Tecnologia Gpon. Descrizione della tecnologia GPON

La tecnologia GEPON

Questo materiale discuterà della tecnologia e delle attrezzature per l'organizzazione delle reti ottiche passive - Passive Optical Network, PON. Le principali differenze tra PON e i classici canali di comunicazione ottica sono l'uso di apparecchiature passive - splitter ottici - per l'aggregazione del traffico e un'elevata densità di porte.

Non è un segreto che le richieste dei consumatori per la velocità di consegna delle informazioni da Internet stiano crescendo in modo esponenziale. Oggi, nelle grandi città, 10 Mbit/s sono assolutamente comuni. Le ragioni di questo processo sono rimaste invariate per molto tempo: trasmissione vocale e video, multimedialità, televisione (ultimamente anche nelle versioni ad alta definizione). Ma i bitrate sono in costante aumento.

Una parte significativa dei costi di ogni progetto del provider è a carico dell'infrastruttura via cavo. Inoltre, questo tiene conto non solo del costo del cavo, ma anche della sua installazione, che, se funzionante in un'infrastruttura esistente, può essere molto elevato. E, naturalmente, voglio che gli investimenti durino a lungo, non richiedano aggiornamenti frequenti e abbiano una buona scorta dei parametri richiesti. Da questo punto di vista, i canali di comunicazione ottica oggi rappresentano il modo più produttivo e “a lungo raggio” per fornire connessioni di rete tra dispositivi. Allo stesso tempo, l’architettura classica presuppone una topologia “punto-punto”, quando ogni linea ha le proprie porte dedicate su ciascun lato, e se è necessario creare “rami”, l’installazione di apparecchiature attive nel nodo è obbligatorio. Quindi può essere utilizzato con maggior successo per singole linee a lunga percorrenza.

Tuttavia in alcune situazioni può essere più conveniente una topologia ad albero, interessante dal punto di vista della scalabilità e della ridotta lunghezza complessiva dei cavi da posare. PON è adatto proprio a tali progetti. In Russia, reti di questo tipo sono apparse molto tempo fa, più di cinque anni fa.

E la crescita del numero di utenti connessi e il lancio dei primi progetti russi Fiber to the home (FTTH) basati su PON dimostrano che la tecnologia ha messo radici anche qui.

Struttura della rete PON

Una rete PON è composta da diversi elementi: uno switch sul nodo di comunicazione, linee di comunicazione con splitter passivi sui nodi di rete e modem sul lato dell'abbonato. Ciascun modem riceve tutti i pacchetti dallo switch e durante la trasmissione viene utilizzato il multiplexing time frame.

Trasmissione dei dati nel canale forward

Trasmissione dei dati nel canale all'indietro

ZyXEL offre oggi apparecchiature dello standard EPON (IEEE 802.3ah), chiamato anche GEPON.

Attualmente l'attrezzatura è coinvolta in diversi progetti, nonché in test con fornitori in tutta la Russia. Questo è ciò di cui parleremo dopo. Si noti che altri standard di questo tipo di rete differiscono per velocità e altre caratteristiche tecniche.

Lo switch consente di connettere fino a 32 o anche 64 abbonati tramite una fibra (una porta). La velocità di trasferimento dati totale (divisa tra gli abbonati) è di 1,25 Gbit/s. L'ulteriore sviluppo di EPON nei prossimi anni prevede anche il passaggio a velocità di 10/1 Gigabit/s e 10/10 Gigabit/s. L'anno prossimo dovrebbe essere adottata la versione operativa dello standard 10G EPON, mentre i primi progetti pilota potrebbero iniziare nel 2010.

Con un ritardo di due o tre anni è previsto il passaggio alla velocità di 10 Gigabit e alle tecnologie GPON.

Per la ricezione e la trasmissione vengono utilizzati laser con diverse lunghezze d'onda: 1490 nm per la trasmissione e 1310 per la ricezione. Se necessario, è possibile aggiungere al canale canali televisivi analogici via cavo (100 o più), modulati da un laser a 1550 nm. A seconda della progettazione specifica della rete e delle apparecchiature utilizzate, la lunghezza totale del canale può arrivare fino a 20 km.

Rete multiservizi basata su tecnologia GEPON

Il cavo viene posato dalla porta dello switch sotto forma di un albero. Gli splitter installati nei nodi sono estremamente senza pretese: non richiedono alimentazione, configurazione e gestione, armadi riscaldanti, sono economici e molto compatti. Ciò consente loro di essere posizionati, ad esempio, negli armadi di distribuzione telefonica esistenti.

Divisore

I dispositivi finali più semplici sono convertitori fibra-cavo con filtro degli indirizzi MAC integrato. Quando si utilizza la televisione, nel modem è installato un altro ricevitore e un normale cavo ad alta frequenza viene emesso sulla TV.

Per proteggere le informazioni è possibile utilizzare la crittografia (AES128) di tutti i pacchetti trasmessi. La tecnologia non consente la comunicazione diretta tra singoli abbonati situati sulla stessa porta dello switch: i dati di un abbonato possono raggiungerne un altro solo attraverso uno switch GEPON, che trasmette i flussi di dati a monte con una lunghezza d'onda di 1310 nm a un flusso a valle con una lunghezza d'onda di 1490 nm. Un ulteriore vantaggio dal punto di vista della sicurezza è l'utilizzo sulla linea di apparecchiature esclusivamente passive, che ne rendono difficile l'intercettazione.

Tra gli aspetti positivi del PON si segnalano:

• uso minimo di apparecchiature attive;
• minimizzare le infrastrutture via cavo;
• basso costo di manutenzione;
• possibilità di integrazione con la televisione via cavo;
• buona scalabilità;
• alta densità di porte degli abbonati.

Allo stesso tempo, quando si considera la tecnologia, è necessario tener conto delle sue caratteristiche, soprattutto rispetto alle linee punto-punto: la larghezza di banda condivisa tra gli abbonati, l'ambiente comune potrebbe non essere adatto al cliente da un punto di vista di sicurezza Da questo punto di vista, gli splitter passivi rendono difficile la diagnosi di una linea ottica, l'influenza di un guasto può far sì che l'apparecchiatura di un abbonato metta al lavoro gli altri, con minori vantaggi se venduta in fase di costruzione.

Attrezzatura

La linea di prodotti GEPON di ZyXEL è composta da tre switch e tre modem. Il modello di fascia bassa dello switch ha otto porte GEPON e otto porte Gigabit Ethernet corrispondenti (nota che i dispositivi Gigabit con velocità inferiori non possono essere collegati ad esse). È possibile collegare fino a 32 modem a ciascuna porta ottica, per un totale di 256 abbonati per dispositivo. Tutti i connettori si trovano sul lato anteriore del dispositivo: 8xPON, 8xGigabit, console, controllo fuori rete 10/100BaseT e alimentazione. C'è anche un pulsante di ripristino del dispositivo qui. Tutte le porte dispongono di una serie di indicatori per determinare lo stato corrente. Dispone di uno switch gigabit L2+ integrato (switching non bloccante con un throughput di 24 Gbit/s, velocità di commutazione frame di 17,8 milioni di pacchetti/s) e quattro porte 1000Base-T/SFP combinate. Questa opzione può essere utilizzata per la ridondanza del canale: quando due connettori (SC e RJ45) sono collegati contemporaneamente, l'ottica funziona e, in caso di guasto nel canale ottico, passa automaticamente al rame. L'alimentatore e la porta della console per questa modifica si trovano sul pannello posteriore. Questi modelli sono realizzati in un case standard da 1U e sono consigliati per l'uso in reti in rapida crescita. Il modello più produttivo è modulare. Il suo chassis da 4,5U offre spazio per un massimo di sedici OLC-2301. Ciascuno di questi moduli lineari ha una porta GEPON e una porta combinata 1000Base-T/SFP. Lo chassis ospita anche un modulo di controllo e un doppio alimentatore ridondante. I moduli lineari sono sostituibili a caldo, il che ha un effetto positivo sulla facilità di manutenzione della rete e sull'affidabilità della fornitura del servizio. Il numero massimo di OLT-2300 può supportare 512 abbonati. Tutti i moduli ottici degli interruttori sono progettati per un raggio d'azione di 20 km.

