Teknologi Gpon. Deskripsi teknologi GPON

teknologi GEPON

Materi kali ini akan membahas tentang teknologi dan peralatan penyelenggaraan jaringan optik pasif – Jaringan Optik Pasif, PON. Perbedaan utama antara PON dan saluran komunikasi optik klasik adalah penggunaan peralatan pasif - pemisah optik - untuk agregasi lalu lintas dan kepadatan port yang tinggi.

Bukan rahasia lagi bahwa tuntutan konsumen akan kecepatan penyampaian informasi dari Internet tumbuh secara eksponensial. Saat ini, di kota-kota besar, 10 Mbit/s adalah hal yang lumrah. Alasan untuk proses ini tetap tidak berubah untuk waktu yang lama - transmisi suara dan video, multimedia, televisi (baru-baru ini juga dalam versi definisi tinggi). Namun bitrate terus meningkat.

Sebagian besar biaya proyek penyedia ditanggung oleh infrastruktur kabel. Selain itu, hal ini tidak hanya memperhitungkan biaya kabel, tetapi juga pemasangannya, yang jika dikerjakan pada infrastruktur yang ada, bisa sangat tinggi. Dan tentu saja, saya ingin investasinya bertahan lama, tidak memerlukan pembaruan yang sering, dan memiliki persediaan parameter yang diperlukan dengan baik. Dari sudut pandang ini, saluran komunikasi optik saat ini adalah cara paling produktif dan “berjarak jauh” untuk menyediakan koneksi jaringan antar perangkat. Pada saat yang sama, arsitektur klasik mengasumsikan topologi “point-to-point”, ketika setiap jalur memiliki port khusus di setiap sisinya, dan jika perlu untuk membuat “cabang”, pemasangan peralatan aktif di node Dibutuhkan. Jadi ini paling berhasil digunakan untuk jalur jarak jauh tunggal.

Namun, dalam beberapa situasi, topologi pohon mungkin lebih nyaman, yang menarik dari sudut pandang skalabilitas dan pengurangan panjang keseluruhan kabel yang akan dipasang. PON hanya cocok untuk proyek seperti itu. Di Rusia, jaringan jenis ini muncul cukup lama, lebih dari lima tahun lalu.

Dan pertumbuhan jumlah pengguna yang terhubung serta peluncuran proyek fiber to the home (FTTH) Rusia pertama berdasarkan PON menunjukkan bahwa teknologi tersebut juga telah mengakar di sini.

Struktur jaringan PON

Jaringan PON terdiri dari beberapa elemen - saklar pada node komunikasi, jalur komunikasi dengan splitter pasif pada node jaringan dan modem di sisi pelanggan. Setiap modem menerima semua paket dari switch, dan time frame multiplexing digunakan selama transmisi.

Transmisi data di saluran maju


Transmisi data di saluran mundur

ZyXEL saat ini menawarkan peralatan standar EPON (IEEE 802.3ah), juga disebut GEPON.

Saat ini, peralatan tersebut terlibat dalam beberapa proyek, serta dalam pengujian dengan penyedia di seluruh Rusia. Inilah yang akan kita bicarakan selanjutnya. Perhatikan bahwa standar lain dari jenis jaringan ini berbeda dalam kecepatan dan karakteristik teknis lainnya.

Switch ini memungkinkan Anda untuk menghubungkan hingga 32 atau bahkan 64 pelanggan melalui satu fiber (satu port). Total kecepatan transfer data (yang dibagi antar pelanggan) adalah 1,25 Gbit/s. Pengembangan lebih lanjut EPON di tahun-tahun mendatang juga menawarkan transisi ke kecepatan 10/1 Gigabit/s dan 10/10 Gigabit/s. Tahun depan versi kerja standar 10G EPON diharapkan dapat diadopsi, dan proyek percontohan pertama mungkin dimulai pada tahun 2010.

Dengan penundaan dua hingga tiga tahun, transisi ke kecepatan 10 gigabit dan teknologi GPON direncanakan.

Untuk penerimaan dan transmisi, laser dengan panjang gelombang berbeda digunakan - 1490 nm untuk transmisi dan 1310 untuk penerimaan. Jika perlu, dimungkinkan untuk menambahkan saluran televisi kabel analog (100 atau lebih) ke saluran, yang dimodulasi oleh laser 1550 nm. Tergantung pada desain jaringan spesifik dan peralatan yang digunakan, total panjang saluran bisa mencapai 20 km.


Jaringan multilayanan berdasarkan teknologi GEPON

Kabel diletakkan dari port switch dalam bentuk pohon. Splitter yang dipasang di node sangat bersahaja - tidak memerlukan catu daya, konfigurasi dan manajemen, lemari pemanas, murah dan sangat kompak. Hal ini memungkinkannya untuk ditempatkan, misalnya, di lemari distribusi telepon yang ada.


Pemisah

Perangkat akhir yang paling sederhana adalah konverter serat ke kabel dengan filter alamat MAC bawaan. Saat menggunakan televisi, penerima lain dipasang di modem, dan kabel frekuensi tinggi biasa disalurkan ke TV.

Untuk melindungi informasi, dimungkinkan untuk menggunakan enkripsi (AES128) dari semua paket yang dikirimkan. Teknologi ini tidak memungkinkan komunikasi langsung antara pelanggan individu yang terletak di port sakelar yang sama - data dari satu pelanggan dapat menjangkau pelanggan lain hanya melalui sakelar GEPON, yang meneruskan aliran data hulu pada panjang gelombang 1310 nm ke aliran hilir pada panjang gelombang 1490 nm. Keuntungan tambahan dari sudut pandang keamanan adalah penggunaan peralatan pasif secara eksklusif di jalur tersebut, yang membuat intersepsi menjadi sulit.

Di antara aspek positif PON yang perlu diperhatikan:

  • minimal penggunaan peralatan aktif;
  • meminimalkan infrastruktur kabel;
  • biaya pemeliharaan yang rendah;
  • kemungkinan integrasi dengan televisi kabel;
  • skalabilitas yang baik;
  • kepadatan port pelanggan yang tinggi.

Pada saat yang sama, ketika mempertimbangkan teknologi, perlu untuk mempertimbangkan fitur-fiturnya, terutama dibandingkan dengan jalur point-to-point: bandwidth yang dibagi antara pelanggan, lingkungan umum mungkin tidak cocok untuk klien dari suatu keamanan Dari sudut pandang, pembagi pasif menyulitkan diagnosis saluran optik, pengaruh kesalahan dapat berupa perlengkapan satu pelanggan untuk pekerjaan sisanya, manfaat lebih sedikit jika dijual pada tahap konstruksi.

Peralatan

Lini produk GEPON ZyXEL terdiri dari tiga switch dan tiga modem. Model sakelar kelas bawah memiliki delapan port GEPON dan delapan port Gigabit Ethernet yang sesuai (perhatikan bahwa perangkat Gigabit dengan kecepatan lebih rendah tidak dapat dihubungkan ke port tersebut). Hingga 32 modem dapat dihubungkan ke setiap port optik, sehingga menghasilkan 256 pelanggan per perangkat. Semua konektor terletak di sisi depan perangkat - 8xPON, 8xGigabit, konsol, kontrol dan daya off-jaringan 10/100BaseT. Ada juga tombol reset perangkat di sini. Semua port memiliki seperangkat indikator untuk menentukan status saat ini. Ia memiliki sakelar gigabit L2+ bawaan (peralihan non-pemblokiran dengan throughput 24 Gbit/dtk, kecepatan peralihan bingkai 17,8 juta paket/dtk) dan empat port gabungan 1000Base-T/SFP. Opsi ini dapat digunakan untuk redundansi saluran - ketika dua konektor (SC dan RJ45) dihubungkan secara bersamaan, optik berfungsi, dan jika terjadi kegagalan pada saluran optik, secara otomatis beralih ke tembaga. Catu daya dan port konsol untuk modifikasi ini terletak di panel belakang. Model ini dibuat dalam casing standar 1U dan direkomendasikan untuk digunakan di jaringan yang berkembang pesat. Model yang paling produktif adalah modular. Sasis 4.5U-nya menyediakan ruang hingga enam belas OLC-2301. Setiap modul linier tersebut memiliki port GEPON dan port gabungan 1000Base-T/SFP. Sasisnya juga memiliki modul kontrol dan catu daya redundan ganda. Modul linier bersifat hot-swappable, yang berdampak positif pada kemudahan pemeliharaan jaringan dan keandalan penyediaan layanan. OLT-2300 maksimum dapat mendukung 512 pelanggan. Semua modul optik sakelar dirancang untuk jangkauan pengoperasian 20 km.


OLT-1308

Pembaruan firmware terbaru untuk model OLT-1308/OLT-1308H memungkinkan 64, bukan 32 pelanggan, untuk beroperasi pada satu saluran, sehingga secara signifikan mengurangi biaya satu koneksi. Belum ada opsi seperti itu untuk OLC-2301.


Sasis OLT-2300

Semua switch GEPON mendukung protokol dan mekanisme STP/RSTP untuk memprioritaskan lalu lintas dan mengatur jaringan virtual (termasuk Port Based dan 802.1Q). Efisiensi siaran multicast dipastikan dengan dukungan untuk IGMP v.2, proxy IGMP, pengintaian IGMP, dan MVR. Port RS-232 dan 10/100Base-TX disediakan untuk kontrol. Switch dapat dikonfigurasi melalui antarmuka Web (SSL didukung, hingga lima akun dapat diinstal, contoh tangkapan layar adalah , , ), telnet, SSH, FTP atau port konsol. Nomor port semua layanan dapat diubah. Dimungkinkan untuk membatasi akses berdasarkan alamat IP. Antarmuka web memiliki sistem bantuan bawaan.

Perangkat secara otomatis menemukan semua modem pelanggan yang terhubung dan memungkinkan Anda menetapkan profil tertentu ke modem tersebut. Ini termasuk pengaturan kecepatan, pemfilteran, VLAN, prioritas, dan parameter lainnya. Protokol otentikasi 802.1x dapat digunakan.

Sakelar juga memungkinkan Anda memantau kondisi fisik - suhu, kecepatan kipas, dan voltase diperiksa. Untuk jaringan besar, switch akan mendapatkan keuntungan dari dukungan SNMP dan kompatibilitas dengan sistem manajemen NetAtlas EMS. Selain itu, dimungkinkan untuk menggabungkan perangkat ke dalam cluster untuk manajemen umum.

Saat ini, ZyXEL tidak memiliki model dengan injektor CATV bawaan. Namun, untuk menggabungkan sinyal TV ke saluran optik, Anda dapat menggunakan splitter eksternal dan konverter media koaksial/optik.




ONU-631HA

Model pertama modem pelanggan GEPON adalah . Ini beroperasi dalam mode jembatan, mudah dirawat dan dikontrol secara eksklusif oleh penyedia menggunakan protokol khusus. Bagi pengguna, ia menawarkan port Gigabit Ethernet standar. Ada dua modifikasi modem - dengan indeks -11 dan -12. Yang pertama bekerja pada jarak hingga 10 km, dan yang kedua - hingga 20 km. Casingnya terbuat dari plastik berwarna gelap, terdapat beberapa indikator di panel depan (power, PON, LAN, kecepatan LAN, duplex). Di sisi belakang terdapat dua port jaringan (optik dan tembaga) dan input catu daya (12 V 1,5 A). Model ini diposisikan untuk menghubungkan pelanggan korporat dan perluasan jaringan operator.




