. 1) не налага ограничения върху използваната мрежова технология. P2P може да се внедри за всеки мрежов стандарт, както и за нестандартни (собствени) решения, като оптични модеми. От гледна точка на сигурността и защитата на предаваната информация, P2P връзката осигурява максимална сигурност за абонатните възли. Тъй като CC трябва да се насочва индивидуално към абоната, този подход е най-скъпият и е привлекателен главно за големи абонати.

Ориз. 1. Топология от точка до точка.

пръстен

Топологията на пръстена (фиг. 2.), базирана на SDH, се е доказала в градските телекомуникационни мрежи. Не всичко обаче е наред в мрежите за достъп. Ако при изграждането на градска магистрала местоположението на възлите е планирано на етапа на проектиране, тогава в мрежите за достъп е невъзможно да се знае предварително къде, кога и колко абонатни възли ще бъдат инсталирани. При произволно териториално и временно свързване на потребители топологията на пръстена може да се превърне в силно разбит пръстен с много разклонения; новите абонати се свързват чрез прекъсване на пръстена и вмъкване на допълнителни сегменти. На практика такива вериги често се комбинират в един кабел, което води до появата на пръстени, които приличат повече на прекъсната линия - „свити“ пръстени, което значително намалява надеждността на мрежата. Всъщност основното предимство на топологията на пръстена е сведено до минимум.

Ориз. 2. Топология на пръстена.

дърво с активни възли

Дърво с активни възли (фиг. 3.) е икономично решение по отношение на използването на влакна. Това решение се вписва добре в рамките на стандарта Ethernet с йерархия на скорости от централния възел до абонатите 1000/100/10 Mbit/s (1000Base-LX, 100Base-FX, 10Base-FL). Всеки възел на дървото обаче трябва да съдържа активно устройство (по отношение на IP мрежи, комутатор или рутер). Оптичните Ethernet мрежи за достъп, използващи предимно тази топология, са относително евтини. Основният недостатък е наличието на активни устройства в междинни възли, които изискват индивидуално захранване.

Ориз. 3. Топология "дърво с активни възли".

дърво с пасивен оптичен вентилатор PON (P2MP)

Решенията, базирани на PON архитектура (фиг. 4.) използват логическата топология от точка към много точки P2MP (точка към много точки), която е в основата на технологията PON; цял оптичен сегмент от дървовидната архитектура може да бъде свързан към един порт на централния възел, покриващ десетки абонати. В същото време в междинните възли на дървото са инсталирани компактни, напълно пасивни оптични сплитери, които не изискват захранване или поддръжка.

Ориз. 4. Топология "Дърво с пасивно оптично разклоняване".

Добре известно е, че PON ви позволява да спестите от кабелна инфраструктура чрез намаляване на общата дължина на оптичните влакна, тъй като в участъка от централния възел до сплитера се използва само едно влакно. По-малко внимание се обръща на друг източник на икономии - намаляване на броя на оптичните предаватели и приемници в централния възел. Междувременно спестяванията от втория фактор в някои случаи се оказват още по-значителни. По този начин, според оценките на NTT, PON конфигурация със сплитер в централния офис в непосредствена близост до централния възел се оказва по-икономична от мрежа от точка до точка, въпреки че на практика няма намаляване на дължината на оптично влакно! Освен това, ако разстоянията до абонатите не са големи (както в Япония), като се вземат предвид оперативните разходи (в Япония това е съществен фактор), се оказва, че PON със сплитер в централния офис е по-икономичен от PON с сплитер близо до абонатните възли.
Предимства на PON архитектурата:
- липса на междинни активни възли; спестяване на фибри;
- запазване на оптични приемопредаватели в централния възел;
- лекота на свързване на нови абонати и лекота на поддръжка (свързване, прекъсване или повреда на един или повече абонатни възли по никакъв начин не засяга работата на останалите).
Дървовидната топология P2MP ви позволява да оптимизирате разположението на оптичните сплитери въз основа на действителното местоположение на абонатите, разходите за полагане на кабели и експлоатация на кабелната мрежа.
Недостатъците включват повишената сложност на PON технологията и липсата на излишък в най-простата дървовидна топология.

принцип на работа на PON

Основната идея на PON архитектурата е използването само на един приемо-предавателен модул в OLT за предаване на информация към множество абонатни устройства на ONT и получаване на информация от тях. Изпълнението на този принцип е показано на фиг. 5.
Броят на абонатните възли, свързани към един OLT приемо-предавателен модул, може да бъде толкова голям, колкото позволява бюджетът за мощност и максималната скорост на приемо-предавателното оборудване. За предаване на информационен поток от OLT към ONT - директен (надолу по веригата) поток, като правило се използва дължина на вълната от 1550 nm. Напротив, потоците от данни от различни абонатни възли към централния възел, които заедно образуват обратния (надолу по веригата) поток, се предават при дължина на вълната 1310 nm. OLT и ONT имат вградени WDM мултиплексори, които разделят изходящите и входящите потоци.

Ориз. 5. Основни елементи на PON архитектура и принцип на работа

директен поток

Излъчва се директен поток на ниво оптични сигнали. Всеки ONT, четейки адресните полета, избира от този общ поток част от информацията, предназначена само за него. Всъщност имаме работа с разпределен демултиплексор.

обратен поток

Всички абонатни възли на ONT предават в обратен поток на една и съща дължина на вълната, използвайки концепцията TDMA (множествен достъп с разделяне по време). За да се елиминира възможността за пресичане на сигнали от различни ONT, всеки от тях има свой собствен индивидуален график за предаване на данни, като се вземе предвид корекция за забавянето, свързано с премахването на този ONT от OLT. TDMA MAC протоколът решава този проблем.

PON стандарти

Първите стъпки в технологията PON са направени през 1995 г., когато влиятелна група от седем компании (British Telecom, France Telecom, Deutsche Telecom, NTT, KPN, Telefonica и Telecom Italia) създават консорциум, за да реализират идеите за множествен достъп до едно влакно.. Тази неформална организация, поддържана от ITU-T, се нарича FSAN (мрежа за пълен достъп до услуги). Много нови членове - както оператори, така и производители на оборудване - се присъединиха в края на 90-те години. Целта на FSAN беше да разработи общи насоки и изисквания за PON оборудване, така че производителите и операторите на оборудване да могат да съществуват заедно в конкурентен пазар на PON системи за достъп. Днес FSAN има 40 оператора и производители и работи в тясно сътрудничество с организации по стандартизация като ITU-T, ETSI и ATM Forum.