OLT-1308

Gli ultimi aggiornamenti firmware per i modelli OLT-1308/OLT-1308H consentono a 64 anziché 32 abbonati di operare su un canale, riducendo significativamente il costo di una connessione. Non esiste ancora tale opzione per OLC-2301.

Telaio OLT-2300

Tutti gli switch GEPON supportano i protocolli STP/RSTP e meccanismi di prioritizzazione e organizzazione del traffico reti virtuali(inclusi Port Based e 802.1Q). L'efficienza delle trasmissioni multicast è garantita dal supporto per IGMP v.2, proxy IGMP, snooping IGMP e MVR. Per il controllo sono fornite porte RS-232 e 10/100Base-TX. Gli switch possono essere configurati tramite l'interfaccia Web (è supportato SSL, è possibile installare fino a cinque account, esempi di screenshot sono , , ), telnet, SSH, FTP o la porta della console. I numeri di porta di tutti i servizi possono essere modificati. È possibile limitare l'accesso tramite indirizzi IP. L'interfaccia web ha un sistema di aiuto integrato.

Il dispositivo trova automaticamente tutti i modem dell'abbonato collegati e consente di assegnare loro profili specifici. Includono impostazioni per velocità, filtraggio, VLAN, priorità e altri parametri. È possibile utilizzare il protocollo di autenticazione 802.1x.

Gli interruttori consentono inoltre di monitorare le condizioni fisiche: vengono controllate temperature, velocità della ventola e tensioni. Per le reti di grandi dimensioni, gli switch beneficeranno del supporto SNMP e della compatibilità con il sistema di gestione NetAtlas EMS. Inoltre, è possibile combinare i dispositivi in ​​cluster per la gestione generale.

Al momento ZyXEL non dispone di modelli con iniettori CATV integrati. Tuttavia, per miscelare il segnale TV in un canale ottico, è possibile utilizzare splitter esterni e convertitori multimediali coassiali/ottici.

ONU-631HA

Il primo modello di modem GEPON per abbonato è il . Funziona in modalità bridge, è di facile manutenzione ed è controllato esclusivamente dal provider tramite un protocollo speciale. Per l'utente, offre una porta Gigabit Ethernet standard. Esistono due modifiche ai modem: con gli indici -11 e -12. Il primo funziona a distanze fino a 10 km e il secondo fino a 20 km. Il case è in plastica scura; sul pannello frontale sono presenti diversi indicatori (alimentazione, PON, LAN, velocità LAN, duplex). Sul lato posteriore sono presenti due porte di rete (ottica e rame) e un ingresso per l'alimentazione (12 V 1,5 A). Questo modello è posizionato per il collegamento di abbonati aziendali ed estensioni di rete dell'operatore.

ONU-634HA

Il secondo modello è più interessante per la connessione degli utenti domestici: dispone di uno switch a 4 porte integrato gestito centralmente con collegamento VLAN 802.1Q alle porte Fast Ethernet. Come il 631, è completamente configurato dal fornitore, il che riduce i costi di manutenzione. Ora ci sono anche campioni ONU-634FA: quattro porte di rete e un'uscita TV via cavo, che consente di collegare direttamente una normale TV a un modem GEPON.

ONU-634FA

Prezzi consigliati per le apparecchiature GEPON
Modello	Costo ($)	Costo per abbonato ($)
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 (per 512 abbonati)

Per costruire una rete avrete bisogno anche di splitter (il costo approssimativo va da 400 rubli per 1x2 a 4000 rubli per 1x8, ci sono anche modelli 1x32), un cavo ottico monomodale (il costo è pari al prezzo di un UTP cavo: i prezzi per il cavo in fibra partono da 7-8 rubli al metro) e connettori (da 100.140 rubli per connessione).

Il test dell'apparecchiatura descritta come parte dello switch OLT-1308 e dei modem ONU-631A è stato effettuato sul sito di test ZyXEL utilizzando il pacchetto di test Ixia Chariot. Nella tabella sono riportati i risultati per il funzionamento simultaneo di uno, due e tre client (pacchetti di dimensione massima, Mbit/s). I modem erano collegati a una delle porte dello switch tramite uno splitter. Si può vedere che in caso di carico massimo le velocità sono distribuite uniformemente su tutti i client. Notiamo anche l'elevata efficienza del trasferimento dei dati, inclusa la modalità operativa di più client: la velocità totale coincide praticamente con la massima possibile.

In generale, si può notare che la tecnologia non è difficile da configurare e utilizzare e funziona secondo le specifiche. Le velocità corrispondono a quelle familiari delle reti in rame Gigabit.

conclusioni

La tecnologia GEPON può essere utilizzata con successo per organizzare i canali di comunicazione ottica verso l'abbonato ed è particolarmente efficace in caso di restrizioni sulla posa dei cavi e sull'installazione di apparecchiature attive sulla linea. L'efficacia di questa soluzione dipende da molti fattori e sicuramente non è possibile affermare inequivocabilmente che questa sia la soluzione migliore, tutto dipende dalle specifiche esigenze del cliente; Tuttavia, le stime effettuate consentono di concludere che ancora oggi, in alcuni casi, il costo per collegare gli abbonati domestici tramite fibra ottica non può superare i 500 dollari.

Per quanto riguarda le apparecchiature descritte, ZyXEL offre oggi una linea completa di dispositivi GEPON che consente di creare reti ottiche di qualsiasi scala con tutti i sistemi di controllo e le tecnologie necessarie per migliorare l'affidabilità.

tutto sulle reti ottiche passive (PON)

Un paio di anni fa abbiamo già pubblicato una breve introduzione alle reti ottiche passive (PON). Tuttavia, a quel tempo, il mercato stava appena dando uno sguardo più da vicino a questa tecnologia relativamente giovane: le prime installazioni di reti PON stavano appena apparendo nel mondo, e il loro numero era solo poco. A quel tempo non si parlava dell'arrivo del PON in Bielorussia. Oggi la situazione è cambiata: il PON si è dimostrato eccellente nelle reti dei grandi operatori di tutto il mondo e si sta gradualmente diffondendo alle masse, diventando una soluzione ultimo miglio conveniente e attraente anche per gli operatori più piccoli.
Ci sono stati progressi anche in Bielorussia: Solo ha rilevato le apparecchiature PON prodotte da Terawave Communications. Cosa che ho riferito volentieri al seminario tenutosi a Minsk il 9 agosto.
Ecco una buona ragione per un materiale tecnico ampio, dettagliato e comprensibile sul PON, l'introduzione di cui stai leggendo :)
Vi parleremo della dotazione nei prossimi numeri, tenete d'occhio la sezione hardware.