ONU-634HA

Model kedua lebih menarik untuk menghubungkan pengguna rumahan - model ini memiliki saklar 4-port yang dikelola secara terpusat dengan VLAN 802.1Q yang mengikat ke port Fast Ethernet. Seperti 631, ini sepenuhnya dikonfigurasi oleh penyedia, sehingga mengurangi biaya pemeliharaan. Sekarang juga ada sampel ONU-634FA - empat port jaringan dan output TV kabel, yang memungkinkan Anda menghubungkan TV biasa secara langsung ke modem GEPON.




ONU-634FA

Harga yang direkomendasikan untuk peralatan GEPON
ModelBiaya ($)Biaya per pelanggan ($)
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 (untuk 512 pelanggan)

Untuk membangun jaringan, Anda juga memerlukan splitter (perkiraan biayanya dari 400 rubel untuk 1x2 hingga 4000 rubel untuk 1x8, ada juga model 1x32), kabel optik mode tunggal (biayanya sama dengan harga UTP kabel: harga kabel fiber mulai dari 7-8 rubel per meter) dan konektor (dari 100.140 rubel per sambungan).

Pengujian peralatan yang dijelaskan sebagai bagian dari sakelar OLT-1308 dan modem ONU-631A dilakukan di lokasi pengujian ZyXEL menggunakan paket pengujian Ixia Chariot. Hasil untuk operasi simultan dari satu, dua dan tiga klien ditunjukkan pada tabel (paket dengan ukuran maksimum, Mbit/s). Modem dihubungkan ke salah satu port switch melalui satu splitter. Terlihat bahwa pada kasus beban maksimum, kecepatan didistribusikan secara merata ke seluruh klien. Kami juga mencatat efisiensi transfer data yang tinggi, termasuk mode operasi beberapa klien - kecepatan totalnya hampir sama dengan kecepatan maksimum yang mungkin.

Secara umum, dapat dicatat bahwa teknologi ini tidak sulit untuk diatur dan dioperasikan serta bekerja sesuai spesifikasi. Kecepatannya sesuai dengan kecepatan yang familiar dari jaringan tembaga gigabit.

kesimpulan

Teknologi GEPON dapat berhasil digunakan untuk mengatur saluran komunikasi optik ke pelanggan dan sangat efektif jika ada pembatasan pada pemasangan kabel dan pemasangan peralatan aktif di saluran tersebut. Efektivitas solusi ini bergantung pada banyak faktor dan tentu saja tidak mungkin untuk mengatakan dengan tegas bahwa ini adalah pilihan terbaik; semuanya ditentukan oleh kebutuhan spesifik pelanggan. Namun, perkiraan yang dibuat memungkinkan kami untuk menyimpulkan bahwa bahkan saat ini, dalam beberapa kasus, biaya menghubungkan pelanggan rumah melalui serat optik mungkin tidak melebihi $500.

Mengenai peralatan yang dijelaskan, ZyXEL saat ini menawarkan rangkaian lengkap perangkat GEPON yang memungkinkan Anda membuat jaringan optik skala apa pun dengan semua sistem kontrol dan teknologi yang diperlukan untuk meningkatkan keandalan.


semua tentang jaringan optik pasif (PON)

Beberapa tahun yang lalu, kami telah menerbitkan pengenalan singkat tentang jaringan optik pasif (PON). Namun, saat itu pasar baru mencermati teknologi yang tergolong muda ini. Instalasi jaringan PON pertama baru muncul di dunia dan jumlahnya masih sedikit. Saat itu belum ada pembicaraan PON datang ke Belarus. Saat ini situasinya telah berubah: PON telah membuktikan dirinya unggul dalam jaringan operator besar di seluruh dunia, dan secara bertahap menyebar ke masyarakat luas, menjadi solusi last-mile yang terjangkau dan menarik bagi penyedia layanan yang lebih kecil juga.
Kemajuan juga terjadi di Belarus - Solo telah mengambil alih peralatan PON produksi Terawave Communications. Yang dengan senang hati saya laporkan pada seminar yang diadakan di Minsk pada tanggal 9 Agustus.
Inilah alasan bagus untuk materi teknis PON yang besar, rinci dan mudah dipahami, pengantar yang sekarang Anda baca :)
Kami akan memberi tahu Anda tentang peralatan di edisi berikutnya, perhatikan bagian perangkat kerasnya.

Arsitektur jaringan PON

Perkembangan Internet, termasuk munculnya layanan komunikasi baru, berkontribusi pada pertumbuhan arus data yang dikirimkan melalui jaringan dan memaksa operator mencari cara untuk meningkatkan kapasitas jaringan transportasi. Saat memilih solusi, Anda perlu mempertimbangkan:
- keragaman kebutuhan pelanggan;
- potensi pengembangan jaringan;
- efisiensi.
Di pasar telekomunikasi yang sedang berkembang, berbahaya jika mengambil keputusan secara terburu-buru dan menunggu keputusan lebih lanjut teknologi modern. Apalagi menurut penulis, teknologi seperti itu sudah muncul - ini adalah teknologi jaringan optik pasif PON (jaringan optik pasif).
Jaringan distribusi akses PON berdasarkan arsitektur pohon kabel serat dengan pemisah optik pasif pada node mungkin merupakan yang paling hemat biaya dan mampu mendukung transmisi broadband dari berbagai aplikasi. Pada saat yang sama, arsitektur PON memiliki efisiensi yang diperlukan dalam meningkatkan node jaringan dan throughput, tergantung pada kebutuhan pelanggan saat ini dan masa depan.
Pembangunan jaringan akses saat ini terutama dilakukan dalam empat arah:
- jaringan berdasarkan pasangan telepon tembaga yang ada dan teknologi xDSL;
- jaringan serat koaksial hibrida (HFC);
- jaringan nirkabel;
- jaringan serat optik.
Menggunakan teknologi xDSL yang terus berkembang adalah cara termudah dan paling murah untuk meningkatkan kapasitas sistem kabel tembaga twisted-pair yang ada. Bagi operator ketika diperlukan untuk memberikan kecepatan hingga 1-2 Mbit/s, jalur ini adalah yang paling ekonomis dan dapat dibenarkan. Namun, kecepatan transmisi hingga puluhan megabit per detik pada sistem kabel yang ada, dengan mempertimbangkan jarak yang jauh (hingga beberapa km) dan kualitas tembaga yang rendah, tampaknya merupakan solusi yang sulit dan cukup mahal.
Solusi tradisional lainnya adalah jaringan hybrid fiber-coaxial (HFC, Hybrid Fiber-Coaxial). Menghubungkan beberapa modem kabel ke satu segmen koaksial mengurangi biaya rata-rata pembangunan infrastruktur jaringan per pelanggan dan menjadikan solusi tersebut menarik. Secara umum, batasan desain pada bandwidth tetap ada.
Jaringan akses nirkabel dapat menjadi menarik jika terdapat kesulitan teknis dalam menggunakan infrastruktur kabel. Komunikasi nirkabel pada dasarnya tidak memiliki alternatif untuk layanan seluler. Dalam beberapa tahun terakhir, seiring dengan solusi tradisional berdasarkan akses radio dan Ethernet optik, teknologi WiFi semakin meluas, memungkinkan total bandwidth hingga 10 Mbit/s dan dalam waktu dekat hingga 50 Mbit/s.
Perlu dicatat bahwa untuk tiga wilayah yang terdaftar, peningkatan lebih lanjut dalam kapasitas jaringan dikaitkan dengan kesulitan besar yang tidak terjadi saat menggunakan media transmisi seperti serat optik.
Jadi, satu-satunya cara untuk memastikan bahwa jaringan mampu menangani aplikasi baru yang memerlukan kecepatan transmisi yang terus meningkat adalah dengan memasang kabel optik dari kantor pusat ke rumah atau klien perusahaan. Ini adalah pendekatan yang sangat radikal. Dan 5 tahun yang lalu itu dianggap sangat mahal. Namun, saat ini, karena penurunan harga komponen optik yang signifikan, pendekatan ini menjadi relevan. Saat ini, meletakkan OK untuk mengatur jaringan akses telah menjadi bermanfaat baik ketika memperbarui jaringan akses lama maupun ketika membangun jaringan akses baru (mil terakhir). Ada banyak pilihan dalam memilih teknologi akses serat optik. Seiring dengan solusi tradisional berdasarkan modem optik, Ethernet optik, dan teknologi Micro SDH, solusi baru yang menggunakan arsitektur jaringan optik pasif PON telah muncul.

topologi dasar jaringan akses optik

Ada empat topologi utama untuk membangun jaringan akses optik: “point-to-point”, “ring”, “tree dengan node aktif”, “tree dengan node pasif”.

titik ke titik (P2P)

Topologi P2P (Gbr. 1) tidak memberikan batasan pada teknologi jaringan yang digunakan. P2P dapat diimplementasikan untuk standar jaringan apa pun, serta untuk solusi non-standar (eksklusif), seperti modem optik. Dari sudut pandang keamanan dan perlindungan informasi yang dikirimkan, koneksi P2P menjamin keamanan maksimum untuk node pelanggan. Karena CC perlu disalurkan secara individual ke pelanggan, pendekatan ini adalah yang paling mahal dan menarik terutama bagi pelanggan besar.

Beras. 1. Topologi titik-ke-titik.

cincin

Topologi ring (Gbr. 2.) berdasarkan SDH telah membuktikan dirinya dengan baik di jaringan telekomunikasi perkotaan. Namun, tidak semuanya baik-baik saja di jaringan akses. Jika pada saat membangun jalan raya kota, lokasi node direncanakan pada tahap desain, maka dalam jaringan akses tidak mungkin diketahui terlebih dahulu di mana, kapan dan berapa banyak node pelanggan yang akan dipasang. Dengan koneksi pengguna teritorial dan sementara yang acak, topologi ring dapat berubah menjadi ring yang sangat rusak dengan banyak cabang; pelanggan baru terhubung dengan memutus ring dan memasukkan segmen tambahan. Dalam praktiknya, loop seperti itu sering kali digabungkan dalam satu kabel, yang menyebabkan munculnya cincin yang lebih mirip garis putus-putus - cincin "runtuh", yang secara signifikan mengurangi keandalan jaringan. Faktanya, keuntungan utama dari topologi ring diminimalkan.


Beras. 2. Topologi dering.

pohon dengan node aktif

Pohon dengan simpul aktif (Gbr. 3.) merupakan solusi ekonomis dalam hal penggunaan serat. Solusi ini sangat cocok dengan kerangka standar Ethernet dengan hierarki kecepatan dari node pusat hingga pelanggan 1000/100/10 Mbit/s (1000Base-LX, 100Base-FX, 10Base-FL). Namun, setiap node pohon harus berisi perangkat aktif (dalam kaitannya dengan jaringan IP, switch atau router). Jaringan akses Ethernet optik, yang sebagian besar menggunakan topologi ini, relatif murah. Kerugian utama adalah adanya perangkat aktif pada node perantara yang memerlukan catu daya individual.