Някои ITU-T стандарти, регулиращи технологията xPON.

APON/BPON

В средата на 90-те години общоприетото мнение беше, че само ATM протоколът е в състояние да гарантира приемливо качество на QoS комуникационните услуги между крайните абонати. Затова FSAN, желаейки да осигури транспорт на мултисервизни услуги през PON мрежата, избра ATM технологията като основа. В резултат на това през октомври 1998 г. се появи първият стандарт ITU-T G.983.1, базиран на транспортирането на ATM клетки в PON дървото и наречен APON (ATM PON). След това, в продължение на няколко години, се появиха много нови изменения и препоръки в серията G.983.x (x=1–7), скоростта на предаване се увеличи до 622 Mbit/s. През март 2001 г. се появи препоръка G.983.3, добавяща нови обекти към стандарта PON:
- предаване на различни приложения (глас, видео, данни) - това всъщност позволи на производителите да добавят подходящи интерфейси на OLT за свързване към опорната мрежа и на ONT за свързване с абонати;
- разширяване на спектралния диапазон – открива възможност за допълнителни услугина други дължини на вълната под същото PON дърво, например, излъчване на телевизия на трета дължина на вълната (тройна игра).
Стандартът APON, разширен по този начин, получава името BPON (широколентов PON).
Днес APON позволява динамично разпределение на честотната лента (DBA) между различни приложения и различни ONT и е проектиран да предоставя както широколентови, така и теснолентови услуги.
APON оборудването от различни производители поддържа магистрални интерфейси: SDH (STM-1), ATM (STM-1/4), Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, видео (SDI PAL) и абонатни интерфейси E1 (G.703), Ethernet 10/ 100Base -TX, телефония (FXS).
Поради естеството на излъчване на препращащия поток в PON дървото и потенциала за неоторизиран достъп до данни от ONT, за който данните не са предназначени, APON предоставя възможност за препращане на потоци на данни, използвайки техники за криптиране с публични ключове. Няма нужда да шифровате обратния поток, тъй като OLT се намира в помещенията на оператора.

Стандартни основи на PON G.983.1

През ноември 2000 г. LMSC (LAN/MAN стандартен комитет) IEEE създаде специална комисия, наречена „Ethernet в първата миля“ (EFM, Ethernet в първата миля) 802.3ah, като по този начин реализира желанията на много експерти за изграждане на PON мрежа архитектура, която е максимално близка до широко разпространените в момента Ethernet мрежи. Успоредно с това се формира алиансът EFMA (Ethernet in the first mile alliance), който беше създаден през декември 2001 г. Всъщност алиансът EFMA и комисията EFM се допълват взаимно и работят в тясно сътрудничество по стандарта. Докато EFM се фокусира върху технически въпроси и разработване на стандарти в рамките на IEEE, EFMA изучава повече индустриалните и търговските аспекти на използването на нови технологии. Целта на съвместната работа е постигане на консенсус между оператори и производители на оборудване и развитие IEEE стандарт 802.3ah, напълно съвместим с развиващия се стандарт IEEE 802.17 backbone packet ring.
Комисията EFM 802.3ah трябва да стандартизира три типа мрежови решения за достъп:
EFMC (мед EFM) –решение от точка до точка с помощта на усукани медни двойки. Към днешна дата работата по този стандарт е почти завършена. От двете алтернативи, между които се разигра основната борба - G.SHDSL и ADSL+ - изборът беше направен в полза на G.SHDSL.
EFMF (EFM влакно) –решение, базирано на оптична връзка от точка до точка. Тук е необходимо да се стандартизират различни опции: „дуплекс през едно влакно, при еднакви дължини на вълната“, „дуплекс през едно влакно, при различни дължини на вълната“, „дуплекс през двойка влакна“, нови опции за оптични трансивъри. Подобни решения се предлагат от редица компании като „собствени“ от няколко години. Време е да ги стандартизираме.
EFMP (EFM PON) –решение, базирано на връзка от точка към много точки през оптично влакно. Това решение, което по същество е алтернатива на APON, получи подобно име EPON.
Понастоящем разработването на стандарти 802.3ah, включително EFMP, е във финалната си фаза и се очаква приемането да бъде прието тази година. Аргументите в полза на технологията EPON се засилват от фокуса на Интернет единствено върху IP протокола и Ethernet стандартите.

GPON

Архитектурата на мрежата за достъп GPON (Gigabit PON) може да се разглежда като органично продължение на технологията APON. В същото време се реализира както увеличаване на честотната лента на PON мрежата, така и повишаване на ефективността на предаване на различни мултисервизни приложения. GPON стандарт ITU-T Rec. G.984.3 GPON беше приет през октомври 2003 г.
GPON осигурява мащабируема структура на рамката при скорости на предаване от 622 Mbps до 2,5 Gbps, поддържа както симетрични, така и асиметрични битрейтове в PON дървото за низходящ и възходящ поток и се основава на стандарта ITU-T G.704.1 GFP (генеричен протокол за кадриране), осигуряване на капсулиране в синхронен транспортен протокол на всеки тип услуга (включително TDM). Проучванията показват, че дори в най-лошия случай на разпределение на трафика и колебания в потока, използването на честотната лента е 93% в сравнение със 71% в APON, да не говорим за EPON.
Ако в SDH разделянето на честотната лента се извършва статично, тогава GFP (генеричен протокол за кадриране), като запазва структурата на SDH рамката, позволява динамично разпределение на лентата.

сравнение на APON, EPON, GPON технологии

Таблицата предоставя сравнителен анализ на тези три технологии.

Бележки:
1 – разглежда се в проекта.
2 – стандартът позволява разширяване на мрежата до 128 ONT.
3 – разрешено е предаване в права и обратна посока при една и съща дължина на вълната.
4 – извършва се на по-високи нива.

повече за APON

А сега – малко чисто технически подробности за това как работят PON мрежите. Като пример е взет сортът APON.
Взаимодействието на абонатния възел с централния започва с установяването на връзка. След което данните се прехвърлят. Всичко това се извършва по протокола APON MAC. По време на процеса на установяване на връзка се стартира процедура за класиране, която включва: класиране на разстояние, класиране на мощност и синхронизация. Централният възел, като диригент, осигурява координираната работа на всички абонатни възли - членове на оркестъра.