Architettura della rete PON

Lo sviluppo di Internet, compreso l'emergere di nuovi servizi di comunicazione, contribuisce alla crescita dei flussi di dati trasmessi sulla rete e costringe gli operatori a cercare modi per aumentare la capacità delle reti di trasporto. Quando si sceglie una soluzione è necessario considerare:
- diversità delle esigenze degli abbonati;
- potenzialità di sviluppo della rete;
- efficienza.
Nel mercato in via di sviluppo delle telecomunicazioni è pericoloso sia prendere decisioni affrettate sia aspettare di più tecnologia moderna. Inoltre, secondo gli autori, tale tecnologia è già apparsa: questa è la tecnologia delle reti ottiche passive PON (rete ottica passiva).
Una rete di distribuzione dell'accesso PON basata su un'architettura ad albero di cablaggio in fibra con splitter ottici passivi ai nodi può essere la più conveniente e in grado di supportare la trasmissione a banda larga di una varietà di applicazioni. Allo stesso tempo, l’architettura PON ha l’efficienza necessaria per aumentare sia i nodi della rete che il throughput, a seconda delle esigenze presenti e future degli abbonati.
La realizzazione delle reti di accesso procede attualmente principalmente in quattro direzioni:
- reti basate sugli esistenti doppini telefonici in rame e sulla tecnologia xDSL;
- reti ibride fibra-coassiale (HFC);
- rete senza fili;
- reti in fibra ottica.
L'utilizzo delle tecnologie xDSL in continuo miglioramento rappresenta il modo più semplice ed economico per aumentare la capacità di un sistema di cablaggio in rame a doppino intrecciato esistente. Per gli operatori quando è necessario fornire velocità fino a 1-2 Mbit/s, questo percorso è il più economico e giustificato. Tuttavia, velocità di trasmissione fino a decine di megabit al secondo sui sistemi di cavi esistenti, tenendo conto delle lunghe distanze (fino a diversi chilometri) e del rame di bassa qualità, sembrano essere una soluzione difficile e piuttosto costosa.
Un'altra soluzione tradizionale sono le reti ibride fibra-coassiale (HFC, Hybrid Fiber-Coaxis). Il collegamento di più modem via cavo a un segmento coassiale riduce il costo medio di costruzione delle infrastrutture di rete per abbonato e rende tali soluzioni attraenti. In generale, la limitazione progettuale sulla larghezza di banda rimane qui.
Le reti di accesso senza fili possono risultare attraenti laddove sussistono difficoltà tecniche nell'utilizzo delle infrastrutture via cavo. La comunicazione wireless per sua natura non ha alternative ai servizi mobili. Negli ultimi anni, accanto alle tradizionali soluzioni basate sull'accesso radio e ottico su Ethernet, si è diffusa sempre più la tecnologia WiFi, che consente una larghezza di banda complessiva fino a 10 Mbit/s e nel prossimo futuro fino a 50 Mbit/s.
Va sottolineato che per le tre aree elencate un ulteriore incremento della capacità di rete si associa a grandi difficoltà che non sono presenti quando si utilizza un mezzo trasmissivo come la fibra.
Pertanto, l'unico modo per garantire che la rete sia in grado di gestire nuove applicazioni che richiedono velocità di trasmissione sempre maggiori è posare un cavo ottico dall'ufficio centrale al cliente domestico o aziendale. Questo è un approccio molto radicale. E solo 5 anni fa era considerato estremamente costoso. Tuttavia, oggigiorno, grazie alla significativa riduzione dei prezzi dei componenti ottici, questo approccio è diventato rilevante. Oggi, stabilire l'OK per l'organizzazione di una rete di accesso è diventato vantaggioso sia durante l'aggiornamento delle vecchie che durante la costruzione di nuove reti di accesso (ultimi chilometri). Ci sono molte opzioni quando si tratta di scegliere la tecnologia di accesso in fibra ottica. Insieme alle soluzioni tradizionali basate su modem ottici, Ethernet ottica e tecnologia Micro SDH, sono emerse nuove soluzioni che utilizzano l'architettura di rete ottica passiva PON.

topologie fondamentali delle reti di accesso ottico

Esistono quattro topologie principali per la realizzazione delle reti di accesso ottico: “punto-punto”, “ad anello”, “albero con nodi attivi”, “albero con nodi passivi”.

punto a punto (P2P)

La topologia P2P (Fig. 1) non impone restrizioni sulla tecnologia di rete utilizzata. Il P2P può essere implementato per qualsiasi standard di rete, nonché per soluzioni non standard (proprietarie), come i modem ottici. Dal punto di vista della sicurezza e della protezione delle informazioni trasmesse, una connessione P2P garantisce la massima sicurezza per i nodi abbonati. Poiché CC deve essere instradato individualmente all'abbonato, questo approccio è il più costoso ed è interessante soprattutto per i grandi abbonati.

Riso. 1. Topologia punto-punto.

squillo

La topologia ad anello (Fig. 2.) basata su SDH si è affermata nelle reti di telecomunicazione urbane. Tuttavia, non tutto va bene nelle reti di accesso. Se, quando si costruisce un'autostrada cittadina, la posizione dei nodi viene pianificata in fase di progettazione, nelle reti di accesso è impossibile sapere in anticipo dove, quando e quanti nodi di abbonato verranno installati. Con la connessione territoriale e temporanea degli utenti, la topologia ad anello può trasformarsi in un anello fortemente spezzato con molti rami che vengono collegati rompendo l'anello e inserendo segmenti aggiuntivi; In pratica, tali anelli sono spesso combinati in un unico cavo, il che porta alla comparsa di anelli che assomigliano più a una linea spezzata - anelli "crollati", che riducono significativamente l'affidabilità della rete. In effetti, il vantaggio principale della topologia ad anello è ridotto al minimo.

Riso. 2. Topologia ad anello.

albero con nodi attivi

Un albero con nodi attivi (Fig. 3.) è una soluzione economica in termini di utilizzo delle fibre. Questa soluzione si inserisce bene nell'ambito dello standard Ethernet con una gerarchia di velocità dal nodo centrale agli utenti 1000/100/10 Mbit/s (1000Base-LX, 100Base-FX, 10Base-FL). Ogni nodo dell'albero deve però contenere un dispositivo attivo (relativamente alle reti IP, uno switch o un router). Le reti di accesso Ethernet ottiche, che utilizzano prevalentemente questa topologia, sono relativamente economiche. Lo svantaggio principale è la presenza di dispositivi attivi sui nodi intermedi che necessitano di alimentazione individuale.

Riso. 3. Topologia "albero con nodi attivi".

albero con fan-out ottico passivo PON (P2MP)

Le soluzioni basate sull'architettura PON (Fig. 4.) utilizzano la topologia logica punto-multipunto P2MP (punto-multipunto), che è la base della tecnologia PON, è possibile collegare un intero segmento in fibra ottica dell'architettura ad albero; ad una porta del nodo centrale, coprendo decine di abbonati. Allo stesso tempo, nei nodi intermedi dell'albero vengono installati splitter ottici (splitter) compatti e completamente passivi che non richiedono alimentazione o manutenzione.

Riso. 4. Topologia "Albero con ramificazione ottica passiva".