Beras. 3. Topologi “pohon dengan node aktif”.

pohon dengan PON fan-out optik pasif (P2MP)

Solusi berdasarkan arsitektur PON (Gbr. 4.) menggunakan topologi logis point-to-multipoint P2MP (point-to-multipoint), yang merupakan dasar dari teknologi PON; seluruh segmen serat optik dari arsitektur pohon dapat dihubungkan ke satu port dari node pusat, mencakup lusinan pelanggan. Pada saat yang sama, pemisah optik yang kompak dan sepenuhnya pasif dipasang di simpul perantara pohon, yang tidak memerlukan daya atau pemeliharaan.


Beras. 4. Topologi “Pohon dengan percabangan optik pasif”.

Diketahui bahwa PON memungkinkan Anda menghemat infrastruktur kabel dengan mengurangi total panjang serat optik, karena hanya satu serat yang digunakan pada bagian dari node pusat hingga splitter. Kurangnya perhatian diberikan pada sumber penghematan lain - pengurangan jumlah pemancar dan penerima optik di node pusat. Sementara itu, penghematan faktor kedua dalam beberapa kasus ternyata lebih signifikan. Dengan demikian, menurut perkiraan NTT, konfigurasi PON dengan splitter di kantor pusat yang dekat dengan node pusat ternyata lebih ekonomis dibandingkan jaringan point-to-point, meski praktis tidak ada pengurangan panjang jaringan. serat optik! Apalagi jika jarak ke pelanggan tidak jauh (seperti di Jepang), dengan mempertimbangkan biaya operasional (di Jepang ini faktor yang signifikan), ternyata PON dengan splitter di kantor pusat lebih hemat dibandingkan PON dengan splitter. splitter dekat dengan node pelanggan.
Keuntungan arsitektur PON:
- tidak adanya node aktif perantara; penghematan serat;
- penghematan transceiver optik di node pusat;
- kemudahan menghubungkan pelanggan baru dan kemudahan pemeliharaan (koneksi, pemutusan atau kegagalan satu atau lebih node pelanggan tidak mempengaruhi pengoperasian node pelanggan lainnya dengan cara apa pun).
Topologi pohon P2MP memungkinkan Anda mengoptimalkan penempatan splitter optik berdasarkan lokasi sebenarnya pelanggan, biaya pemasangan kabel, dan pengoperasian jaringan kabel.
Kerugiannya termasuk meningkatnya kompleksitas teknologi PON dan kurangnya redundansi dalam topologi pohon paling sederhana.

prinsip operasional PON

Ide utama arsitektur PON adalah penggunaan hanya satu modul transceiver di OLT untuk mengirimkan informasi ke beberapa perangkat pelanggan ONT dan menerima informasi dari mereka. Implementasi prinsip ini ditunjukkan pada Gambar 5.
Jumlah node pelanggan yang terhubung ke satu modul transceiver OLT bisa sebesar anggaran daya dan kecepatan maksimum yang dimungkinkan oleh peralatan transceiver. Untuk mengirimkan aliran informasi dari OLT ke ONT - aliran langsung (hilir), biasanya digunakan panjang gelombang 1550 nm. Sebaliknya, aliran data dari node pelanggan yang berbeda ke node pusat, yang bersama-sama membentuk aliran balik (hilir), ditransmisikan pada panjang gelombang 1310 nm. OLT dan ONT memiliki multiplexer WDM bawaan yang memisahkan aliran keluar dan masuk.


Beras. 5. Elemen dasar arsitektur dan prinsip pengoperasian PON

aliran langsung

Aliran langsung pada tingkat sinyal optik disiarkan. Setiap ONT, membaca bidang alamat, memilih dari aliran umum ini sebagian informasi yang ditujukan hanya untuknya. Faktanya, kita berurusan dengan demultiplexer terdistribusi.

aliran balik

Semua node pelanggan ONT mengirimkan aliran balik pada panjang gelombang yang sama, menggunakan konsep TDMA (akses ganda pembagian waktu). Untuk menghilangkan kemungkinan persilangan sinyal dari ONT yang berbeda, masing-masing ONT memiliki jadwal transmisi data tersendiri, dengan mempertimbangkan penyesuaian penundaan yang terkait dengan penghapusan ONT ini dari OLT. Protokol TDMA MAC memecahkan masalah ini.

standar PON

Langkah pertama dalam teknologi PON diambil pada tahun 1995, ketika sekelompok tujuh perusahaan berpengaruh (British Telecom, France Telecom, Deutsche Telecom, NTT, KPN, Telefonica dan Telecom Italia) membentuk konsorsium untuk mengimplementasikan ide-ide akses ganda. satu serat. . Organisasi informal yang didukung oleh ITU-T ini disebut FSAN (jaringan akses layanan penuh). Banyak anggota baru – baik operator maupun produsen peralatan – bergabung pada akhir tahun 90an. Tujuan FSAN adalah untuk mengembangkan pedoman dan persyaratan umum peralatan PON sehingga produsen dan operator peralatan dapat hidup berdampingan dalam pasar sistem akses PON yang kompetitif. Saat ini FSAN memiliki 40 operator dan produsen dan bekerja sama dengan organisasi standar seperti ITU-T, ETSI dan Forum ATM.

Beberapa standar ITU-T yang mengatur teknologi xPON.

APON/BPON

Pada pertengahan tahun 90an, pandangan yang diterima secara umum adalah bahwa hanya protokol ATM yang mampu menjamin kualitas layanan komunikasi QoS yang dapat diterima antar pelanggan akhir. Oleh karena itu, FSAN yang ingin menyediakan layanan transportasi multilayanan melalui jaringan PON memilih teknologi ATM sebagai basisnya. Hasilnya, pada bulan Oktober 1998, standar ITU-T G.983.1 pertama kali muncul, berdasarkan pengangkutan sel ATM di pohon PON dan disebut APON (ATM PON). Kemudian, selama beberapa tahun, banyak perubahan dan rekomendasi baru muncul di seri G.983.x (x=1–7), kecepatan transmisi meningkat menjadi 622 Mbit/s. Pada bulan Maret 2001, rekomendasi G.983.3 muncul, menambahkan entitas baru ke standar PON:
- transmisi berbagai aplikasi (suara, video, data) - ini sebenarnya memungkinkan produsen untuk menambahkan antarmuka yang sesuai pada OLT untuk menghubungkan ke jaringan tulang punggung dan pada ONT untuk menghubungkan ke pelanggan;
- perluasan jangkauan spektral – membuka kemungkinan untuk layanan tambahan pada panjang gelombang lain di bawah pohon PON yang sama, misalnya menyiarkan televisi pada panjang gelombang ketiga (triple play).
Standar APON yang diperluas dengan cara ini diberi nama BPON (broadband PON).
APON saat ini memungkinkan alokasi bandwidth dinamis (DBA) antara aplikasi berbeda dan ONT berbeda dan dirancang untuk menyediakan layanan broadband dan pita sempit.
Peralatan APON dari berbagai produsen mendukung antarmuka trunk: SDH (STM-1), ATM (STM-1/4), Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, video (SDI PAL), dan antarmuka pelanggan E1 (G.703), Ethernet 10/ 100Base -TX, telepon (FXS).
Karena sifat siaran dari aliran maju di pohon PON dan potensi akses tidak sah ke data oleh ONT yang tidak dimaksudkan untuk data tersebut, APON menyediakan kemampuan untuk meneruskan aliran data menggunakan teknik enkripsi dengan kunci publik. Tidak perlu mengenkripsi aliran balik karena OLT terletak di lokasi operator.

Standar Dasar PON G.983.1

Pada bulan November 2000, LMSC (komite standar LAN/MAN) IEEE membentuk komisi khusus yang disebut “Ethernet in the first mile” (EFM, Ethernet in the first mile) 802.3ah, sehingga mewujudkan keinginan banyak ahli untuk membangun jaringan PON arsitektur yang mirip dengan jaringan Ethernet yang tersebar luas saat ini. Secara paralel, aliansi EFMA (aliansi Ethernet dalam mil pertama) sedang dibentuk, yang dibentuk pada bulan Desember 2001. Faktanya, aliansi EFMA dan komisi EFM saling melengkapi dan bekerja sama dalam standar. Sementara EFM berfokus pada masalah teknis dan pengembangan standar dalam IEEE, EFMA lebih banyak mempelajari aspek industri dan komersial dalam penggunaan teknologi baru. Tujuan dari kerja sama adalah untuk mencapai konsensus antara operator dan produsen peralatan dan berkembang standar IEEE 802.3ah, sepenuhnya kompatibel dengan standar cincin paket tulang punggung IEEE 802.17 yang sedang berkembang.
Komisi EFM 802.3ah harus menstandarkan tiga jenis solusi jaringan akses:
EFMC (tembaga EFM) – solusi point-to-point menggunakan pasangan tembaga bengkok. Sampai saat ini, pengerjaan standar ini hampir selesai. Dari dua alternatif di mana perjuangan utama terjadi - G.SHDSL dan ADSL+ - pilihan dibuat untuk mendukung G.SHDSL.
EFMF (serat EFM) – solusi berdasarkan koneksi serat point-to-point. Di sini perlu untuk menstandarisasi berbagai opsi: “dupleks pada satu serat, pada panjang gelombang yang sama”, “dupleks pada satu serat, pada panjang gelombang berbeda”, “dupleks pada sepasang serat”, opsi baru untuk transceiver optik. Solusi serupa telah ditawarkan oleh sejumlah perusahaan sebagai “kepemilikan” selama beberapa tahun. Sudah waktunya untuk membakukannya.
EFMP (EFM PON) – solusi berdasarkan koneksi point-to-multipoint melalui fiber. Solusi ini, yang pada dasarnya merupakan alternatif dari APON, mendapat nama yang mirip EPON.
Saat ini, pengembangan standar 802.3ah, termasuk EFMP, sedang dalam tahap akhir, dan diharapkan dapat diadopsi pada tahun ini. Argumen yang mendukung teknologi EPON diperkuat oleh fokus Internet hanya pada protokol IP dan standar Ethernet.

GPON

Arsitektur jaringan akses GPON (Gigabit PON) dapat dianggap sebagai kelanjutan organik dari teknologi APON. Pada saat yang sama, peningkatan bandwidth jaringan PON dan peningkatan efisiensi transmisi berbagai aplikasi multilayanan terwujud. Standar GPON ITU-T Rec. G.984.3 GPON diadopsi pada bulan Oktober 2003.
GPON menyediakan struktur bingkai yang dapat diskalakan pada kecepatan transmisi dari 622 Mbps hingga 2,5 Gbps, mendukung kecepatan bit simetris dan asimetris di pohon PON untuk hilir dan hulu dan didasarkan pada standar GFP ITU-T G.704.1 (protokol framing generik), menyediakan enkapsulasi ke dalam protokol transport sinkron dari semua jenis layanan (termasuk TDM). Studi menunjukkan bahwa bahkan dalam kasus terburuk distribusi lalu lintas dan fluktuasi arus, pemanfaatan bandwidth adalah 93% dibandingkan dengan 71% di APON, belum lagi EPON.
Jika di SDH pembagian pita terjadi secara statis, maka GFP (protokol framing generik), dengan tetap mempertahankan struktur bingkai SDH, memungkinkan alokasi pita dinamis.

perbandingan teknologi APON, EPON, GPON

Tabel tersebut memberikan analisis perbandingan ketiga teknologi tersebut.