APON MAC - протокол за взаимодействие между централния възел и абоната

MAC протоколът за системи за достъп APON решава три проблема:
- елиминиране на колизиите между предаванията в обратния поток;
- ясно, ефективно, динамично разделяне на обратната лента;
- Поддържане на възможно най-доброто договаряне за транспортиране на инициирани от крайния потребител приложения.
Протоколът APON MAC се основава на механизъм за заявка/грант. Основната идея е да изпращате заявки от ONT до необходимия обхват. Въз основа на знания за това как се зарежда обратният поток и какви услуги са предварително присвоени на определен ONT, OLT взема решение за обработка на тези заявки.

процедури за класиране

Инициализацията на мрежата PON се основава на три процедури: определяне на разстояния от OLT до различни ONT (дистанционен диапазон); синхронизиране на всички ONTs (часовник); и определяне, при получаване в OLT, на интензитетите на оптичните сигнали от различни ONTs (обхват на мощността).

класиране по разстояние

Диапазон на разстояние - определяне на забавянето във времето, свързано с премахването на ONT от OLT - се извършва на етапа на регистрация на абонатни възли и е необходимо, за да се осигури транспорт без сблъсъци и да се създаде унифицирана синхронизация в обратния поток.
Първо мрежовият администратор въвежда данни за новия ONT в OLT, т.е сериен номер, параметри на услугите, предоставяни от ОНТ. След това, след физическо свързване на този абонатен възел към PON мрежата и включване на захранването му, централният възел започва процеса на класиране. Класирането с ONT, което е регистрирано в OLT регистъра, се извършва всеки път, когато ONT е включено. Когато захранването се изключи и включи на OLT, обхватът се извършва с всички регистрирани ONT.
OLT, изпращайки сигнал до класирания ONT, слуша отговора от него и въз основа на това изчислява времевото забавяне на двойното пътуване RTT (време за двупосочно пътуване), след което предава изчислената стойност на ONT в потока напред . Въз основа на това абонатният възел на ONT въвежда подходящо забавяне, което предшества началото на изпращането на рамката в обратния поток. Абонатните възли, разположени на различни разстояния, ще въведат различни забавяния. В този случай сумата от въведеното хардуерно забавяне и забавянето на разпространението на светлинния сигнал по оптичния път от ONT до OLT ще бъде еднаква за всички абонатни възли.
Като вземем предвид факта, че разстоянията OLT-ONT могат да варират в широки граници (стандартът G.983.1 определя обхвата 0-20 km), нека оценим възможните вариации на забавянето. Ако вземем предвид, че скоростта на светлината във влакно е 2*105 km/s, тогава увеличаването на разстоянието OLT-ONT с 1 km ще съответства на увеличаване на времето на забавяне на двоен път с 10 μs. А за разстояние от 20 км RTT ще бъде 0,2 ms. Всъщност това е минималното теоретично време, необходимо на OLT да извърши класиране с един ONT. Класирането по разстояние на по-голям брой абонатни възли се извършва последователно и изисква пропорционално увеличение на общото време за класиране. През това време обратният поток не може да се използва за предаване на данни от други ONT.
След завършване на класирането на разстоянието, OLT, въз основа на предписаните услуги за всеки ONT и използвайки MAC протокола, решава кой абонатен възел да предава във всеки конкретен времеви слот.
Обърнете внимание, че общото забавяне при изпращане на кадър към обратния поток се въвежда не само от крайното време на разпространение на сигнала по влакното, но и от OLT и ONT електронните елементи. Забавянето от страна на последното може да претърпи леко отклонение, например поради колебания в температурата на оборудването. Следователно, на етапа на предаване на данни, OLT информира ONT за малки корекции на забавянето, въведено в обратния поток - микро обхват. В резултат на това точността, с която се стабилизират изпратените рамки от различни ONT, е 2–3 бита.

класиране по мощност

Диапазон на мощността - промяна на прага на дискриминация на фотодетектора, за да се увеличи чувствителността на фотодетектора или да се избегне нежеланото му насищане. Тъй като ONT са разположени на различни разстояния от OLT, загубите на вмъкване в оптичните сигнали, разпространяващи се през PON дървото, ще бъдат различни. Това може да доведе до неизправност на фотодетекторите поради слаб сигнал или поради претоварване.
Има два възможни изхода от тази ситуация - или регулиране на мощността на ONT предавателите, или регулиране на прага на реакция на фотодетектора OLT. Вторият вариант беше избран като по-надежден.
Прагът на OLT фотодетектора се коригира всеки път, когато се получи нов ATM пакет от обратния поток на преамбюла въз основа на измерването на интегралната мощност в преамбюла на пакета.
Регулиране на мощността също е необходимо за всички ONT. Това се прави по подобен начин, но само веднъж преди синхронизирането на приемника за работа със синхронния TDM поток от OLT. След това интегрираната мощност на ONT непрекъснато се изчислява и прагът на дискриминация на фотодетектора се регулира плавно.

синхронизация

Необходима е синхронизация или фазов обхват както за предния, така и за обратния поток.
Абонатните възли на ONT се синхронизират в началото на тяхната инициализация и след това поддържат синхронизация през цялото време, настройвайки се към непрекъснат TDM трафик от OLT и извършвайки това, което обикновено се нарича синхронно приемане на данни.
Напротив, централният OLT възел се синхронизира всеки път според преамбюла на новопристигнал ATM пакет. Познаването на забавянето във времето, изчислено на етапа на класиране на разстоянието от страна на ONT, който е изпратил този пакет, не е достатъчно тук - изисква се по-голяма точност. Методът за получаване на данни със синхронизация на преамбюла обикновено се нарича асинхронен. Синхронизирането на преамбюла е подобно на решението в десетмегабитовата Ethernet технология с размер на преамбюла от 64 бита (8 байта). Въпреки това запазването на същия размер на преамбюла за сравнително малък ATM пакет (в посока нагоре) би било огромно неефективно използване на честотната лента. За технологията APON е разработена нова техника за синхронизация, базирана на метода CPA (clock phase alignment), която позволява да се извърши необходимата синхронизация след получаване само на три бита! Избран е по-големият размер на преамбюла на ATM пакета нагоре по веригата, тъй като преамбюлът също така служи за осигуряване на процедура за класиране на мощността.

APON рамкова структура за преден и обратен поток

За да управлява механизма за заявка/грант, FSAN е дефинирал структура на APON рамка за предния и обратния поток. Този формат е стандартизиран от ITU-T в препоръка G.983.1. На фиг. Фигура 6 показва формата на рамката APON за режим на симетричен трафик 155/155Mbit/s. Рамката надолу по веригата се състои от 56 ATM клетки от 53 байта. Рамката нагоре се състои от 52 ATM пакета от 56 байта всеки и един MBS слот с обща дължина също 56 байта, обсъдени по-долу.