È noto che il PON consente di risparmiare sull'infrastruttura via cavo riducendo la lunghezza totale delle fibre ottiche, poiché nel tratto dal nodo centrale allo splitter viene utilizzata una sola fibra. Viene prestata meno attenzione a un'altra fonte di risparmio: la riduzione del numero di trasmettitori e ricevitori ottici nel nodo centrale. Nel frattempo, il risparmio del secondo fattore risulta in alcuni casi ancora più significativo. Pertanto, secondo le stime di NTT, una configurazione PON con splitter nella sede centrale in prossimità del nodo centrale risulta essere più economica di una rete punto-punto, anche se non vi è praticamente alcuna riduzione della lunghezza della rete. fibra ottica! Inoltre, se le distanze dagli abbonati non sono grandi (come in Giappone), tenendo conto dei costi operativi (in Giappone questo è un fattore significativo), risulta che il PON con uno splitter nell'ufficio centrale è più economico del PON con uno splitter vicino ai nodi abbonati.
Vantaggi dell'architettura PON:
- assenza di nodi attivi intermedi; risparmio di fibra;
- salvataggio dei ricetrasmettitori ottici nel nodo centrale;
- facilità di connessione di nuovi abbonati e facilità di manutenzione (la connessione, la disconnessione o il guasto di uno o più nodi abbonati non pregiudica in alcun modo il funzionamento degli altri).
La topologia ad albero P2MP consente di ottimizzare il posizionamento degli splitter ottici in base alla posizione effettiva degli abbonati, al costo di posa dei cavi e al funzionamento della rete via cavo.
Gli svantaggi includono la maggiore complessità della tecnologia PON e la mancanza di ridondanza nella topologia ad albero più semplice.

principio di funzionamento del PON

L'idea principale dell'architettura PON è l'utilizzo di un solo modulo ricetrasmettitore nell'OLT per trasmettere informazioni a più dispositivi di abbonati ONT e ricevere informazioni da essi. L'implementazione di questo principio è mostrata in Fig. 5.
Il numero di nodi di abbonato collegati a un modulo ricetrasmettitore OLT può essere pari a quello consentito dal budget di potenza e dalla velocità massima dell'apparecchiatura ricetrasmettitore. Per trasmettere il flusso di informazioni da OLT a ONT - flusso diretto (a valle), di norma viene utilizzata una lunghezza d'onda di 1550 nm. Al contrario, i flussi di dati dai diversi nodi di abbonato al nodo centrale, che insieme formano il flusso inverso (downstream), vengono trasmessi ad una lunghezza d'onda di 1310 nm. OLT e ONT dispongono di multiplexer WDM integrati che separano i flussi in uscita e in entrata.

Riso. 5. Elementi base dell'architettura e principio di funzionamento del PON

flusso diretto

Viene trasmesso il flusso diretto a livello dei segnali ottici. Ogni ONT, leggendo i campi dell'indirizzo, seleziona da questo flusso generale una parte delle informazioni destinate esclusivamente a lui. In effetti, abbiamo a che fare con un demultiplexer distribuito.

flusso inverso

Tutti i nodi abbonati ONT trasmettono nel flusso inverso sulla stessa lunghezza d'onda, utilizzando il concetto TDMA (accesso multiplo a divisione di tempo). Per eliminare la possibilità che segnali provenienti da ONT diverse si incrocino, ciascuna di esse ha il proprio programma di trasmissione dati individuale, tenendo conto di un adeguamento per il ritardo associato alla rimozione di questa ONT dall'OLT. Il protocollo TDMA MAC risolve questo problema.

norme PON

I primi passi nella tecnologia PON furono mossi nel 1995, quando un influente gruppo di sette aziende (British Telecom, France Telecom, Deutsche Telecom, NTT, KPN, Telefonica e Telecom Italia) creò un consorzio per implementare l'idea dell'accesso multiplo su Internet. una singola fibra. Questa organizzazione informale, supportata da ITU-T, è chiamata FSAN (full service access network). Molti nuovi membri – sia operatori che produttori di apparecchiature – si sono uniti alla fine degli anni '90. L'obiettivo di FSAN era quello di sviluppare linee guida e requisiti comuni per le apparecchiature PON in modo che i produttori e gli operatori delle apparecchiature potessero coesistere insieme in un mercato competitivo dei sistemi di accesso PON. Oggi FSAN conta 40 operatori e produttori e lavora a stretto contatto con organizzazioni di standardizzazione come ITU-T, ETSI e ATM Forum.

Alcuni standard ITU-T che regolano la tecnologia xPON.

APON/BPON

A metà degli anni '90, l'opinione generalmente accettata era che solo il protocollo ATM fosse in grado di garantire una qualità accettabile dei servizi di comunicazione QoS tra gli abbonati finali. Pertanto FSAN, volendo garantire il trasporto di servizi multiservizi attraverso la rete PON, ha scelto come base la tecnologia ATM. Di conseguenza, nell'ottobre 1998, è apparso il primo standard ITU-T G.983.1, basato sul trasporto di celle ATM nell'albero PON e denominato APON (ATM PON). Poi nel corso degli anni nella serie G.983.x (x=1–7) sono apparse numerose nuove modifiche e raccomandazioni e la velocità di trasmissione è aumentata a 622 Mbit/s. Nel marzo 2001 è apparsa la raccomandazione G.983.3, che aggiunge nuove entità allo standard PON:
- trasmissione di varie applicazioni (voce, video, dati) - ciò ha effettivamente consentito ai produttori di aggiungere interfacce appropriate sull'OLT per la connessione alla rete dorsale e sull'ONT per la connessione agli abbonati;
- espansione della gamma spettrale – apre la possibilità di servizi aggiuntivi su altre lunghezze d'onda sotto lo stesso albero PON, ad esempio, trasmettere la televisione su una terza lunghezza d'onda (triple play).
Lo standard APON così ampliato prende il nome BPON (broadband PON).
APON oggi consente DBA (allocazione dinamica della larghezza di banda) tra varie applicazioni e vari ONT ed è progettato per fornire servizi sia a banda larga che a banda stretta.
Le apparecchiature APON di diversi produttori supportano interfacce trunk: SDH (STM-1), ATM (STM-1/4), Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, video (SDI PAL) e interfacce di abbonato E1 (G.703), Ethernet 10/ 100Base-TX, telefonia (FXS).
A causa della natura broadcast del flusso di inoltro nell'albero PON e del potenziale accesso non autorizzato ai dati da parte di un ONT a cui i dati non sono destinati, APON offre la possibilità di inoltrare il flusso di dati utilizzando tecniche di crittografia con chiavi pubbliche. Non è necessario crittografare il flusso di ritorno poiché l'OLT si trova presso la sede dell'operatore.

PON G.983.1 Nozioni di base sullo standard

Nel novembre 2000 l'LMSC (Comitato per gli standard LAN/MAN) IEEE ha creato una commissione speciale denominata "Ethernet in the first mile" (EFM, Ethernet in the first mile) 802.3ah, realizzando così il desiderio di molti esperti di costruire una rete PON architettura quanto più vicina alle diffuse reti Ethernet. Parallelamente viene creata l'alleanza EFMA (alleanza Ethernet nel primo miglio), creata nel dicembre 2001. L'alleanza EFMA e la commissione EFM sono infatti complementari e lavorano a stretto contatto sullo standard. Mentre l'EFM si concentra su questioni tecniche e sullo sviluppo di standard all'interno dell'IEEE, l'EFMA studia maggiormente gli aspetti industriali e commerciali dell'utilizzo delle nuove tecnologie. L'obiettivo della collaborazione è raggiungere il consenso tra operatori e produttori di apparecchiature e sviluppare lo standard IEEE 802.3ah, che è pienamente compatibile con lo standard IEEE 802.17 backbone packet ring in fase di sviluppo.
La Commissione EFM 802.3ah deve standardizzare tre tipi di soluzioni di rete di accesso:
EFMC (rame EFM) – soluzione punto-punto utilizzando doppini di rame intrecciati. Ad oggi, il lavoro su questo standard è stato quasi completato. Delle due alternative tra le quali si è svolta la battaglia principale – G.SHDSL e ADSL+ – la scelta è stata fatta a favore di G.SHDSL.
EFMF (fibra EFM) – soluzione basata su connessione in fibra punto-punto. Qui è necessario standardizzare varie opzioni: “duplex su una fibra, alle stesse lunghezze d'onda”, “duplex su una fibra, a diverse lunghezze d'onda”, “duplex su una coppia di fibre”, nuove opzioni per i ricetrasmettitori ottici. Soluzioni simili vengono offerte da diverse aziende come “proprietarie” da diversi anni. E' ora di standardizzarli.
FEMP (PON EFM) – soluzione basata su una connessione punto-multipunto su fibra. Questa soluzione, che è essenzialmente un'alternativa ad APON, ha ricevuto il nome simile EPON.
Attualmente, lo sviluppo degli standard 802.3ah, compreso l’EFMP, è nelle fasi finali e l’adozione è prevista quest’anno. Gli argomenti a favore della tecnologia EPON sono rafforzati dall'attenzione di Internet esclusivamente al protocollo IP e agli standard Ethernet.