Catatan:
1 – dibahas dalam proyek.
2 – standar memungkinkan perluasan jaringan hingga 128 ONT.
3 – transmisi diperbolehkan dalam arah maju dan mundur pada panjang gelombang yang sama.
4 – dilakukan pada tingkat yang lebih tinggi.

lebih lanjut tentang APON

Dan sekarang - beberapa spesifikasi teknis tentang cara kerja jaringan PON. Varietas APON diambil sebagai contoh.
Interaksi node pelanggan dengan node pusat dimulai dengan terjalinnya koneksi. Setelah itu data ditransfer. Semua ini dilakukan sesuai dengan protokol APON MAC. Selama proses pembuatan koneksi, prosedur pemeringkatan diluncurkan, yang meliputi: pemeringkatan jarak, pemeringkatan daya, dan sinkronisasi. Node pusat, seperti konduktor, memastikan kerja terkoordinasi dari semua node pelanggan - anggota orkestra.

APON MAC - protokol untuk interaksi antara node pusat dan pelanggan

Protokol MAC untuk sistem akses APON memecahkan tiga masalah:
- penghapusan tabrakan antar transmisi pada arus balik;
- pembagian jalur aliran balik yang jelas, efisien, dan dinamis;
- Mempertahankan negosiasi terbaik untuk pengangkutan aplikasi yang dimulai oleh pengguna akhir.
Protokol APON MAC didasarkan pada mekanisme permintaan/hibah. Ide utamanya adalah mengirimkan permintaan dari ONT ke band yang dibutuhkan. Berdasarkan pengetahuan tentang bagaimana arus balik dimuat, dan layanan apa yang secara apriori ditugaskan ke ONT tertentu, OLT membuat keputusan untuk memproses permintaan ini.

prosedur pemeringkatan

Inisialisasi jaringan PON didasarkan pada tiga prosedur: menentukan jarak dari OLT ke ONT yang berbeda (jarak mulai); sinkronisasi semua ONT (rentang jam); dan menentukan, ketika menerima di OLT, intensitas sinyal optik dari ONT yang berbeda (power range).

peringkat berdasarkan jarak

Rentang jarak - menentukan waktu tunda yang terkait dengan penghapusan ONT dari OLT - dilakukan pada tahap pendaftaran node pelanggan, dan diperlukan untuk memastikan transportasi bebas tabrakan dan menciptakan sinkronisasi terpadu dalam arus balik.
Pertama, administrator jaringan memasukkan data tentang ONT baru ke dalam OLT, itu nomor seri, parameter layanan yang disediakan oleh ONT. Kemudian, setelah secara fisik menghubungkan node pelanggan ini ke jaringan PON dan menyalakan dayanya, node pusat memulai proses pemeringkatan. Pemeringkatan dengan ONT, yang terdaftar di registri OLT, terjadi setiap kali ONT diaktifkan. Ketika daya dimatikan dan dihidupkan pada OLT, rentang terjadi pada semua ONT yang terdaftar.
OLT, mengirimkan sinyal ke ONT yang diberi peringkat, mendengarkan respons darinya dan, berdasarkan ini, menghitung waktu tunda pada RTT perjalanan ganda (waktu pulang pergi), kemudian mengirimkan nilai yang dihitung ke ONT dalam aliran maju . Berdasarkan hal ini, node pelanggan ONT memperkenalkan penundaan yang sesuai, yang mendahului dimulainya pengiriman frame dalam aliran balik. Node pelanggan yang terletak pada jarak berbeda akan menimbulkan penundaan yang berbeda. Dalam hal ini, jumlah penundaan perangkat keras yang diperkenalkan dan penundaan propagasi sinyal cahaya sepanjang jalur optik dari ONT ke OLT akan sama untuk semua node pelanggan.
Mempertimbangkan fakta bahwa jarak OLT-ONT dapat bervariasi dalam batas yang luas (standar G.983.1 mendefinisikan kisaran 0-20 km), mari kita perkirakan kemungkinan variasi penundaan. Jika kita memperhitungkan bahwa kecepatan cahaya dalam serat adalah 2*105 km/s, maka peningkatan jarak OLT-ONT sebesar 1 km akan setara dengan peningkatan waktu tunda pada jalur ganda sebesar 10 μs. Dan untuk jarak 20 km, RTTnya adalah 0,2 ms. Faktanya, ini adalah waktu teoretis minimum yang diperlukan OLT untuk melakukan pemeringkatan dengan satu ONT. Penetapan rentang berdasarkan jarak dari sejumlah besar node pelanggan terjadi secara berurutan dan memerlukan peningkatan proporsional dalam total waktu pemeringkatan. Selama waktu ini, aliran balik tidak dapat digunakan untuk transmisi data oleh ONT lain.
Setelah pemeringkatan jarak selesai, OLT, berdasarkan layanan yang ditentukan untuk setiap ONT dan menggunakan protokol MAC, memutuskan node pelanggan mana yang akan ditransmisikan pada setiap slot waktu tertentu.
Perhatikan bahwa penundaan total saat mengirim frame ke aliran balik disebabkan tidak hanya oleh waktu terbatas propagasi sinyal sepanjang serat, tetapi juga oleh elemen elektronik OLT dan ONT. Penundaan pada pihak yang terakhir mungkin mengalami sedikit penyimpangan, misalnya karena fluktuasi suhu peralatan. Oleh karena itu, pada tahap transmisi data, OLT memberi tahu ONT tentang penyesuaian kecil terhadap penundaan yang dilakukan pada aliran balik - rentang mikro. Hasilnya, akurasi stabilisasi frame yang dikirim dari ONT yang berbeda adalah 2–3 bit.

peringkat berdasarkan kekuatan

Rentang daya - mengubah ambang diskriminasi fotodetektor untuk meningkatkan sensitivitas fotodetektor atau untuk menghindari saturasi yang tidak diinginkan. Karena ONT terletak pada jarak yang berbeda dari OLT, kerugian penyisipan sinyal optik yang merambat melalui pohon PON akan berbeda. Hal ini dapat menyebabkan kegagalan fungsi fotodetektor karena lemahnya sinyal atau kelebihan beban.
Ada dua kemungkinan jalan keluar dari situasi ini - sesuaikan daya pemancar ONT, atau sesuaikan ambang respons pada fotodetektor OLT. Opsi kedua dipilih karena lebih dapat diandalkan.
Ambang batas fotodetektor OLT disesuaikan setiap kali paket ATM baru diterima dari aliran pembukaan terbalik berdasarkan pengukuran daya integral dalam pembukaan paket.
Penyesuaian daya juga diperlukan pada semua ONT. Hal ini dilakukan dengan cara serupa, namun hanya sekali sebelum menyinkronkan receiver agar bekerja dengan aliran TDM sinkron dari OLT. Kemudian daya terintegrasi pada ONT terus dihitung, dan ambang diskriminasi fotodetektor disesuaikan dengan lancar.

sinkronisasi

Sinkronisasi atau rentang fase diperlukan untuk aliran maju dan mundur.
Node pelanggan ONT disinkronkan pada awal inisialisasinya dan kemudian mempertahankan sinkronisasi sepanjang waktu, menyesuaikan dengan lalu lintas TDM berkelanjutan dari OLT, dan melakukan apa yang biasa disebut penerimaan data sinkron.
Sebaliknya, node OLT pusat disinkronkan setiap kali sesuai dengan pembukaan paket ATM yang baru tiba. Mengetahui waktu tunda yang dihitung pada tahap pemeringkatan jarak pada bagian ONT yang mengirimkan paket ini tidak cukup di sini - diperlukan akurasi yang lebih besar. Cara penerimaan data dengan sinkronisasi pembukaan biasa disebut asynchronous. Sinkronisasi pembukaan mirip dengan solusi dalam teknologi Ethernet sepuluh megabit dengan ukuran pembukaan 64 bit (8 byte). Namun, menjaga ukuran pembukaan tetap sama untuk paket ATM yang relatif kecil (di hulu) akan menyebabkan penggunaan bandwidth yang sangat tidak efisien. Untuk teknologi APON, teknik sinkronisasi baru telah dikembangkan, berdasarkan metode CPA (penyelarasan fase jam), yang memungkinkan sinkronisasi yang diperlukan dilakukan setelah hanya menerima tiga bit! Ukuran pembukaan paket ATM upstream yang lebih besar dipilih karena pembukaan juga berfungsi menyediakan prosedur pemeringkatan daya.

Struktur rangka APON untuk aliran maju dan mundur

Untuk mengelola mekanisme permintaan/hibah, FSAN telah menetapkan struktur kerangka APON untuk aliran maju dan mundur. Format ini telah distandarisasi oleh ITU-T dalam rekomendasi G.983.1. Pada Gambar. Gambar 6 menunjukkan format frame APON untuk mode lalu lintas simetris 155/155Mbit/s. Bingkai hilir terdiri dari 56 sel ATM berukuran 53 byte. Frame upstream terdiri dari 52 paket ATM masing-masing 56 byte dan satu slot MBS dengan panjang total juga 56 byte, dibahas di bawah.


Beras. 6. Format bingkai ITU G.983 - struktur bingkai aliran maju dan mundur.

aliran langsung

Izin transmisi dikirim secara berurutan ke sel layanan ATM khusus - dua per frame, yang disebut sel PLOAM (operasi dan pemeliharaan lapisan fisik). Mereka dipantau secara teratur, bergantian dengan 27 sel data. Satu sel PLOAM berisi 26 izin untuk ONT, masing-masing untuk mengirimkan hanya satu (!) paket ATM. Sisanya 54 sel dalam frame maju membawa data dan tidak digunakan untuk mekanisme permintaan/izin.

aliran balik

Aliran balik mewakili kumpulan semburan data dari ONT yang berbeda. Node pelanggan dapat mengirimkan data hanya setelah menerima izin yang sesuai untuk dibaca dari sel PLOAM. Paket data dari ONT ke APON dikirimkan dalam paket ATM. Satu-satunya perbedaan antara paket ATM dan sel adalah bahwa paket tersebut memiliki pembukaan tambahan 3 byte. Jadi, panjang paket ATM adalah 56 byte. Pembukaan tidak diperlukan untuk sel dalam aliran maju karena mode penerimaan data sinkron, seperti yang dibahas di atas. Dua bit pertama dari pembukaan tidak berisi sinyal optik, yang cukup untuk menghilangkan tumpang tindih paket dari ONT yang berbeda - sedikit fluktuasi dalam penundaan selama propagasi sinyal tidak dapat dihindari di saluran.
Jika kita memperhitungkan bahwa hibah transmisi diperlukan untuk setiap paket ATM, maka jumlah total hibah yang ditulis dalam sel PLOAM untuk jangka waktu yang lama harus sesuai dengan jumlah paket ATM yang dipancarkan oleh semua ONT selama waktu tersebut. Mengapa PLOAM memuat 26 izin? Dua sel PLOAM dapat memberikan izin untuk mengirimkan 52 paket ATM, jumlah yang sama dengan yang ada di frame ATM upstream.

slot MBS

Slot MBS (multi burst slot) di aliran balik adalah slot layanan. Ini memberi tahu OLT tentang sifat permintaan transmisi dari ONT. Slot ini memiliki 8 subbidang atau minislot yang sesuai dengan ONT berbeda (Gbr. 7). Jika sistem PON dirancang untuk 32 node pelanggan, maka semua 32 ONT akan dapat mengirimkan informasi mereka tentang permintaan transmisi hanya setelah empat slot MBS yang ditransmisikan secara berurutan, yang merupakan sebuah siklus. Dalam sistem 64 ONT, satu siklus terdiri dari delapan slot MBS. Transmisi satu frame dengan kecepatan 155 Mbit/s berlangsung 0,15 ms. Diperlukan waktu 0,6 ms untuk mengirimkan seluruh siklus dengan 32 ONT. Dengan kata lain, dengan frekuensi 0,6 ms, ONT mengirimkan permintaan layanan tentang maksud untuk mengirimkan. ONT mengirimkan permintaan ketika antrian transmisi telah terbentuk di buffer keluarannya. Karena ONT akan dapat melakukan transmisi hanya setelah mendapat izin di sel PLOAM, untuk memperkirakan waktu maksimum dari saat antrian disiapkan di buffer hingga dimulainya transmisi, Anda harus menambahkan penundaan pada proses RTT ganda dengan waktu siklus 0,6 ms (untuk jaringan dengan radius 20 km RTT adalah 0,2 ms), menghasilkan 0,8 ms. Penundaan perangkat keras pada OLT dan ONT dapat ditambahkan ke nilai ini.