Ориз. 6. Формат на рамката ITU G.983 - структура на рамката на потока в права и обратна посока.

директен поток

Разрешенията за предаване се изпращат в пакети в специални клетки за обслужване на ATM - две на рамка, които се наричат клетки PLOAM (операция и поддръжка на физическия слой). Те следват строго редовно, редувайки се с 27 клетки с данни. Една PLOAM клетка съдържа 26 разрешения за ONT, всяко за предаване само на един (!) ATM пакет. Останалите 54 клетки в предния кадър носят данни и не се използват за механизма за заявка/разрешение.

обратен поток

Обратният поток представлява колекция от пакети данни от различни ONT. Абонатният възел може да предава данни само след като получи съответното разрешение, прочетено от PLOAM клетката. Пакетите данни от ONT към APON се предават в ATM пакети. Единствената разлика между ATM пакет и клетка е, че пакетът има допълнителен 3-байтов преамбюл. Така дължината на ATM пакет е 56 байта. Преамбюлът не е необходим за клетки в предния поток поради режима на синхронно приемане на данни, както беше обсъдено по-горе. Първите два бита от преамбюла не съдържат оптичен сигнал, който е достатъчен, за да елиминира припокриването на пакети от различни ONT - леки колебания в забавянето по време на разпространението на сигнала са неизбежни в линията.
Ако вземем предвид, че се изисква разрешение за предаване за всеки ATM пакет, тогава общият брой разрешения, записани в PLOAM клетки за дълъг период от време, трябва да съответства на броя ATM пакети, излъчени от всички ONT през това време. Защо PLOAM отговаря на 26 разрешителни? Две PLOAM клетки могат да дадат разрешение за предаване на 52 ATM пакета, същия брой, колкото има в ATM рамката нагоре.

MBS слот

Слотът MBS (multi burst slot) в обратния поток е сервизен слот. Той информира OLT за естеството на заявките за предаване от ONT. Този слот има 8 подполета или минислота, съответстващи на различни ONT (фиг. 7). Ако системата PON е проектирана за 32 абонатни възела, тогава всичките 32 ONT ще могат да предават своята информация за заявки за предаване само след четири последователно предадени MBS слота, което представлява цикъл. В 64 ONT система един цикъл се състои от осем MBS слота. Предаването на един кадър със скорост 155 Mbit/s продължава 0,15 ms. Ще отнеме 0,6 ms за предаване на целия цикъл с 32 ONT.С други думи, с честота от 0,6 ms, ONT изпраща заявки за услуга относно намерението за предаване. ONT изпраща заявка, когато в неговия изходен буфер е формирана опашка за предаване. Тъй като ONT ще може да предава само след получаване на разрешение в PLOAM клетката, за да оцените максималното време от момента, в който опашката е подготвена в буфера до началото на предаването, трябва да добавите забавяне при двойно RTT изпълнение до време на цикъл от 0,6 ms (за мрежа с радиус 20 km RTT е 0,2 ms), което води до 0,8 ms. Към тази стойност могат да се добавят хардуерни забавяния на OLT и ONT.

Ориз. 7. Структура на MBS слота.

Минислотът се състои от 4 полета: преамбюл (3 байта), подобен на преамбюла в ATM пакет; две полета ABR/GFR и VBR, дълги 8 и 16 бита, съответстващи на два вида заявки за честотна лента; CRC полета за контролна сума (8 бита).

надеждност и резервност в APON

Слабостта на системите за достъп APON с проста дървовидна топология е липсата на излишък. Най-лошият сценарий в този случай би бил влакното, минаващо от OLT до най-близкия сплитер (фидерно влакно), да бъде повредено. Целият сегмент, свързан чрез това влакно, губи връзка - десетки абонатни възли, стотици абонати остават без мрежа. Средното време за ремонт (MTTR) може да варира в широки граници от няколко дни до няколко седмици в зависимост от оператора. В този случай на повреда на единично влакно, недостатъкът на PON мрежата в сравнение с SDH пръстеновидната топология е най-ясно демонстриран.
Ето защо още в първата препоръка на G.983.1 в Приложение IV беше обсъден въпросът за изграждането на сигурни APON системи. Поради спецификата на топологията на PON, тази задача не е толкова проста, колкото при пръстеновидните SDH топологии, тъй като лентата на обратния поток в PON е обща и се формира от много абонатни възли. Препоръките на G.983.1 предлагат изучаване на четири различни топологии. Само две от тях бяха окончателно избрани за разработване в по-късната препоръка G.983.5.
На фиг. 8-10 показва основните варианти на конструкцията резервни системи PON. Първото решение (фиг. 8) осигурява частично резервиране от централния възел. За да се приложи това решение, е необходим сплитер 2xN. Централният възел е оборудван с два оптични модула LT-1 и LT-2, в които са терминирани две влакна. В нормален режим, при липса на повреда на влакната, основният канал е активен и през него се организира дуплексно предаване. Резервен канал - неактивен - лазерният диод на LT-2 е изключен. Фотодетекторът на LT-2 може да слуша обратния поток. Ако влакното на главния канал, идващо от централния възел, е повредено, трансивърната система LT-2 се активира автоматично и модулът за мултиплексиране, превключване и кръстосано свързване на OLT превключва към него, осигурявайки транспорт от опорните интерфейси. За да се увеличи надеждността, препоръчително е да се вземат захранващи влакна от различни, физически разделени оптични кабели.

Ориз. 8. Защитена PON топология. Частично резервиране от централния възел.

Частичното резервиране от страна на абонатния възел (фиг. 9) позволява да се повиши надеждността на абонатния възел. В този случай са необходими два оптични модула LT-1 и LT-2 на абонатен възел. Превключването към резервния канал е подобно на предишната опция. Когато резервирате абонатни възли, не е необходимо да свързвате всички абонатни възли чрез резервния поток. Разликата в цената на абонатните възли с резервиране (два модула LT-1 и LT-2) и без него (един LT модул) позволява диференцирано предлагане на услуги на различни категории абонати.

Ориз. 9. Защитена PON топология. Частично резервиране от страна на абонатния възел.