GPON

L'architettura della rete di accesso GPON (Gigabit PON) può essere considerata come una continuazione organica della tecnologia APON. Allo stesso tempo si realizza sia un aumento della larghezza di banda della rete PON che un aumento dell'efficienza di trasmissione di varie applicazioni multiservizio. Standard GPON ITU-T Rec. G.984.3 GPON è stato adottato nell'ottobre 2003.
GPON fornisce una struttura di frame scalabile con velocità di trasmissione da 622 Mbps a 2,5 Gbps, supporta bit rate simmetrici e asimmetrici nell'albero PON per downstream e upstream e si basa sullo standard ITU-T G.704.1 GFP (protocollo di framing generico), fornire l'incapsulamento in un protocollo di trasporto sincrono di qualsiasi tipo di servizio (incluso TDM). Gli studi dimostrano che anche nel caso peggiore di distribuzione del traffico e fluttuazioni del flusso, l’utilizzo della larghezza di banda è del 93% rispetto al 71% di APON, per non parlare di EPON.
Se in SDH la divisione di banda avviene in modo statico, allora il GFP (protocollo di framing generico), pur mantenendo la struttura del frame SDH, consente l'allocazione dinamica della banda.

confronto tra tecnologie APON, EPON, GPON

La tabella fornisce un'analisi comparativa di queste tre tecnologie.

Appunti:
1 – discusso nel progetto.
2 – lo standard consente l'espansione della rete fino a 128 ONT.
3 – La trasmissione è consentita nelle direzioni avanti e indietro alla stessa lunghezza d'onda.
4 – svolta ai livelli più alti.

di più su APON

E ora: alcune specifiche puramente tecniche su come funzionano le reti PON. Ad esempio viene presa la varietà APON.
L'interazione del nodo dell'abbonato con quello centrale inizia con la creazione di una connessione. Dopodiché i dati vengono trasferiti. Tutto questo avviene secondo il protocollo APON MAC. Durante il processo di creazione della connessione viene avviata una procedura di classificazione che comprende: classificazione della distanza, classificazione della potenza e sincronizzazione. Il nodo centrale, come un direttore d'orchestra, garantisce il lavoro coordinato di tutti i nodi abbonati: i membri dell'orchestra.

APON MAC - protocollo per l'interazione tra il nodo centrale e l'abbonato

Il protocollo MAC per i sistemi di accesso APON risolve tre problemi:
- eliminazione delle collisioni tra trasmissioni nel flusso inverso;
- suddivisione chiara, efficiente e dinamica della fascia di flusso di ritorno;
- Mantenere la migliore negoziazione possibile per il trasporto delle applicazioni avviate dall'utente finale.
Il protocollo APON MAC si basa su un meccanismo di richiesta/concessione. L'idea principale è inviare richieste dall'ONT alla banda richiesta. Sulla base della conoscenza di come viene caricato il flusso inverso e di quali servizi sono assegnati a priori a un particolare ONT, l'OLT prende una decisione sull'elaborazione di queste richieste.

procedure di classificazione

L'inizializzazione della rete PON si basa su tre procedure: determinazione delle distanze dall'OLT ai diversi ONT (distance range); sincronizzazione di tutti gli ONT (intervallo di clock); e determinare, durante la ricezione all'OLT, le intensità dei segnali ottici provenienti da diversi ONT (power range).

classifica per distanza

La distanza - che determina il ritardo associato alla rimozione di ONT da OLT - viene eseguita nella fase di registrazione dei nodi abbonati ed è necessaria per garantire un trasporto senza collisioni e creare una sincronizzazione unificata nel flusso inverso.
Innanzitutto, l'amministratore di rete inserisce i dati sulla nuova ONT nell'OLT numero di serie, parametri dei servizi forniti da ONT. Quindi, dopo aver collegato fisicamente questo nodo di abbonato alla rete PON e averne acceso l'alimentazione, il nodo centrale inizia il processo di classificazione. La classificazione con ONT, registrata nel registro OLT, avviene ogni volta che si accende ONT. Quando l'alimentazione viene spenta e riaccesa sull'OLT, la misurazione avviene con tutti gli ONT registrati.
L'OLT, inviando un segnale all'ONT classificato, ascolta la sua risposta e, in base a ciò, calcola il ritardo sul doppio viaggio RTT (round trip time), quindi trasmette il valore calcolato all'ONT nel flusso diretto . In base a ciò, il nodo abbonato ONT introduce un opportuno ritardo, che precede l'inizio dell'invio della trama nel flusso inverso. I nodi di abbonato situati a distanze diverse introdurranno ritardi diversi. In questo caso, la somma del ritardo hardware introdotto e del ritardo nella propagazione del segnale luminoso lungo il percorso ottico da ONT a OLT sarà la stessa per tutti i nodi abbonati.
Tenendo conto del fatto che le distanze OLT-ONT possono variare entro ampi limiti (lo standard G.983.1 definisce il range 0-20 km), stimiamo le possibili variazioni di ritardo. Se consideriamo che la velocità della luce in una fibra è 2*105 km/s, allora un aumento della distanza OLT-ONT di 1 km corrisponderà ad un aumento del tempo di ritardo su un doppio percorso di 10 μs. E per una distanza di 20 km, l'RTT sarà di 0,2 ms. In realtà, questo è il tempo teorico minimo impiegato da un OLT per eseguire la classificazione con un singolo ONT. Lo spostamento in base alla distanza di un numero maggiore di nodi abbonati avviene in sequenza e richiede un aumento proporzionale del tempo di classificazione totale. Durante questo periodo, il flusso inverso non può essere utilizzato per la trasmissione di dati da parte di altri ONT.
Una volta completata la classifica delle distanze, l'OLT, sulla base dei servizi prescritti per ciascuna ONT e utilizzando il protocollo MAC, decide quale nodo di abbonato trasmettere in ciascuna specifica fascia oraria.
Si noti che il ritardo totale durante l'invio di un frame al flusso inverso è introdotto non solo dal tempo finito di propagazione del segnale lungo la fibra, ma anche dagli elementi elettronici OLT e ONT. Il ritardo da parte di quest'ultimo potrebbe subire una leggera deriva, ad esempio a causa delle fluttuazioni della temperatura dell'apparecchiatura. Pertanto, nella fase di trasmissione dei dati, l'OLT informa l'ONT di piccoli aggiustamenti al ritardo introdotto nel flusso inverso - microranging. Di conseguenza, la precisione con cui vengono stabilizzati i frame inviati da diversi ONT è di 2–3 bit.