Beras. 7. Struktur slot MBS.

Minislot terdiri dari 4 bidang: pembukaan (3 byte), mirip dengan pembukaan dalam paket ATM; dua bidang ABR/GFR dan VBR, panjang 8 dan 16 bit, sesuai dengan dua jenis permintaan bandwidth; Bidang checksum CRC (8 bit).

keandalan dan redundansi di APON

Kelemahan sistem akses APON dengan topologi tree sederhana adalah tidak adanya redundansi. Skenario terburuk dalam kasus ini adalah fiber yang mengalir dari OLT ke splitter terdekat (fiber pengumpan) rusak. Seluruh segmen yang terhubung melalui serat ini kehilangan koneksi - puluhan node pelanggan, ratusan pelanggan dibiarkan tanpa jaringan. Mean Time To Repair (MTTR) dapat sangat bervariasi dari beberapa hari hingga beberapa minggu tergantung pada operatornya. Dalam kasus kegagalan serat tunggal ini, kelemahan jaringan PON dibandingkan dengan topologi ring SDH terlihat paling jelas.
Oleh karena itu, rekomendasi pertama G.983.1 pada Lampiran IV telah membahas masalah membangun sistem APON yang aman. Karena kekhasan topologi PON, tugas ini tidak sesederhana topologi ring SDH, karena pita aliran balik di PON adalah hal biasa dan dibentuk oleh banyak node pelanggan. Rekomendasi G.983.1 menyarankan mempelajari empat topologi berbeda. Hanya dua di antaranya yang akhirnya dipilih untuk dikembangkan dalam rekomendasi G.983.5 selanjutnya.
Pada Gambar. 8-10 menunjukkan opsi konstruksi utama sistem cadangan PON. Solusi pertama (Gbr. 8) memberikan redundansi parsial dari node pusat. Untuk mengimplementasikan solusi ini, diperlukan splitter 2xN. Node pusat dilengkapi dengan dua modul optik LT-1 dan LT-2, di mana dua serat diakhiri. Dalam mode normal, jika tidak ada kerusakan pada serat, saluran utama aktif, dan transmisi dupleks diatur melaluinya. Saluran cadangan - tidak aktif - dioda laser pada LT-2 dimatikan. Fotodetektor pada LT-2 dapat mendengarkan aliran balik. Jika serat saluran utama yang berasal dari node pusat rusak, sistem transceiver LT-2 diaktifkan secara otomatis, dan modul multiplexing, switching, dan koneksi silang pada OLT beralih ke sana, menyediakan transportasi dari antarmuka tulang punggung. Untuk meningkatkan keandalan, disarankan untuk mengambil serat pengumpan dari kabel optik berbeda yang terpisah secara fisik.


Beras. 8. Topologi PON terlindungi. Redundansi sebagian dari node pusat.

Redundansi parsial pada bagian node pelanggan (Gbr. 9) memungkinkan peningkatan keandalan node pelanggan. Dalam hal ini, diperlukan dua modul optik LT-1 dan LT-2 per node pelanggan. Beralih ke saluran cadangan mirip dengan opsi sebelumnya. Saat memesan node pelanggan, tidak perlu menghubungkan semua node pelanggan melalui aliran cadangan. Perbedaan biaya node pelanggan dengan redundansi (dua modul LT-1 dan LT-2) dan tanpa redundansi (satu modul LT) memungkinkan perbedaan penawaran layanan ke berbagai kategori pelanggan.


Beras. 9. Topologi PON terlindungi. Redundansi parsial pada bagian node pelanggan.

Pada Gambar. Gambar 10 menunjukkan opsi dengan redundansi penuh pada sistem PON. Sistem ini menjadi tahan terhadap kegagalan peralatan penerima dan transmisi OLT dan ONT, serta kerusakan pada bagian mana pun dari sistem kabel serat optik. Arus informasi melalui ONT dihasilkan secara bersamaan oleh kedua node LT-1 dan LT-2 dan ditransmisikan ke dua aliran balik paralel. Pada OLT, hanya satu versi dari dua salinan sinyal yang ditransmisikan lebih jauh ke tulang punggung. Duplikasi lalu lintas terjadi dengan cara yang sama di aliran maju. Jika antarmuka fiber atau transceiver rusak, peralihan ke aliran cadangan akan terjadi dengan sangat cepat dan tidak akan menyebabkan gangguan komunikasi.


Beras. 10. Topologi PON terlindungi. Reservasi penuh.

Solusi pertama, selain hanya memberikan redundansi sebagian, memerlukan waktu konfigurasi ulang yang lama ketika serat rusak. Kontribusi utama terhadap penundaan berasal dari pemanasan laser pada OLT (LT-2) dan melakukan prosedur jangkauan. Praktis sulit untuk tidak melebihi 50 ms, salah satu persyaratan yang dirumuskan dalam rekomendasi G.983.5.
Kesimpulan. Untuk konfigurasi yang diusulkan oleh ITU-T, hampir hanya solusi redundan yang memenuhi semua persyaratan dan tampaknya menjadi yang paling menarik.

Petrenko I.I., Ubaydullaev R.R., Ph.D., Transportasi Telekomunikasi.

Atau Gigabit PON mulai dilaksanakan relatif baru. Mari kita lihat apa yang menjadi prasyarat munculnya teknologi GPON, apa prospeknya, dan juga membandingkannya dengan teknologi pesaing - PON dan GEPON.

Tahun 2014 akan menandai peringatan 45 tahun sesi komunikasi komputer pertama yang dilakukan di Amerika Serikat pada jarak sekitar 640 km. Peristiwa ini dianggap sebagai awal lahirnya Internet. Kebenaran sebelumnya World Wide Web Jaringan ARPANET pada saat itu tersedia untuk kalangan dan organisasi yang sangat sempit. Menghubungkannya ke “orang luar” yang beruntung yang memiliki komputer baru bisa dilakukan pada tahun 1991. Hanya kemunculan browser web NCSA Moses pada tahun 1993 yang menjadi prasyarat bagi pertumbuhan pesat pemirsa Internet global. Jadi sejarah “Internet massal” pada tahun 2013 baru berusia 20 tahun.

Dalam dekade pertama pembangunan jaringan global Di antara pengguna yang memperhatikan indikator seperti "throughput saluran komunikasi (kecepatan transfer data dalam bit)" atau karakteristik "bandwidth" terkait, ada "beberapa" orang yang akrab dengan landasan teori teknik radio. Dan saat ini semua orang membicarakan tentang “kecepatan Internet”. Dan semua orang ingin memiliki “Internet berkecepatan tinggi”.

Mengapa berkecepatan tinggi? Dan di manakah batas akses Internet yang dapat dianggap “berkecepatan tinggi”?

Pengguna massal mengasosiasikan kecepatan Internet, pertama-tama, dengan interval waktu untuk mengunduh video "berat", musik, dan file grafik, yang jumlahnya di Internet tumbuh secara eksponensial, dan mereka sendiri “meningkat”. Konsumen korporat layanan online (dan yang terbaru juga layanan cloud) memerlukan respons berkecepatan tinggi terhadap permintaan dalam sistem manajemen bisnis yang mereka gunakan.

Artinya, Internet berkecepatan tinggi merupakan kebutuhan yang mendesak, dan bukan sekedar keinginan (baik bagi “pengguna” maupun perusahaan). “Perbatasan” dari mana Internet berkecepatan tinggi dimulai, saat ini, menurut para ahli, berada pada level 10 Mb/s.

"Optik" menggantikan "tembaga"

Jaringan Komputer Sedunia mulai berkembang atas dasar yang sudah ada saluran telepon menggunakan teknologi xDSL. Versi paling "canggih" dari keluarga "tembaga" ini - teknologi modem ADSL2+ memberikan kecepatan aliran masuk sebesar 24 Mb/s (keluar - 1,2 Mb/s). Saat ini, negara ini adalah pemimpin yang tak terbantahkan dalam hal jumlah koneksi di semua negara di dunia. Namun, jalur komunikasi “tembaga”, yang dibangun beberapa dekade yang lalu, menjadi usang baik secara fisik maupun moral dan secara bertahap digantikan oleh jaringan optik FTTx, yang penggunaannya memungkinkan peningkatan kecepatan pertukaran informasi di Internet sebanyak dua kali lipat. besarnya. Dan dalam waktu dekat - bahkan lebih banyak lagi.

Selama lima tahun terakhir, proses penggantian jalur kabel tembaga dengan jalur optik telah meningkat dan, menurut para analis, dalam lima tahun ke depan rasio “optik/tembaga” dalam telekomunikasi akan berubah secara radikal menjadi “optik”.

Arsitektur FTTx (Fiber to the x) adalah bagian dari jalur komunikasi serat optik yang terhubung di satu sisi ke stasiun transceiver OLT (Optical Line Terminal) yang dipasang di operator, dan di sisi lain ke modul transceiver pelanggan - ONT (Optik Jaringan Terminal) atau ONU (Optik Jaringan Satuan).

ONT adalah terminal penggunaan pribadi (juga disebut modem optik) yang dipasang di apartemen. ONU - dirancang untuk dipasang di kabinet distribusi gedung apartemen dan memiliki beberapa port untuk menghubungkan komputer, televisi, telepon yang terletak di apartemen tetangga.

ONT dan ONU mengubah sinyal optik yang diterima dari OLT menjadi sinyal listrik (dikirim, misalnya, ke komputer, televisi, telepon), dan juga melakukan konversi terbalik sinyal listrik yang diterima dari terminal pengguna menjadi sinyal optik yang dikirim ke OLT.