На фиг. Фигура 10 показва вариант с пълно резервиране на PON системата. Системата става устойчива както на повреда на OLT и ONT приемно-предавателното оборудване, така и на повреда на който и да е участък от оптичната кабелна система. Информационните потоци на ONT се генерират едновременно от двата възела LT-1 и LT-2 и се предават на два паралелни обратни потока. В OLT само една версия на двете копия на сигналите се предава по-надолу по гръбнака. Дублирането на трафик се случва по същия начин в предния поток. Ако интерфейсите на влакното или трансивъра са повредени, превключването към резервния поток ще бъде много бързо и няма да доведе до прекъсване на комуникацията.

Ориз. 10. Защитена PON топология. Пълна резервация.

Първото решение, в допълнение към предоставянето само на частично резервиране, изисква дълго време за преконфигуриране, когато влакното е повредено. Основният принос за забавянето идва от нагряването на лазера на OLT (LT-2) и извършването на процедурата за определяне на разстоянието. Практически е трудно да не надвишава 50 ms, едно от изискванията, формулирани в препоръка G.983.5.
Заключение. За разглежданите конфигурации, предложени от ITU-T, почти само напълно резервирано решение удовлетворява всички изисквания и изглежда най-привлекателно.

Петренко И.И., Убайдулаев Р.Р., д-р, телеком транспорт.

Или Gigabit PON започна да се прилага сравнително наскоро. Нека да разберем какви са предпоставките за появата на технологията GPON, какви перспективи има, както и да я сравним с конкурентни технологии - PON и GEPON.

През 2014 г. ще се навършат 45 години от първата компютърна комуникационна сесия, проведена в Съединените щати на разстояние около 640 км. Това събитие се счита за началото на раждането на Интернет. Предхождаща истина World Wide WebМрежата ARPANET по това време е била достъпна за много тесен кръг от хора и организации. Свързването с него за щастливи „аутсайдери“, които имат компютри, стана възможно едва през 1991 г. Едва появата на уеб браузъра NCSA Mosaic през 1993 г. създаде предпоставката за експлозивния растеж на глобалната интернет аудитория. Така че историята на „масовия интернет“ към 2013 г. е само на 20 години.

През първото десетилетие на развитие глобална мрежаСред потребителите, които обърнаха внимание на такъв показател като „пропускателна способност на комуникационния канал (скорост на предаване на данни в битове)“ или свързаната с него характеристика „широчина на честотната лента“, имаше „няколко“ хора, запознати с теоретичните основи на радиотехниката. И днес всички говорят за „скорости на интернет“. И всеки иска да има на свое разположение „високоскоростен интернет“.

Защо високоскоростен? И къде е границата, от която достъпът до интернет може да се счита за „високоскоростен“?

Масовият потребител свързва скоростта на интернет преди всичко с времевите интервали за изтегляне на „тежко“ видео, музика и графични файлове, чийто брой в Интернет расте експоненциално, а самите те се „увеличават“. Корпоративните потребители на онлайн услуги (а напоследък и облачни услуги) се нуждаят от висока скорост на отговор на заявки в системите за управление на бизнеса, които използват.

Това означава, че високоскоростният интернет е спешна нужда, а не каприз (както за „потребителите“, така и за компаниите). „Границата“, от която започва високоскоростният интернет, днес, според експерти, е на ниво 10 Mb/s.

"Оптика" измества "мед"

Световната компютърна мрежа започна да се развива въз основа на съществуващите телефонни линииизползване на xDSL технологии. Най-„модерната“ версия на тази „медна“ фамилия - модемната технология ADSL2+ осигурява скорост на входящ поток от 24 Mb/s (изходящ - 1,2 Mb/s). В момента той е безспорен лидер по брой връзки във всички страни по света. Въпреки това „медните“ комуникационни линии, положени преди десетилетия, остаряват както физически, така и морално и постепенно се заменят от оптични мрежи FTTx, чието използване позволява да се увеличи скоростта на обмен на информация в Интернет с два порядъка величина. А в близко бъдеще – още повече.

През последните пет години процесът на замяна на медни кабелни трасета с оптични се увеличава и според анализаторите след още пет години съотношението „оптика/мед“ в телекомуникациите ще се промени радикално в полза на „оптика“.

Архитектурата FTTx (Fiber to the x) е част от оптична комуникационна линия, свързана от едната страна към OLT (Optical Line Terminal) приемо-предавателна станция, инсталирана при оператора, а от другата към абонатните приемо-предавателни модули - ONT (Оптичен мрежа терминал)или ONU (Оптичен мрежа Мерна единица).

ONT е терминал за лична употреба (наричан още оптичен модем), инсталиран в апартамент. ONU - предназначен за монтаж в разпределителен шкаф на жилищна сграда и има няколко порта за свързване на компютри, телевизори, телефони, разположени в съседни апартаменти.

ONT и ONU преобразуват оптичните сигнали, получени от OLT, в електрически сигнали (изпратени например до компютри, телевизори, телефони) и също така извършват обратното преобразуване на електрическите сигнали, получени от потребителските терминали, в оптични сигнали, които се изпращат до OLT.

Ако сплитери (сплитери на пасивни сигнали, идващи от OLT) се въведат в секция на оптична линия и ONT са свързани към техните изходи, тогава такъв преход от структура с едно влакно FTTx към структура на дърво ще доведе до образуването на пасивна оптична мрежа - PON(Пасивна оптична мрежа).

Работата на PON е да организира множествен достъп през едно оптично влакно чрез мултиплексиран достъп с разделяне по време (TDMA) и честотно разделяне на пътищата за приемане и предаване ( Дължина на вълната-Разделение мултиплексиране- WDM). Мултиплексорите WDM, работещи като част от OLT и ONT, отделят предни (входящи) и обратни (изходящи) сигнали, излъчвани на различни дължини на вълната (права - 1,49 микрона, обратна - 1,31 микрона). Към тези потоци може да се добави кабелен телевизионен сигнал, предаван при дължина на вълната 1,55 микрона.

Първите семена на технологията PON се появиха преди около 15 години и оттогава Международният съюз по телекомуникации (ITU) пусна пет стандарта за предаване на данни по оптично влакно. Активното оборудване, произведено в съответствие с изискванията на тези стандарти, осигурява скорости от 155 Mb/s до 2488 Mb/s. Характеристиките на тези стандарти ще бъдат разгледани по-долу, но засега подчертаваме, че предимствата, общи за всички видове PON технологии, са възможността за лесно разширяване на абонатната база, нейната поддръжка и модернизация, както и ниските (в сравнение с „медните“) технологии) оперативни разходи.