classifica per potere

Power range - modifica della soglia di discriminazione di un fotorilevatore per aumentare la sensibilità del fotorilevatore o per evitare la sua saturazione indesiderata. Poiché gli ONT vengono rimossi distanze diverse da OLT, le perdite di inserzione nei segnali ottici quando propagati attraverso l'albero PON saranno diverse. Ciò può portare al malfunzionamento dei fotorilevatori a causa della debolezza del segnale o del sovraccarico.
Esistono due possibili vie d'uscita da questa situazione: regolare la potenza dei trasmettitori ONT o regolare la soglia di risposta sul fotorilevatore OLT. La seconda opzione è stata scelta perché più affidabile.
La soglia del fotorilevatore OLT viene regolata ogni volta che un nuovo pacchetto ATM viene ricevuto dal flusso di preambolo inverso in base alla misurazione della potenza integrale nel preambolo del pacchetto.
È inoltre richiesta la regolazione della potenza su tutti gli ONT. Questa operazione viene eseguita in modo simile, ma solo una volta prima di sincronizzare il ricevitore per funzionare con il flusso TDM sincrono proveniente dall'OLT. Quindi la potenza integrata sull'ONT viene calcolata continuamente e la soglia di discriminazione del fotorilevatore viene regolata in modo uniforme.

sincronizzazione

La sincronizzazione o la variazione di fase è necessaria sia per il flusso diretto che per quello inverso.
I nodi abbonati ONT vengono sincronizzati all'inizio della loro inizializzazione e quindi mantengono costantemente la sincronizzazione, adattandosi al traffico TDM continuo proveniente dall'OLT ed effettuando quella che viene comunemente chiamata ricezione dati sincrona.
Al contrario, il nodo OLT centrale viene ogni volta sincronizzato secondo il preambolo di un nuovo pacchetto ATM in arrivo. In questo caso non è sufficiente conoscere il ritardo calcolato nella fase di classificazione della distanza da parte dell'ONT che ha inviato questo pacchetto: è necessaria una maggiore precisione. Il metodo di ricezione dei dati con sincronizzazione del preambolo è solitamente chiamato asincrono. La sincronizzazione del preambolo è simile alla soluzione nella tecnologia Ethernet da 10 megabit con una dimensione del preambolo di 64 bit (8 byte). Tuttavia, mantenere la stessa dimensione del preambolo per un pacchetto ATM relativamente piccolo (nell'upstream) comporterebbe un utilizzo enormemente inefficiente della larghezza di banda. Per la tecnologia APON è stata sviluppata una nuova tecnica di sincronizzazione, basata sul metodo CPA (clock Phase Allinement), che consente di effettuare la sincronizzazione necessaria dopo aver ricevuto solo tre bit! È stata scelta la dimensione più grande del preambolo del pacchetto ATM a monte perché il preambolo svolge anche la funzione di fornire una procedura di classificazione della potenza.

Struttura del telaio APON per flusso diretto e inverso

Per gestire il meccanismo di richiesta/concessione, FSAN ha definito una struttura di frame APON per i flussi forward e reverse. Questo formato è stato standardizzato dall'ITU-T nella raccomandazione G.983.1. Nella fig. La Figura 6 mostra il formato del frame APON per la modalità di traffico simmetrico 155/155 Mbit/s. Un frame downstream è costituito da 56 celle ATM da 53 byte. Il frame upstream è costituito da 52 pacchetti ATM da 56 byte ciascuno e uno slot MBS con una lunghezza totale anch'esso di 56 byte, discusso di seguito.

Riso. 6. Formato frame ITU G.983: struttura del frame a flusso diretto e inverso.

flusso diretto

I permessi di trasmissione vengono inviati a raffica in speciali celle di servizio ATM, due per frame, chiamate celle PLOAM (operazione e manutenzione del livello fisico). Seguono rigorosamente regolarmente, alternandosi con 27 celle di dati. Una cella PLOAM contiene 26 permessi per ONT, ciascuno per trasmettere un solo (!) pacchetto ATM. Le restanti 54 celle nel frame di inoltro trasportano dati e non vengono utilizzate per il meccanismo di richiesta/permesso.

flusso inverso

Il flusso inverso rappresenta una raccolta di burst di dati provenienti da diversi ONT. Il nodo abbonato può trasmettere dati solo dopo aver ricevuto l'autorizzazione appropriata letta dalla cella PLOAM. I pacchetti di dati da ONT a APON vengono trasmessi in pacchetti ATM. L'unica differenza tra un pacchetto ATM e una cella è che il pacchetto ha un preambolo aggiuntivo di 3 byte. Pertanto la lunghezza di un pacchetto ATM è di 56 byte. Il preambolo non è necessario per le celle nel flusso diretto a causa della modalità di ricezione dei dati sincrona, come discusso sopra. I primi due bit del preambolo non contengono un segnale ottico, il che è sufficiente per eliminare la sovrapposizione di pacchetti di ONT diversi: leggere fluttuazioni nel ritardo durante la propagazione del segnale sono inevitabili nella linea.
Se consideriamo che è richiesta una concessione di trasmissione per ciascun pacchetto ATM, allora il numero totale di concessioni scritte nelle celle PLOAM per un lungo periodo di tempo deve corrispondere al numero di pacchetti ATM emessi da tutti gli ONT durante questo periodo. Perché PLOAM si adatta a 26 permessi? Due celle PLOAM possono concedere il permesso di trasmettere 52 pacchetti ATM, lo stesso numero di quelli presenti nel frame ATM upstream.

Slot MBS

Lo slot MBS (multi burst slot) nel flusso inverso è uno slot di servizio. Informa l'OLT sulla natura delle richieste di trasmissione provenienti dall'ONT. Questo slot ha 8 sottocampi o minislot corrispondenti a diversi ONT (Fig. 7). Se il sistema PON è progettato per 32 nodi di abbonato, tutti i 32 ONT saranno in grado di trasmettere le proprie informazioni sulle richieste di trasmissione solo dopo quattro slot MBS trasmessi in sequenza, che costituisce un ciclo. In un sistema 64 ONT, un ciclo è costituito da otto slot MBS. La trasmissione di un frame alla velocità di 155 Mbit/s dura 0,15 ms. Ci vorranno 0,6 ms per trasmettere l'intero ciclo con 32 ONT. In altre parole, con una frequenza di 0,6 ms, l'ONT invia richieste di servizio sull'intento di trasmettere. L'ONT invia una richiesta quando nel suo buffer di uscita è stata formata una coda di trasmissione. Poiché l'ONT potrà trasmettere solo dopo aver ricevuto il permesso nella cella PLOAM, per stimare il tempo massimo dal momento in cui viene preparata la coda nel buffer fino all'inizio della trasmissione, è necessario aggiungere un ritardo sulla doppia corsa RTT al tempo di ciclo di 0,6 ms (per una rete con un raggio di 20 km RTT è 0,2 ms), risultando in 0,8 ms. A questo valore possono essere aggiunti ritardi hardware su OLT e ONT.

Riso. 7. Struttura degli slot MBS.