Jika pembagi (pembagi sinyal pasif yang berasal dari OLT) dimasukkan ke bagian garis optik dan ONT dihubungkan ke keluarannya, maka transisi dari struktur FTTx serat tunggal ke struktur pohon akan mengarah pada pembentukan pasif jaringan optik - PON(Jaringan Optik Pasif).

Tugas PON adalah mengatur akses ganda melalui serat optik tunggal melalui akses multiplexing pembagian waktu (TDMA) dan pembagian frekuensi jalur penerimaan dan transmisi ( Divisi Panjang Gelombang Multipleksing- WDM). Multiplexer WDM yang beroperasi sebagai bagian dari OLT dan ONT memisahkan sinyal maju (masuk) dan mundur (keluar), disiarkan pada panjang gelombang yang berbeda (maju - 1,49 mikron, mundur - 1,31 mikron). Ke aliran ini dapat ditambahkan sinyal televisi kabel yang ditransmisikan pada panjang gelombang 1,55 mikron.

Benih pertama teknologi PON muncul sekitar 15 tahun yang lalu, dan sejak itu, International Telecommunication Union (ITU) telah merilis lima standar transmisi data melalui serat optik. Peralatan aktif yang diproduksi sesuai dengan persyaratan standar ini memberikan kecepatan dari 155 Mb/s hingga 2488 Mb/s. Ciri-ciri standar ini akan dibahas di bawah, namun untuk saat ini kami tekankan bahwa keunggulan umum dari semua jenis teknologi PON adalah kemampuannya untuk dengan mudah memperluas basis pelanggan, pemeliharaan dan modernisasinya, serta rendahnya (dibandingkan dengan “tembaga” teknologi) biaya operasional.

GPON: kekuatan pendorong di balik standar

Standar pertama keluarga PON - APON (ATM PON) disetujui oleh MES pada akhir tahun 1998, dan tahun berikutnya operator telekomunikasi Amerika dan Jepang mulai membangun jalur optik pasif. Transmisi data menurut standar ini dilakukan berdasarkan protokol ATM, yang menggambarkan metode switching dan multiplexing berdasarkan transmisi data dalam bentuk sel berukuran tetap (sel ATM). Kecepatan transfer data - 155 Mb/dtk.

Pengenalan teknologi baru ke dalam APON, khususnya, penetapan bandwidth dinamis tergantung pada aplikasi, dukungan untuk SDH, FE, GE, SDI PAL, El, E/FE dan protokol telepon, memberikan fungsionalitas tambahan di bidang penyiaran suara, berbagai video konten dan siaran televisi (kemunculan pertama gelombang ketiga di PON). Hal ini menyebabkan disetujuinya standar “anak” APON - BPON (Broadband PON). Pada saat yang sama, kecepatan transfer data meningkat menjadi 622 Mb/s.

“Tautan dalam rantai” berikutnya APON - BPON adalah standar GPON ( Gigabit mampu Pasif Optik Jaringan), implementasinya memastikan jaringan beroperasi dalam mode simetris dan asimetris. Mode kedua paling sering digunakan, di mana kecepatan transfer data pada aliran maju mencapai 2,488 Gb/s, dan pada aliran mundur - 1,244 Gb/s (biasanya angka-angka ini dibulatkan dan diucapkan 2,5 Gb/s dan 1,25 Gb /S).

Biasanya, PC rumahan terhubung ke modem optik (ONT) jaringan GPON baik melalui kabel twisted pair atau koneksi nirkabel (Wi-Fi). ONT juga memiliki port untuk menghubungkan TV dan telepon VoIP.

Protokol dasar dalam teknologi GPON telah menjadi GFP (Generic Framing Protocol), meskipun rekomendasi TDMA, SDH, Ethernet, dan ATM juga digunakan.

Sejalan dengan kemajuan teknologi PON di dunia, terjadi perkembangan jaringan Ethernet optik dan pencapaian “cabang” komunikasi di bidang transmisi data berkecepatan tinggi ini digunakan dalam standar EPON (Ethernet PON), yang mana dikembangkan berdasarkan protokol MPCP (Multi-Point Control Protocol), yang mengelola banyak node. Dan versi perbaikannya - GEPON(Gigabit EPON) dalam hal karakteristik dan kemampuannya saat ini berada di urutan kedua setelah pemimpin teknologi PON yang tak terbantahkan - GPON.

Apa yang “menarik perhatian Anda” dalam tinjauan singkat di atas tentang teknologi yang digunakan dalam jaringan optik pasif? - Fakta bahwa perbedaan fungsinya terutama disebabkan oleh protokol transfer data yang menjadi dasar standarnya.

GPON dan GEPON: aritmatika sederhana

Jika diketahui indikator numerik (atau bahkan deskripsi) yang menyatakan karakteristik objek yang akan dibandingkan, maka perbandingan tersebut cukup mudah dilakukan dengan menempatkan angka-angka yang sesuai dalam satu baris atau kolom. Dan akan segera menjadi jelas “siapa yang lebih baik dari siapa.” Mari kita buat perbandingan antara GPON dan GEPON.

Jadi, kecepatan transmisi maju GPON adalah 2,5 Gb/s, dan GEPON adalah 1,25 Gb/s.

Jumlah maksimum node pelanggan per serat untuk GPON adalah 64, dan untuk GEPON - 16, yang menghasilkan biaya port per pelanggan yang lebih rendah di terminal optik operator yang diproduksi sesuai standar GPON, dan konsumsi daya peralatan stasiun secara signifikan lebih rendah daripada bila menggunakan peralatan operator standar GEPON.

Pemanfaatan bandwidth menggunakan teknologi GPON tidak kurang dari 93%, dan menggunakan teknologi GEPON tidak lebih dari 60%. Perbedaan ini disebabkan oleh fakta bahwa peralatan GPON aktif menggunakan teknologi fragmentasi frame GEM (GTC Encapsulation Method), yang meningkatkan efisiensi penggunaan bandwidth. Teknologi GEPON tidak memiliki alat seperti itu.

Itu saja “hitungan sederhana” yang menjelaskan popularitas GPON.

GPON: kabel kabel rumah

Jaringan GPON terdiri dari jalur utama dan jalur distribusi. Panjang jalur backbone GPON saat ini mencapai 20 km (di tahun-tahun mendatang, pengembang teknologi GPON berjanji akan menambah panjang maksimal serat optik backbone menjadi 60 km). Bagian utama sedang diletakkan (lebih lanjut tentang pemasangan kabel serat optik) menggunakan metode tradisional peletakan kabel optik di udara atau bawah tanah dengan selubung pelindung, yang menjamin ketahanan saluran kabel dalam kondisi kelembaban tinggi dan perubahan suhu.

Untuk infrastruktur distribusi GPON yang dibuat misalnya di dalam gedung apartemen digunakan kabel drop dan riser. Fitur kabel drop “bertingkat”, yang dimaksudkan untuk mencabangkan jalur optik dari kabel distribusi overhead, adalah kemungkinan perutean “fleksibel” dengan jari-jari tekukan kecil yang disediakan oleh desainnya.

Kabel riser yang digunakan untuk perkabelan antar lantai vertikal mengandung 6-12 serat optik, yang mudah dipasang dalam kaset, dan pengelasannya memerlukan waktu yang jauh lebih singkat dibandingkan dengan kabel riser. pengelasan serat optik jenis kabel lainnya.

GPON: kecepatan evolusi semakin cepat

Keunggulan standar GPON dibandingkan jenis teknologi PON lainnya tidak dapat disangkal sejak disetujui pada tahun 2003. Namun, pada tahun 2010, di Rusia hanya terdapat 80 ribu pengguna broadband berbasis GPON, menurut J'son & Partners Consulting. Hambatan utama terhadap pertumbuhan yang lebih besar, seperti yang hampir selalu terjadi pada produk yang memasuki pasar, adalah tingginya harga peralatan optik aktif. Dalam beberapa tahun terakhir, harga transceiver stasiun dan modem optik pelanggan telah menurun secara signifikan, sehingga pada awal tahun 2017 (menurut analis dari perusahaan yang sama), jumlah pengguna GPON Rusia akan mendekati 6 juta, yaitu, itu akan meningkat hampir 75 kali lipat selama tujuh tahun ke depan!

Atau Gigabit PON mulai dilaksanakan relatif baru. Mari kita lihat apa yang menjadi prasyarat munculnya teknologi GPON, apa prospeknya, dan juga membandingkannya dengan teknologi pesaing - PON dan GEPON.

Tahun 2014 akan menandai peringatan 45 tahun sesi komunikasi komputer pertama yang dilakukan di Amerika Serikat pada jarak sekitar 640 km. Peristiwa ini dianggap sebagai awal lahirnya Internet. Benar, jaringan ARPANET, yang mendahului World Wide Web, pada saat itu dapat diakses oleh kalangan dan organisasi yang sangat sempit. Menghubungkannya ke “orang luar” yang beruntung yang memiliki komputer baru bisa dilakukan pada tahun 1991. Hanya kemunculan browser web NCSA Moses pada tahun 1993 yang menjadi prasyarat bagi pertumbuhan pesat pemirsa Internet global. Jadi sejarah “Internet massal” pada tahun 2013 baru berusia 20 tahun.

Dalam dekade pertama perkembangan jaringan global, di antara pengguna yang memperhatikan indikator seperti “kapasitas saluran komunikasi (kecepatan transfer data dalam bit)” atau karakteristik terkait “bandwidth”, terdapat “beberapa” orang akrab dengan landasan teori teknik radio. Dan saat ini semua orang membicarakan tentang “kecepatan Internet”. Dan semua orang ingin memiliki “Internet berkecepatan tinggi”.

Mengapa berkecepatan tinggi? Dan di manakah batas akses Internet yang dapat dianggap “berkecepatan tinggi”?

Pengguna massal mengasosiasikan kecepatan Internet, pertama-tama, dengan interval waktu untuk mengunduh file video, musik, dan grafik "berat", yang jumlahnya di Internet bertambah secara eksponensial, dan file-file itu sendiri menjadi "lebih besar". Konsumen korporat layanan online (dan yang terbaru juga layanan cloud) memerlukan respons berkecepatan tinggi terhadap permintaan dalam sistem manajemen bisnis yang mereka gunakan.

Artinya, Internet berkecepatan tinggi merupakan kebutuhan yang mendesak, dan bukan sekedar keinginan (baik bagi “pengguna” maupun perusahaan). “Perbatasan” dari mana Internet berkecepatan tinggi dimulai, saat ini, menurut para ahli, berada pada level 10 Mb/s.

"Optik" menggantikan "tembaga"

Jaringan Komputer Seluruh Dunia mulai berkembang berdasarkan saluran telepon yang ada menggunakan teknologi xDSL. Versi paling "canggih" dari keluarga "tembaga" ini - teknologi modem ADSL2+ memberikan kecepatan aliran masuk sebesar 24 Mb/s (keluar - 1,2 Mb/s). Saat ini, negara ini adalah pemimpin yang tak terbantahkan dalam hal jumlah koneksi di semua negara di dunia. Namun, jalur komunikasi “tembaga”, yang dibangun beberapa dekade yang lalu, menjadi usang baik secara fisik maupun moral dan secara bertahap digantikan oleh jaringan optik FTTx, yang penggunaannya memungkinkan peningkatan kecepatan pertukaran informasi di Internet sebanyak dua kali lipat. besarnya. Dan dalam waktu dekat - bahkan lebih banyak lagi.