GPON: движещата сила зад стандарта

Първият стандарт от фамилията PON - APON (ATM PON) е одобрен от МОН в края на 1998 г., а на следващата година американски и японски телекомуникационни оператори започват да изграждат пасивни оптични линии. Предаването на данни съгласно този стандарт се извършва на базата на протокола ATM, който описва метод за превключване и мултиплексиране, базиран на предаване на данни под формата на клетки с фиксиран размер (АТМ клетки). Скорост на трансфер на данни - 155 Mb/s.

Въвеждането на нови технологии в APON, по-специално динамично разпределяне на честотната лента в зависимост от приложенията, поддръжка за SDH, FE, GE, SDI PAL, El, E/FE и телефонни протоколи, предостави допълнителна функционалност в областта на гласовото излъчване, различни видео съдържание и телевизионно излъчване (първата поява на трета дължина на вълната в PON). Това доведе до одобрението на “дъщерния” стандарт на APON - BPON (Broadband PON). В същото време скоростта на трансфер на данни се увеличи до 622 Mb/s.

Следващата „брънка във веригата“ APON - BPON беше стандартът GPON ( Гигабитспособен Пасивен Оптичен мрежа), чието внедряване гарантира, че мрежата работи както в симетричен, така и в асиметричен режим. Най-често се използва вторият режим, при който скоростта на трансфер на данни в прав поток достига 2.488 Gb/s, а в обратен поток - 1.244 Gb/s (обикновено тези числа се закръглят и се говори за 2.5 Gb/s и 1.25 Gb /с).

Обикновено домашният компютър е свързан към оптичен модем (ONT) на GPON мрежа чрез кабел с усукана двойка или безжична връзка (Wi-Fi). ONT също има портове за свързване на телевизор и VoIP телефон.

Основният протокол в технологията GPON се превърна в GFP (Generic Framing Protocol), въпреки че се използват и препоръки за TDMA, SDH, Ethernet и ATM.

Паралелно с усъвършенстването на PON технологиите в света протича развитието на оптичните Ethernet мрежи и постиженията на този комуникационен „клон“ в областта на високоскоростното предаване на данни се използват в стандарта EPON (Ethernet PON), който е разработен въз основа на протокола MPCP (Multi-Point Control Protocol), управляващ множество възли. И неговата подобрена версия - ГЕПОН(Gigabit EPON) по своите характеристики и възможности днес е на второ място след безспорния лидер на PON технологиите - GPON.

Какво „грабва окото“ в горния мини-преглед на технологиите, използвани в пасивните оптични мрежи? - Фактът, че разликите в тяхната функционалност се дължат главно на това кои протоколи за пренос на данни формират основата на стандартите.

GPON и GEPON: проста аритметика

Ако са известни цифрови показатели (или дори описания), които изразяват някакви характеристики на обектите, които трябва да бъдат сравнени, тогава такова сравнение е доста лесно да се направи чрез поставяне на съответните числа в ред или колона. И веднага ще стане ясно „кой от кого е по-добър“. Нека направим това сравнение между GPON и GEPON.

И така, скоростта на предаване напред на GPON е 2,5 Gb/s, а тази на GEPON е 1,25 Gb/s.

Максималният брой абонатни възли на влакно за GPON е 64, а за GEPON - 16, което води до по-ниска цена на порт на абонат в оптичния терминал на оператора, произведен по стандарта GPON, и значително по-ниска консумация на енергия от оборудването на станцията от при използване на операторско оборудване стандарт GEPON.

Използването на честотната лента с помощта на технологията GPON е не по-малко от 93%, а използването на технологията GEPON е не повече от 60%. Тази разлика се дължи на факта, че активното GPON оборудване използва GEM (GTC Encapsulation Method) технология за фрагментиране на кадрите, което повишава ефективността на използването на честотната лента. Технологията GEPON не разполага с такъв инструмент.

Това е цялата „проста аритметика“, която обяснява популярността на GPON.

GPON: кабели за домашно окабеляване

GPON мрежата се състои от магистрални и разпределителни линии. Дължината на опорните маршрути на GPON в момента достига 20 км (през следващите години разработчиците на технологията GPON обещават да увеличат максималната дължина на опорните оптични влакна до 60 км). Полагат се основните участъци (повече за полагане на оптичен кабел) използвайки традиционни методи за въздушно или подземно полагане на оптични кабели със защитна обвивка, което гарантира издръжливостта на кабелната линия при условия на висока влажност и температурни промени.

За GPON разпределителна инфраструктура, създадена например в жилищна сграда, се използват кабели за падане и щранг. Характеристика на "етажните" падащи кабели, предназначени за разклоняване на оптична линия от въздушен разпределителен кабел, е възможността за "гъвкаво" трасиране с малки радиуси на огъване, осигурени от техния дизайн.

Щранговите кабели, използвани за вертикално междуетажно окабеляване, съдържат 6-12 оптични влакна, които лесно се полагат в касети и тяхното заваряване изисква значително по-малко време, отколкото при заваряване на оптични влакнадруги видове кабели.

GPON: скоростта на еволюцията се ускорява

Предимствата на стандарта GPON в сравнение с други видове PON технологии са неоспорими от одобрението му през 2003 г. Въпреки това до 2010 г. в Русия е имало само 80 хиляди широколентови потребители, базирани на GPON, според J’son & Partners Consulting. Основната бариера за по-голям растеж, както почти винаги се случва при навлизане на продукт на пазара, беше високата цена на активното оптично оборудване. През последните няколко години цените на приемо-предавателните станции и абонатните оптични модеми намаляха значително, поради което до началото на 2017 г. (според анализатори на същата компания) броят на руските потребители на GPON ще се доближи до 6 милиона, т.е. ще се увеличи почти 75 пъти през следващите седем години!

През 2014 г. ще се навършат 45 години от първата компютърна комуникационна сесия, проведена в Съединените щати на разстояние около 640 км. Това събитие се счита за началото на раждането на Интернет. Вярно е, че мрежата ARPANET, която предшества World Wide Web, по това време е била достъпна за много тесен кръг от хора и организации. Свързването с него за щастливи „аутсайдери“, които имат компютри, стана възможно едва през 1991 г. Едва появата на уеб браузъра NCSA Mosaic през 1993 г. създаде предпоставката за експлозивния растеж на глобалната интернет аудитория. Така че историята на „масовия интернет“ към 2013 г. е само на 20 години.

През първото десетилетие от развитието на глобалната мрежа сред потребителите, които обърнаха внимание на такъв показател като „капацитет на комуникационния канал (скорост на предаване на данни в битове)“ или свързаната с него характеристика „широчина на честотната лента“, имаше „няколко“ души запознати с теоретичните основи на радиотехниката. И днес всички говорят за „скорости на интернет“. И всеки иска да има на свое разположение „високоскоростен интернет“.