Un minislot è composto da 4 campi: un preambolo (3 byte), simile al preambolo di un pacchetto ATM; due campi ABR/GFR e VBR, lunghi 8 e 16 bit, corrispondenti a due tipologie di richieste di banda; campi somma di controllo CRC (8 bit).

affidabilità e ridondanza in APON

Il punto debole dei sistemi di accesso APON con una semplice topologia ad albero è la mancanza di ridondanza. Lo scenario peggiore in questo caso sarebbe che la fibra che va dall'OLT allo splitter più vicino (fibra feeder) sia danneggiata. L'intero segmento collegato tramite questa fibra perde la connessione: dozzine di nodi di abbonati, centinaia di abbonati rimangono senza rete. Il tempo medio di riparazione (MTTR) può variare notevolmente da diversi giorni a diverse settimane a seconda dell'operatore. In questo caso di guasto di una singola fibra, lo svantaggio della rete PON rispetto alla topologia ad anello SDH è chiaramente dimostrato.
Pertanto, già nella prima raccomandazione G.983.1 nell'Appendice IV, è stata discussa la questione della creazione di sistemi APON sicuri. A causa delle specificità della topologia PON, questo compito non è così semplice come nelle topologie ad anello SDH, poiché la banda di flusso inverso in PON è comune ed è formata da molti nodi di abbonato. Le raccomandazioni G.983.1 suggerivano di studiare quattro diverse topologie. Solo due di essi furono infine selezionati per lo sviluppo nella successiva raccomandazione G.983.5.
Nella fig. 8-10 mostra le principali opzioni di costruzione sistemi di backup PON. La prima soluzione (Fig. 8) prevede una ridondanza parziale dal nodo centrale. Per implementare questa soluzione è necessario uno splitter 2xN. Il nodo centrale è dotato di due moduli ottici LT-1 e LT-2, in cui terminano due fibre. In modalità normale, in assenza di danni alle fibre, il canale principale è attivo e attraverso di esso è organizzata la trasmissione duplex. Canale di riserva - inattivo - il diodo laser su LT-2 è spento. Il fotorilevatore sull'LT-2 può ascoltare il flusso inverso. Se la fibra del canale principale proveniente dal nodo centrale è danneggiata, il sistema ricetrasmettitore LT-2 viene attivato automaticamente e il modulo di multiplexing, commutazione e connessione incrociata sull'OLT passa ad esso, fornendo il trasporto dalle interfacce della dorsale. Per aumentare l'affidabilità è consigliabile prelevare le fibre di alimentazione da cavi ottici diversi fisicamente separati.

Riso. 8. Topologia PON protetta. Ridondanza parziale dal nodo centrale.

La ridondanza parziale da parte del nodo abbonato (Fig. 9) consente di aumentare l'affidabilità del nodo abbonato. In questo caso sono necessari due moduli ottici LT-1 e LT-2 per ogni nodo utente. Il passaggio al canale di backup è simile all'opzione precedente. Quando si prenotano i nodi di abbonato, non è necessario connettere tutti i nodi di abbonato tramite il flusso di backup. La differenza di costo dei nodi di abbonato con ridondanza (due moduli LT-1 e LT-2) e senza di essa (un modulo LT) consente un'offerta differenziata di servizi a diverse categorie di abbonati.

Riso. 9. Topologia PON protetta. Ridondanza parziale da parte del nodo abbonato.

Nella fig. La Figura 10 mostra un'opzione con ridondanza completa del sistema PON. Il sistema diventa resistente sia ai guasti delle apparecchiature di ricezione e trasmissione OLT e ONT, sia ai danni a qualsiasi sezione del sistema di cavi in ​​fibra ottica. I flussi di informazioni sull'ONT sono generati simultaneamente da entrambi i nodi LT-1 e LT-2 e trasmessi a due flussi inversi paralleli. All'OLT, solo una versione delle due copie dei segnali viene trasmessa più in basso lungo la dorsale. La duplicazione del traffico avviene allo stesso modo nel flusso in avanti. Se le interfacce in fibra o del ricetrasmettitore sono danneggiate, il passaggio al flusso di backup sarà molto rapido e non comporterà l'interruzione della comunicazione.

Riso. 10. Topologia PON protetta. Prenotazione completa.

La prima soluzione, oltre a fornire una ridondanza solo parziale, richiede un lungo tempo di riconfigurazione quando la fibra è danneggiata. Il contributo principale al ritardo deriva dal riscaldamento del laser sull'OLT (LT-2) e dall'esecuzione della procedura di misurazione. È praticamente difficile non superare i 50 ms, uno dei requisiti formulati nella raccomandazione G.983.5.
Conclusione. Per le configurazioni considerate proposte da ITU-T, quasi solo una soluzione completamente ridondante soddisfa tutti i requisiti e sembra essere la più attraente.

Petrenko I.I., Ubaydullaev R.R., Ph.D., Trasporti di telecomunicazioni.

Oppure Gigabit PON ha iniziato ad essere implementato relativamente di recente. Scopriamo quali sono diventati i prerequisiti per l'emergere della tecnologia GPON, quali prospettive ha e confrontiamola anche con le tecnologie concorrenti: PON e GEPON.

Il 2014 segnerà il 45° anniversario della prima sessione di comunicazione informatica condotta negli Stati Uniti a una distanza di circa 640 km. Questo evento è considerato l'inizio della nascita di Internet. Verità precedente World Wide Web La rete ARPANET a quel tempo era disponibile per una cerchia molto ristretta di persone e organizzazioni. Collegarsi ad esso per i fortunati “outsider” che dispongono di computer è diventato possibile solo nel 1991. Fu solo la comparsa del browser web NCSA Mosaic nel 1993 a fornire i prerequisiti per la crescita esplosiva del pubblico Internet globale. Quindi la storia dell’“Internet di massa” a partire dal 2013 ha solo 20 anni.

Nel primo decennio di sviluppo rete globale tra gli utenti che hanno prestato attenzione a un indicatore come "velocità di trasmissione del canale di comunicazione (velocità di trasferimento dati in bit)" o alla caratteristica "larghezza di banda" associata, c'erano "poche" persone che avevano familiarità con fondamenti teorici ingegneria radiofonica. E oggi tutti parlano di “velocità di Internet”. E tutti vogliono avere a disposizione “Internet ad alta velocità”.

Perché l'alta velocità? E qual è il limite a partire dal quale l'accesso a Internet può essere considerato “ad alta velocità”?

L'utente di massa associa la velocità di Internet innanzitutto agli intervalli di tempo per il download di video, musica e contenuti “pesanti” file grafici, il cui numero su Internet sta crescendo in modo esponenziale, e loro stessi si stanno “allargando”. I consumatori aziendali di servizi online (e più recentemente anche di servizi cloud) necessitano di una risposta rapida alle richieste nei sistemi di gestione aziendale che utilizzano.

Ciò significa che Internet ad alta velocità è un'esigenza urgente e non un capriccio (sia per gli “utenti” che per le aziende). Il “confine” da cui inizia Internet ad alta velocità, oggi, secondo gli esperti, è al livello di 10 Mb/s.

"Ottica" sostituisce "rame"

La rete informatica mondiale ha iniziato a svilupparsi sulla base dell'esistente linee telefoniche utilizzando le tecnologie xDSL. La versione più "avanzata" di questa famiglia "in rame": la tecnologia modem ADSL2+ fornisce una velocità di flusso in entrata di 24 Mb/s (in uscita - 1,2 Mb/s). Attualmente è il leader indiscusso nel numero di collegamenti in tutti i paesi del mondo. Tuttavia, le linee di comunicazione “in rame”, posate decenni fa, stanno diventando obsolete sia fisicamente che moralmente e vengono gradualmente sostituite dalle reti ottiche FTTx, il cui utilizzo consente di aumentare la velocità di scambio di informazioni su Internet di due ordini di metri. grandezza. E nel prossimo futuro, ancora di più.

Negli ultimi cinque anni è andato aumentando il processo di sostituzione dei percorsi dei cavi in ​​rame con quelli ottici e, secondo gli analisti, tra altri cinque anni il rapporto “ottica/rame” nelle telecomunicazioni cambierà radicalmente a favore dell'“ottica”.