Selama lima tahun terakhir, proses penggantian jalur kabel tembaga dengan jalur optik telah meningkat dan, menurut para analis, dalam lima tahun ke depan rasio “optik/tembaga” dalam telekomunikasi akan berubah secara radikal menjadi “optik”.

Arsitektur FTTx (Fiber to the x) adalah bagian dari jalur komunikasi serat optik yang terhubung di satu sisi ke stasiun transceiver OLT (Optical Line Terminal) yang dipasang di operator, dan di sisi lain ke modul transceiver pelanggan - ONT (Optik Jaringan Terminal) atau ONU (Optik Jaringan Satuan).

ONT adalah terminal penggunaan pribadi (juga disebut modem optik) yang dipasang di apartemen. ONU - dirancang untuk dipasang di kabinet distribusi gedung apartemen dan memiliki beberapa port untuk menghubungkan komputer, televisi, telepon yang terletak di apartemen tetangga.

ONT dan ONU mengubah sinyal optik yang diterima dari OLT menjadi sinyal listrik (dikirim, misalnya, ke komputer, televisi, telepon), dan juga melakukan konversi terbalik sinyal listrik yang diterima dari terminal pengguna menjadi sinyal optik yang dikirim ke OLT.

Jika pembagi (pembagi sinyal pasif yang berasal dari OLT) dimasukkan ke bagian garis optik dan ONT dihubungkan ke keluarannya, maka transisi dari struktur FTTx serat tunggal ke struktur pohon akan mengarah pada pembentukan pasif jaringan optik - PON(Jaringan Optik Pasif).

Tugas PON adalah mengatur akses ganda melalui serat optik tunggal melalui akses multiplexing pembagian waktu (TDMA) dan pembagian frekuensi jalur penerimaan dan transmisi ( Divisi Panjang Gelombang Multipleksing- WDM). Multiplexer WDM yang beroperasi sebagai bagian dari OLT dan ONT memisahkan sinyal maju (masuk) dan mundur (keluar), disiarkan pada panjang gelombang yang berbeda (maju - 1,49 mikron, mundur - 1,31 mikron). Ke aliran ini dapat ditambahkan sinyal televisi kabel yang ditransmisikan pada panjang gelombang 1,55 mikron.

Benih pertama teknologi PON muncul sekitar 15 tahun yang lalu, dan sejak itu, International Telecommunication Union (ITU) telah merilis lima standar transmisi data melalui serat optik. Peralatan aktif yang diproduksi sesuai dengan persyaratan standar ini memberikan kecepatan dari 155 Mb/s hingga 2488 Mb/s. Ciri-ciri standar ini akan dibahas di bawah, namun untuk saat ini kami tekankan bahwa keunggulan umum dari semua jenis teknologi PON adalah kemampuannya untuk dengan mudah memperluas basis pelanggan, pemeliharaan dan modernisasinya, serta rendahnya (dibandingkan dengan “tembaga” teknologi) biaya operasional.

GPON: kekuatan pendorong di balik standar

Standar pertama keluarga PON - APON (ATM PON) disetujui oleh MES pada akhir tahun 1998, dan tahun berikutnya operator telekomunikasi Amerika dan Jepang mulai membangun jalur optik pasif. Transmisi data menurut standar ini dilakukan berdasarkan protokol ATM, yang menggambarkan metode switching dan multiplexing berdasarkan transmisi data dalam bentuk sel berukuran tetap (sel ATM). Kecepatan transfer data - 155 Mb/dtk.

Pengenalan teknologi baru ke dalam APON, khususnya, penetapan bandwidth dinamis tergantung pada aplikasi, dukungan untuk SDH, FE, GE, SDI PAL, El, E/FE dan protokol telepon, memberikan fungsionalitas tambahan di bidang penyiaran suara, berbagai video konten dan siaran televisi (kemunculan pertama gelombang ketiga di PON). Hal ini menyebabkan disetujuinya standar “anak” APON - BPON (Broadband PON). Pada saat yang sama, kecepatan transfer data meningkat menjadi 622 Mb/s.

“Tautan dalam rantai” berikutnya APON - BPON adalah standar GPON ( Gigabit mampu Pasif Optik Jaringan), implementasinya memastikan jaringan beroperasi dalam mode simetris dan asimetris. Mode kedua paling sering digunakan, di mana kecepatan transfer data pada aliran maju mencapai 2,488 Gb/s, dan pada aliran mundur - 1,244 Gb/s (biasanya angka-angka ini dibulatkan dan diucapkan 2,5 Gb/s dan 1,25 Gb /S).

Biasanya, PC rumahan terhubung ke modem optik (ONT) jaringan GPON baik melalui kabel twisted pair atau koneksi nirkabel (Wi-Fi). ONT juga memiliki port untuk menghubungkan TV dan telepon VoIP.

Protokol dasar dalam teknologi GPON telah menjadi GFP (Generic Framing Protocol), meskipun rekomendasi TDMA, SDH, Ethernet, dan ATM juga digunakan.

Sejalan dengan kemajuan teknologi PON di dunia, terjadi perkembangan jaringan Ethernet optik dan pencapaian “cabang” komunikasi di bidang transmisi data berkecepatan tinggi ini digunakan dalam standar EPON (Ethernet PON), yang mana dikembangkan berdasarkan protokol MPCP (Multi-Point Control Protocol), yang mengelola banyak node. Dan versi perbaikannya - GEPON(Gigabit EPON) dalam hal karakteristik dan kemampuannya saat ini berada di urutan kedua setelah pemimpin teknologi PON yang tak terbantahkan - GPON.

Apa yang “menarik perhatian Anda” dalam tinjauan singkat di atas tentang teknologi yang digunakan dalam jaringan optik pasif? - Fakta bahwa perbedaan fungsinya terutama disebabkan oleh protokol transfer data yang menjadi dasar standarnya.

GPON dan GEPON: aritmatika sederhana

Jika diketahui indikator numerik (atau bahkan deskripsi) yang menyatakan karakteristik objek yang akan dibandingkan, maka perbandingan tersebut cukup mudah dilakukan dengan menempatkan angka-angka yang sesuai dalam satu baris atau kolom. Dan akan segera menjadi jelas “siapa yang lebih baik dari siapa.” Mari kita buat perbandingan antara GPON dan GEPON.

Jadi, kecepatan transmisi maju GPON adalah 2,5 Gb/s, dan GEPON adalah 1,25 Gb/s.

Jumlah maksimum node pelanggan per serat untuk GPON adalah 64, dan untuk GEPON - 16, yang menghasilkan biaya port per pelanggan yang lebih rendah di terminal optik operator yang diproduksi sesuai standar GPON, dan konsumsi daya peralatan stasiun secara signifikan lebih rendah daripada bila menggunakan peralatan operator standar GEPON.

Pemanfaatan bandwidth menggunakan teknologi GPON tidak kurang dari 93%, dan menggunakan teknologi GEPON tidak lebih dari 60%. Perbedaan ini disebabkan oleh fakta bahwa peralatan GPON aktif menggunakan teknologi fragmentasi frame GEM (GTC Encapsulation Method), yang meningkatkan efisiensi penggunaan bandwidth. Teknologi GEPON tidak memiliki alat seperti itu.

Itu saja “hitungan sederhana” yang menjelaskan popularitas GPON.

GPON: kabel kabel rumah

Jaringan GPON terdiri dari jalur utama dan jalur distribusi. Panjang jalur backbone GPON saat ini mencapai 20 km (di tahun-tahun mendatang, pengembang teknologi GPON berjanji akan menambah panjang maksimal serat optik backbone menjadi 60 km). Bagian utama sedang diletakkan (lebih lanjut tentang pemasangan kabel serat optik) menggunakan metode tradisional peletakan kabel optik di udara atau bawah tanah dengan selubung pelindung, yang menjamin ketahanan saluran kabel dalam kondisi kelembaban tinggi dan perubahan suhu.

Untuk infrastruktur distribusi GPON yang dibuat misalnya di dalam gedung apartemen digunakan kabel drop dan riser. Fitur kabel drop “bertingkat”, yang dimaksudkan untuk mencabangkan jalur optik dari kabel distribusi overhead, adalah kemungkinan perutean “fleksibel” dengan jari-jari tekukan kecil yang disediakan oleh desainnya.

Kabel riser yang digunakan untuk perkabelan antar lantai vertikal mengandung 6-12 serat optik, yang mudah dipasang dalam kaset, dan pengelasannya memerlukan waktu yang jauh lebih singkat dibandingkan dengan kabel riser. pengelasan serat optik jenis kabel lainnya.

GPON: kecepatan evolusi semakin cepat

Keunggulan standar GPON dibandingkan jenis teknologi PON lainnya tidak dapat disangkal sejak disetujui pada tahun 2003. Namun, pada tahun 2010, di Rusia hanya terdapat 80 ribu pengguna broadband berbasis GPON, menurut J'son & Partners Consulting. Hambatan utama terhadap pertumbuhan yang lebih besar, seperti yang hampir selalu terjadi pada produk yang memasuki pasar, adalah tingginya harga peralatan optik aktif. Dalam beberapa tahun terakhir, harga transceiver stasiun dan modem optik pelanggan telah menurun secara signifikan, sehingga pada awal tahun 2017 (menurut analis dari perusahaan yang sama), jumlah pengguna GPON Rusia akan mendekati 6 juta, yaitu, itu akan meningkat hampir 75 kali lipat selama tujuh tahun ke depan!

PON - apa itu?

PON- ini sebenarnya adalah teknologi untuk akses ganda pelanggan melalui serat tunggal menggunakan time Division multiplexing (TDM) dan pembagian frekuensi jalur penerimaan/transmisi (WDM). PON- dari singkat. Jaringan Optik Pasif, yang diterjemahkan sebagai jaringan optik pasif.

Apa prinsip pengoperasian jaringan PON?

Semua pelanggan jaringan PON terhubung ke peralatan penyedia melalui 1 serat. Transmisi dan penerimaan terjadi pada panjang gelombang yang berbeda. Untuk memastikan bahwa sinyal pelanggan tidak tercampur dalam serat, setiap perangkat pelanggan selalu dialokasikan dalam jangka waktu tertentu untuk mengirimkan sinyal.

Apa kelebihan PON dibandingkan FTTx?

teknologi PON memiliki keuntungan sebagai berikut:

  • Peralatan aktif digunakan secara minimal;
  • Infrastruktur kabel diminimalkan;
  • Biaya pemeliharaan dianggap rendah;
  • Ada kemungkinan integrasi dengan TV kabel;
  • Skalabilitas luar biasa;
  • Port pelanggan memiliki kepadatan yang tinggi.

Berapa kecepatan transfer informasi yang didukung oleh teknologi PON?

Diajukan teknologi GEPON sebenarnya bekerja pada kecepatan 1,25 G, tetapi pada saat yang sama, 0,25 G merupakan data berlebihan yang digunakan untuk menyandikan saluran. Ternyata kecepatan sebenarnya adalah 1G.

Peralatan apa saja yang dibutuhkan untuk membuat jaringan PON?