Масовият потребител свързва скоростта на интернет преди всичко с времевите интервали за изтегляне на „тежки“ видео, музикални и графични файлове, чийто брой в интернет нараства експоненциално, а самите те стават „по-големи“. Корпоративните потребители на онлайн услуги (а напоследък и облачни услуги) се нуждаят от висока скорост на отговор на заявки в системите за управление на бизнеса, които използват.

"Оптика" измества "мед"

Световната компютърна мрежа започва да се развива на базата на съществуващи телефонни линии, използващи xDSL технологии. Най-„модерната“ версия на тази „медна“ фамилия - модемната технология ADSL2+ осигурява скорост на входящ поток от 24 Mb/s (изходящ - 1,2 Mb/s). В момента той е безспорен лидер по брой връзки във всички страни по света. Въпреки това „медните“ комуникационни линии, положени преди десетилетия, остаряват както физически, така и морално и постепенно се заменят от оптични мрежи FTTx, чието използване позволява да се увеличи скоростта на обмен на информация в Интернет с два порядъка величина. А в близко бъдеще – още повече.

GPON: движещата сила зад стандарта

GPON и GEPON: проста аритметика

И така, скоростта на предаване напред на GPON е 2,5 Gb/s, а тази на GEPON е 1,25 Gb/s.

Това е цялата „проста аритметика“, която обяснява популярността на GPON.

GPON: кабели за домашно окабеляване

GPON: скоростта на еволюцията се ускорява

PON - какво е това?

PON- това всъщност е технология за абонатен множествен достъп през едно влакно, използвайки времево мултиплексиране (TDM) и честотно разделяне на каналите за приемане/предаване (WDM). PON- от съкр. Passive Optical Network, което се превежда като пасивна оптична мрежа.

Какъв е принципът на работа на PON мрежата?

Всички абонати на мрежата PONсвързан към оборудването на доставчика чрез 1 влакно. Предаването и приемането се извършват при различни дължини на вълната. За да се гарантира, че абонатните сигнали няма да се смесват във влакното, на всяко отделно абонатно устройство винаги се разпределя определен интервал от време, през който може да предава сигнал.

Какви са предимствата на PON пред FTTx?

PON технологияима следните предимства:

Активното оборудване се използва минимално;
Кабелната инфраструктура е сведена до минимум;
Разходите за поддръжка се считат за ниски;
Има възможност за интеграция с кабелна телевизия;
Отлична скалируемост;
Абонатните портове имат висока плътност.

Каква скорост на трансфер на информация се поддържа от технологията PON?

Предложено GEPON технологиявсъщност работи със скорост от 1,25 G, но в същото време 0,25 G са излишни данни, използвани за кодиране на канала. Оказва се, че реалната скорост ще е 1G.

Какъв вид оборудване е необходимо за създаване на PON мрежа?

OLT(от съкр. Optical Line Terminal) - L2 комутатор, оборудван с Uplink портове (за свързване към L3 комутатора), след това - Downlink портове (за създаване на мрежа PON). Например, OLT BDCOM P3310има 2 оптични, 2 медни и 2 „комбо“ 1G Uplink порта и накрая 4 оптични 1G Downlink порта.

ONU(от съкр. Optical Network Unit) е отличен VLAN комутатор с компактен размер. Стандартен ONUоборудван с 1 оптичен 1G порт (Uplink) и един 1G или 4 0.1G медни порта (Downlink). Има модели ONUс 8, 16 и 24 порта и модел с CATV приемник.

сплитер (сплитер)е устройство, което работи в режим на сплитер в посока “доставчик-клиент” и в режим на смесване в обратна посока.

SFP OLT модул- е специален трансивър за PON мрежи. Важна разлика от стандартните SFP модули е по-голямата мощност и кодиране на каналите.

Как се създава PON мрежа?

PON мрежа, като правило, е топология на дърво или топология на „шина“. Финал ONU абонатни устройствасвържете към порта OLT- и през сплитери(до 1-ви порт OLT- възможно е да свържете не повече от 64 ONU). От това следва, че за създаване на основна мрежа PON 1 е необходим за 64 абоната OLT, след това 1 модул SFP OLT, 64 ONUи накрая, няколко сплитери(броят на последните зависи от вида на топологията).

Какво разстояние поддържа PON мрежата?

SFP OLT модулиподдържа работа на разстояние от 120 км (тип мрежа от точка до точка), но тъй като традиционно мрежата PONима дървовидна структура (точка-много точки), след това максималното работно разстояние PON, поради разклонение на оптични сплитери, ще бъде около 20 км.

Колко абоната могат да бъдат свързани към PON мрежата?

По време на изграждането на мрежата PON- добра практика е да използвате такъв ONU- от един абонат. В този случай броят на абонатите ще бъде 256 на един OLT. При желание за ONUима възможност за свързване на Switch. Тогава броят на абонатите е ограничен само от размера на самата таблица с MAC адреси OLT, плюс - ONU. По-долу са дадени размерите на MAC таблиците за OLTи индивидуални ONU: OLT P3310-8192, ONU P1004B-1024, ONU P1501B-64, ONU P1504B-2048.

Каква е разликата между AC, 2-AC, DC и 2-DC OLT?

Буквите DC означават, че работи OLT-необходим е източник на захранване с постоянно напрежение 36-72V. Подобен OLT-s са необходими, когато възникне проблем при организирането на електрическо захранване от 220 V. Като алтернатива се използва дистанционно захранване чрез слаботокови комуникационни линии.

Буквите AC означават това OLTзахранван от традиционна електрическа мрежа 220 V. Маркировката под формата на числото „2“ показва броя на източниците на захранване: това OLT-и има резервен източник на захранване, който се включва моментално след аварийна повреда на първия.

Какви видове сплитери има?

Сами сплитериусловно може да се раздели на броя на щифтовете и технологията на производство. Що се отнася до броя на изходните потоци, има сплитери: x2, x3, x4, x6, x8, x12, x16, x24, x32, x64, x128. По отношение на технологията на производство сплитерите се разделят на заварени и планарни. | Повече ▼ сплитериса разделени по тип конектор: обикновен (SC/UPC) и специален за CATV (SC/APC).

Каква е разликата между заварени и планарни сплитери?