OLT(dari singkatan Optical Line Terminal) - saklar L2 yang dilengkapi dengan port Uplink (untuk menghubungkan ke saklar L3), kemudian - port Downlink (untuk membuat jaringan PON). Misalnya, OLT BDCOM P3310 memiliki 2 port optik, 2 tembaga dan 2 port Uplink 1G “kombo” dan terakhir, 4 port Downlink 1G optik.

ONU(dari singkatan Unit Jaringan Optik) adalah saklar VLAN luar biasa dengan ukuran kompak. Standar ONU dilengkapi dengan 1 port optik 1G (Uplink) dan satu port tembaga 1G atau 4 0,1G (Downlink). Ada model ONU dengan 8, 16 dan 24 port dan model dengan receiver CATV.

Pemisah (Pemisah) adalah perangkat yang beroperasi dalam mode splitter dalam arah "penyedia-klien" dan dalam mode pencampuran dalam arah yang berlawanan.

Modul SFP OLT- Merupakan transceiver khusus untuk jaringan PON. Perbedaan penting dari modul SFP standar adalah daya dan pengkodean saluran yang lebih besar.

Bagaimana jaringan PON tercipta?

jaringan PON, biasanya, adalah topologi pohon atau topologi “bus”. Terakhir Perangkat pelanggan ONU terhubung ke pelabuhan OLT-dan melalui pemisah(ke pelabuhan pertama OLT-dimungkinkan untuk menghubungkan tidak lebih dari 64 ONU). Oleh karena itu, untuk membuat jaringan inti PON 1 diperlukan untuk 64 pelanggan OLT, lalu 1 modul SFP OLT, 64 ONU dan akhirnya, beberapa pemisah(jumlah yang terakhir tergantung pada jenis topologi).

Berapa jarak yang didukung jaringan PON?

Modul SFP OLT mendukung operasi pada jarak 120 km (tipe jaringan point-to-point), tetapi karena jaringan tradisional PON mempunyai struktur pohon (titik-banyak-titik), maka jarak operasi maksimum PON, karena percabangan pada pemecah fiber, akan berjarak sekitar 20 km.

Berapa banyak pelanggan yang dapat terhubung ke jaringan PON?

Selama pembangunan jaringan PON- merupakan praktik yang baik untuk menggunakannya ONU- oleh satu pelanggan. Dalam hal ini, jumlah pelanggan akan menjadi 256 per satu OLT. Jika diinginkan, ke ONU dimungkinkan untuk menghubungkan Switch. Kemudian jumlah pelanggan hanya dibatasi oleh ukuran tabel alamat MAC itu sendiri OLT, ditambah - ONU. Di bawah ini adalah ukuran tabel MAC untuk OLT dan individu ONU: OLT P3310-8192, ONU P1004B-1024, ONU P1501B-64, ONU P1504B-2048.

Apa perbedaan antara OLT AC, 2-AC, DC dan 2-DC?

Huruf DC artinya bekerja OLT-Diperlukan sumber listrik tegangan konstan 36-72V. Serupa OLT-s diperlukan ketika timbul masalah dalam pengorganisasian catu daya listrik 220 V. Sebagai alternatif, digunakan catu daya jarak jauh melalui jalur komunikasi arus rendah.

Huruf AC maksudnya OLT ditenagai oleh jaringan listrik tradisional 220 V. Tanda berupa angka “2” menunjukkan jumlah sumber listrik: ini OLT-dan ada sumber listrik cadangan, yang langsung menyala setelah kegagalan darurat yang pertama.

Jenis splitter apa yang ada?

Sami pemisah secara kondisional dapat dibagi berdasarkan jumlah pin dan teknologi manufaktur. Adapun jumlah aliran keluaran ada splitternya: x2, x3, x4, x6, x8, x12, x16, x24, x32, x64, x128. Dari segi teknologi manufaktur, splitter dibagi menjadi welded dan planar. Lagi pemisah dibagi berdasarkan jenis konektor: reguler (SC/UPC) dan khusus untuk CATV (SC/APC).

Apa perbedaan antara splitter yang dilas dan planar?

Pemisah, yang kami sebut welded, tidak memiliki kekuatan yang sama, yaitu: mereka tidak membagi sinyal antar output secara merata (misalnya, 5/95, 10/90 ... 45/55, 50/50). Pemisah planar - akan selalu memiliki kekuatan yang sama dan memiliki redaman yang lebih dapat diprediksi pada setiap keluaran, karena memiliki teknologi manufaktur yang efisien. Selain itu, planar pemisah- broadband, dan yang dilas - hanya memiliki 3 jendela transparansi (1310, 1490 dan 1550 nm).

Dalam situasi apa pembagi las digunakan?

Dalam situasi di mana, misalnya, sinyal perlu dibagi menjadi 2 arah, misalnya jarak ke satu titik akhir adalah 2 km dan ke titik akhir lainnya 8 km. Dalam hal ini, sangat mungkin untuk menggunakan splitter las 20/80. Pemisah yang dilas juga digunakan untuk membuat topologi "bus".

Mana yang lebih baik: pembagi las atau mungkin menggunakan konektor SC?

Dalam situasi seperti ini, kita mendapatkan pedang bermata dua. Di satu sisi - pengelasan memberikan redaman 10 kali lebih kecil (0,05 dB) dibandingkan sambungan SC (0,5 dB). Sisi lainnya adalah konektor SC akan memberikan kemampuan untuk mencari kesalahan dalam jaringan dengan cepat dengan menghubungkan alat ukur. Anda dapat menemukan kompromi: mengelas Uplink menggunakan splitter, dan menghubungkan Downlink menggunakan konektor SC. Di sini, biarkan semua orang memutuskan sendiri.

Anggaran optik - apa itu?

Frasa ini dipahami sebagai perbedaan antara daya laser per OLT-e dan sensitivitas penerimaan aktif ONU.

Apakah mungkin untuk mencabangkan jaringan PON menjadi 128 ONU? (bila anggaran optik memungkinkan).

TIDAK. Sekalipun kekuatan sinyal memungkinkan jaringan dicabangkan lagi, OLT masih memiliki batasan jumlah yang terhubung ONU pada tingkat fisik. Hubungkan lebih dari 64 ONU itu mungkin, tapi OLT masih akan mendaftarkan hanya 64 di antaranya.

Bagaimana cara transmisi melalui jaringan PON -- CATV?

Di sisi OLT-Anda perlu memasang pemancar CATV dan kemudian amplifier CATV, yang beroperasi pada panjang gelombang 1550nm. Di sisi OLT-dan perlu menggunakan labu CWDM pada 1550nm. untuk menyuntikkan sinyal CATV ke serat. Semua yang lain pemisah Harus memiliki konektor SC/APC. Di sisi pelanggan dapat diinstal ONU dengan penerima CATV, atau penerima CATV terpisah.

Apakah bisa menggunakan SFP CWDM 1490nm. modul bukannya SFP PON?

Mustahil. Meskipun CWDM sendiri adalah 1490nm, modulnya menggunakan panjang gelombang yang sama SFP PON, modul ini memiliki algoritma pengkodean saluran yang berbeda.

Dengan menggunakan teknologi PON, berapa kecepatan internet yang bisa diberikan kepada pelanggan?

Jika pelanggan PON pohon (64 pelanggan) secara bersamaan akan mengunduh sejumlah besar informasi dari Internet, maka setiap pelanggan akan memiliki saluran 16 Mbit/s. Dan jika Anda juga memperhitungkan bahwa tidak semua pelanggan menggunakan Internet pada saat yang sama, dan pelanggan yang tidak menggunakan sumber daya saluran secara maksimal, maka pelanggan bahkan dapat memiliki hingga 50 Mbit/s, terkadang bahkan lebih tinggi.

Mengapa sinyal ONU yang kurang dari -26 dBm tidak dapat diterima?

Intinya adalah, jika pada satu/beberapa ONU- level sinyal akan sangat lemah (< -26 дБм), то появляется большая вероятность возникновения ошибок в пакетной передаче с таких ONU. Dalam kasus di atas OLT membuang-buang waktu untuk memberi ONU kemungkinan untuk mengirim paket lagi. Permintaan berulang ini mengurangi efisiensi throughput jaringan.

Apa saja yang perlu diperhatikan saat menghitung pohon PON?

Untuk membangun dengan benar PON pohon, Anda perlu memperhitungkan kehilangan optik yang timbul dari peralatan pasif. Secara teori, PON akan mencakup area dengan radius 20 km. Hampir semuanya bergantung pada anggaran kerugian pada cabang pohon tertentu. Untuk perhitungan yang benar, lebih baik dipandu oleh indikator redaman, daya, dan sensitivitas radiasi pemancar yang paling tidak menguntungkan.

Apakah port tembaga di ONU terbakar?

PON pohon tersebut dibuat dari serat optik dan, karenanya, tidak terpengaruh oleh badai petir atau gangguan. Masalah hanya muncul ketika salah satunya ONU- beberapa pengguna terhubung melalui tembaga, dan ONU ditempatkan pada sebuah tiang. Masalah seperti itu diselesaikan dengan menyalakan saklar penyangga, yang digunakan jika terjadi gangguan. badai petir menerima pukulannya.

Bagaimana cara menentukan kinerja optik suatu saluran?

Untuk menentukan redaman garis, Anda dapat menggunakan reflektometer khusus untuk PON(harganya jauh lebih mahal daripada yang biasa), atau penguji optik. Ketika jaringan sudah dibangun, solusi paling sederhana untuk memeriksa level sinyal adalah dengan menggunakan perintah khusus dari antarmuka perintah OLT-A.

Bisakah 2 ONU berkomunikasi langsung satu sama lain?

Tidak bisa. Setiap transaksi melibatkan pertukaran informasi antar ONU terjadi melalui OLT.

Apakah ONU dari merek lain akan berfungsi dengan BDCOM P3310 OLT?

TIDAK. ONU Dengan OLT- ini adalah sesuatu yang tunggal dan merupakan sistem peralihan. Disarankan untuk menggunakan peralatan dari satu pabrikan (dalam beberapa kasus, kompatibilitas lintas merek tentu saja dimungkinkan).

Mendukung OLT BDCOM P3310B - pengintaian DHCP (Opsi 82)?

Tentu. Namun agar Opsi 82 ​​dapat bekerja secara efektif ONU Tentu saja mereka harus mendukung fitur ini. Saat ini Opsi 82 ​​hanya mendukung ONU P1504B model.

Apakah jaringan PON terlindungi dari banjir?

Teknologi TDM dan TDMA yang digunakan menjamin perlindungan jaringan terhadap banjir dan penyiaran.

Bagaimana cara menonaktifkan jaringan PON?

Selain cara yang sudah jelas (memotong kabel), kayu PON mungkin berhenti berfungsi ketika radiasi konstan pada 1310 nm muncul di dalamnya. Hal ini sangat jarang terjadi karena kerusakan ONU atau karena kesalahan penyerang yang menghubungkan konverter media 1310nm ke splitter.

Apakah mungkin untuk menetapkan VLAN ke masing-masing port ONU satu per satu?

Apakah layak menggunakan splitter untuk sistem CWDM, DWDM?

Tentu. Skema konstruksi serupa juga dimungkinkan. Di sini Anda perlu menggunakan splitter planar karena bersifat wideband.

Publikasi tentang topik tersebut