Сплитери, които нарекохме заварени, не са равнораменни, а именно: те не разделят сигнала между изходите равномерно (например 5/95, 10/90 ... 45/55, 50/50). Сплитерипланарни - винаги ще бъдат с еднакви рамена и с по-предсказуемо затихване на всеки изход, защото имат ефективна технология на производство. В допълнение, равнинни сплитери- широколентови и заварени - имат само 3 прозореца на прозрачност (1310, 1490 и 1550 nm).

В какви ситуации се използват заварени сплитери?

В ситуация, когато например е необходимо да се раздели сигнала в 2 посоки, където например разстоянието до едната крайна точка е 2 км, а до другата - 8 км. В този случай е напълно възможно да се използва заварен сплитер 20/80. Сплитеризаварените също се използват за създаване на топология "шина".

Какво би било по-добре: заваряване на сплитери или може би използване на SC конектори?

В такава ситуация получаваме нож с две остриета. Едната страна - заваряването дава затихване 10 пъти по-малко (0,05 dB) от SC връзка (0,5 dB). Другата страна е, че SC конекторите ще осигурят възможност за бързо търсене на повреди в мрежата чрез свързване на измервателни уреди. Можете да намерите компромис: заварете Uplink с помощта на сплитери и свържете Downlink с помощта на SC конектори. Тук нека всеки сам си прецени.

Оптичен бюджет - какво е това?

Тази фраза се разбира като разликата между лазерната мощност на OLT-e и включена чувствителност на получаване ONU.

Възможно ли е да се разклони PON мрежа на 128 ONU? (когато оптичният бюджет го позволява).

Не. Дори ако мощността на сигнала позволява мрежата да бъде разклонена отново, OLTвсе още има ограничение за броя на свързаните ONUна физическо ниво. Свържете повече от 64 ONUвъзможно е, но OLTвсе още ще регистрира само 64 от тях.

Как да предавам през PON -- CATV мрежа?

На страната OLT-трябва да инсталирате CATV предавател и след това CATV усилвател, които работят на дължина на вълната 1550nm. На страната OLT-и е необходимо да се използва CWDM колба при 1550nm. за инжектиране на CATV сигнала във влакното. Всички останали сплитериТрябва да има SC/APC конектори. От страна на абоната може да се инсталира ONUс CATV приемник, или отделен CATV приемник.

Възможно ли е да се използва SFP CWDM 1490nm. модул вместо SFP PON?

Невъзможен. Въпреки че самият CWDM е 1490nm, модулът използва същата дължина на вълната като SFP PON, тези модули имат различни алгоритми за кодиране на канали.

Използвайки PON технологията, каква интернет скорост може да бъде предоставена на абонатите?

Ако абонатите PONдърво (64 абоната) едновременно ще тегли голямо количество информация от Интернет, след което всеки абонат ще има канал от 16 Mbit/s. И ако вземете предвид също, че не всички абонати използват интернет едновременно, а тези, които използват, не консумират максимално ресурса на канала, тогава абонатът може да има дори до 50 Mbit/s, понякога дори повече.

Защо не е приемливо сигналът ONU да бъде по-малък от -26 dBm?

Целият въпрос е, ако на един/няколко ONU- нивото на сигнала ще бъде много слабо (< -26 дБм), то появляется большая вероятность возникновения ошибок в пакетной передаче с таких ONU. В горния случай OLTгуби време за даване ONUвъзможност за повторно изпращане на пакета. Тези повтарящи се заявки намаляват ефективността на пропускателната способност на мрежата.

Какво трябва да се вземе предвид при изчисляване на PON дървото?

Да се изгради правилно PONдърво, трябва да вземете предвид оптичните загуби, произтичащи от пасивното оборудване. На теория, PONще покрива територия с радиус 20 км. Почти всичко зависи от бюджета на загубата на определен клон на дървото. За правилно изчисление е по-добре да се ръководите от най-нерентабилните показатели за затихване, мощност и радиационна чувствителност на предавателите.

Изгорели ли са медните портове в ONU?

PONдървото е създадено върху оптично влакно и съответно не се влияе от гръмотевични бури или смущения. Проблемът възниква само когато един ONU- няколко потребителя са свързани чрез мед, и ONUпоставен на стълб. Такива проблеми се решават чрез включване на буферен ключ, който се използва в случай на смущения. гръмотевичната буря поема удара.

Как можете да определите оптичните характеристики на линия?

За да определите затихването на линията, можете да използвате специални рефлектометри за PON(те са значително по-скъпи от обикновените), или оптични тестери. Когато мрежата вече е изградена, най-простото решение за проверка на нивата на сигнала е използването на специални команди от командния интерфейс OLT-А.

Могат ли 2 ONU да комуникират директно един с друг?

Не мога. Всяка транзакция, включваща обмен на информация между ONUсе случва чрез OLT.

Ще работят ли ONU от други марки с BDCOM P3310 OLT?

Не. ONUс OLT- това е нещо единично и е система за превключване. Препоръчително е да използвате оборудване от един производител (в някои случаи, разбира се, е възможна съвместимост на различни марки).

OLT BDCOM P3310B поддържа - DHCP подслушване (Опция 82)?

Със сигурност. Но за да може Вариант 82 да работи ефективно ONUРазбира се, те трябва да поддържат тази функция. В момента се поддържа само опция 82 ONU P1504Bмодел.

PON мрежата защитена ли е от наводняване?

Използваните TDM и TDMA технологии гарантират защита на мрежата срещу наводняване и излъчване.

Как може да се деактивира PON мрежа?

Освен очевидните методи (рязане на кабела), дърво PONможе да спре да функционира, когато в него се появи постоянно излъчване при 1310 nm. Това, изключително рядко, се случва поради повреда ONUили по вина на нападателите, които свързват 1310nm медиен конвертор към сплитера.

Възможно ли е да се присвои VLAN на всеки от ONU портовете поотделно?

Струва ли си да използвате сплитери за CWDM, DWDM системи?

Със сигурност. Възможни са подобни строителни схеми. Тук трябва да използвате планарни сплитери, защото те са широколентови.

Публикации по темата

Как да отключите телефона си, ако сте забравили своята парола, ПИН код или шаблон

По подразбиране всеки смартфон или таблет, след натискане на бутона за захранване, ви подканва да плъзнете по екрана. Едва след това вие...
Каква е разликата между LAN и WAN портовете и за какво служат?

WAN портът на вашия рутер изгоря ли след гръмотевична буря? Доста често срещан проблем през пролетта и лятото. Въпреки че това може да се случи и без гръмотевична буря. моя...