L’architettura FTTx (Fiber to the x) è un tratto di linea di comunicazione in fibra ottica collegata da un lato alla stazione ricetrasmittente OLT (Optical Line Terminal) installata presso l’operatore, e dall’altro ai moduli ricetrasmettitori degli abbonati - ONT (Ottico Rete Terminale) o ONU (Ottico Rete Unità).

ONT è un terminale per uso personale (chiamato anche modem ottico) installato in un appartamento. ONU - progettato per l'installazione nell'armadio di distribuzione di un condominio e dispone di diverse porte per il collegamento di computer, televisori, telefoni situati negli appartamenti vicini.

ONT e ONU convertono i segnali ottici ricevuti dall'OLT in segnali elettrici (inviati, ad esempio, a computer, televisori, telefoni) ed eseguono anche la conversione inversa dei segnali elettrici ricevuti dai terminali utente in segnali ottici inviati all'OLT.

Se gli splitter (splitter passivi del segnale provenienti dall'OLT) vengono introdotti in una sezione di una linea ottica e gli ONT sono collegati alle loro uscite, tale transizione da una struttura FTTx a fibra singola a una struttura ad albero porterà alla formazione di una struttura passiva rete ottica - PON(Rete Ottica Passiva).

Il lavoro del PON è quello di organizzare l'accesso multiplo attraverso un'unica fibra ottica attraverso l'accesso multiplexing a divisione di tempo (TDMA) e la divisione di frequenza dei percorsi di ricezione e trasmissione ( Divisione della lunghezza d'onda Multiplexing- WDM). I multiplexer WDM che operano come parte di OLT e ONT separano i segnali diretti (in entrata) e inversi (in uscita), trasmessi a diverse lunghezze d'onda (diretto - 1,49 micron, inverso - 1,31 micron). A questi flussi si può aggiungere un segnale televisivo via cavo trasmesso ad una lunghezza d'onda di 1,55 micron.

I primi semi della tecnologia PON sono apparsi circa 15 anni fa e da allora l’Unione internazionale delle telecomunicazioni (ITU) ha pubblicato cinque standard per la trasmissione dei dati su fibra ottica. Le apparecchiature attive prodotte in conformità con i requisiti di questi standard forniscono velocità da 155 Mb/s a 2488 Mb/s. Le caratteristiche di questi standard saranno discusse di seguito, ma per ora sottolineiamo che i vantaggi comuni a tutti i tipi di tecnologie PON sono la capacità di espandere facilmente la base di abbonati, la sua manutenzione e modernizzazione, nonché bassi (rispetto al “rame” tecnologie) costi operativi.

GPON: il motore della norma

Il primo standard della famiglia PON - APON (ATM PON) è stato approvato dal MES alla fine del 1998 e l'anno successivo gli operatori di telecomunicazioni americani e giapponesi hanno iniziato a costruire linee ottiche passive. La trasmissione dei dati secondo questo standard avviene sulla base del protocollo ATM, che descrive un metodo di commutazione e multiplexing basato sulla trasmissione dei dati sotto forma di celle di dimensione fissa (celle ATM). Velocità di trasferimento dati: 155 Mb/s.

L'introduzione di nuove tecnologie in APON, in particolare l'assegnazione dinamica della larghezza di banda in base alle applicazioni, il supporto per SDH, FE, GE, SDI PAL, El, E/FE e i protocolli di telefonia, ha fornito funzionalità aggiuntive nei settori della trasmissione vocale, diversi video contenuti e broadcasting televisivo (prima apparizione della terza lunghezza d'onda nel PON). Ciò ha portato all'approvazione dello standard “figlia” dell'APON – BPON (Broadband PON). Allo stesso tempo, la velocità di trasferimento dati è aumentata a 622 Mb/s.

Il successivo "anello della catena" APON - BPON era lo standard GPON ( Gigabit capace Passivo Ottico Rete), la cui attuazione garantisce che la rete funzioni sia in modalità simmetrica che asimmetrica. La seconda modalità viene utilizzata più spesso, in cui la velocità di trasferimento dei dati nel flusso diretto raggiunge 2.488 Gb/s e nel flusso inverso - 1.244 Gb/s (di solito questi numeri sono arrotondati e si parla di 2,5 Gb/s e 1,25 Gb /S).

In genere, un PC domestico è collegato a un modem ottico (ONT) di una rete GPON tramite cavo a doppino intrecciato o connessione wireless (Wi-Fi). L'ONT dispone anche di porte per il collegamento di una TV e di un telefono VoIP.

Il protocollo di base della tecnologia GPON è diventato GFP (Generic Framing Protocol), sebbene vengano utilizzate anche le raccomandazioni TDMA, SDH, Ethernet e ATM.

Parallelamente al miglioramento delle tecnologie PON nel mondo, ha avuto luogo lo sviluppo delle reti Ethernet ottiche e i risultati di questo "ramo" di comunicazione nel campo della trasmissione dati ad alta velocità sono stati utilizzati nello standard EPON (Ethernet PON), che è stato sviluppato sulla base del protocollo MPCP (Multi-Point Control Protocol), gestendo più nodi. E la sua versione migliorata - GEPON(Gigabit EPON) nelle sue caratteristiche e capacità oggi è secondo solo al leader indiscusso delle tecnologie PON - GPON.

Cosa “cattura la tua attenzione” nella mini-recensione delle tecnologie utilizzate nelle reti ottiche passive di cui sopra? - Il fatto che le differenze nella loro funzionalità sono dovute principalmente ai protocolli di trasferimento dati che costituiscono la base degli standard.

GPON e GEPON: aritmetica semplice

Se si conoscono indicatori numerici (o anche descrizioni) che esprimono qualsiasi caratteristica degli oggetti che devono essere confrontati, allora tale confronto è abbastanza semplice da effettuare posizionando i numeri corrispondenti in una riga o colonna. E sarà subito chiaro “chi è migliore di chi”. Facciamo questo confronto tra GPON e GEPON.

Pertanto, la velocità di trasmissione in avanti di GPON è di 2,5 Gb/s e quella di GEPON è di 1,25 Gb/s.

Il numero massimo di nodi di abbonato per fibra per GPON è 64 e per GEPON - 16, il che comporta un costo inferiore di porta per abbonato nel terminale ottico dell'operatore prodotto secondo lo standard GPON e un consumo energetico significativamente inferiore da parte delle apparecchiature della stazione rispetto a quando si utilizza l'attrezzatura operatore GEPON standard.

L'utilizzo della larghezza di banda utilizzando la tecnologia GPON non è inferiore al 93% e l'utilizzo della tecnologia GEPON non supera il 60%. Questa differenza è dovuta al fatto che l'apparecchiatura GPON attiva utilizza la tecnologia di frammentazione dei frame GEM (GTC Encapsulation Method), che aumenta l'efficienza dell'utilizzo della larghezza di banda. La tecnologia GEPON non dispone di tale strumento.

Questa è tutta la “semplice aritmetica” che spiega la popolarità di GPON.

GPON: cavi per cablaggio domestico

La rete GPON è costituita da linee principali e di distribuzione. La lunghezza dei percorsi della dorsale GPON raggiunge attualmente i 20 km (nei prossimi anni gli sviluppatori della tecnologia GPON promettono di aumentare la lunghezza massima della fibra ottica della dorsale a 60 km). Le sezioni principali sono in fase di posa (maggiori informazioni posa del cavo in fibra ottica) utilizzando metodi tradizionali di posa aerea o interrata di cavi ottici con guaina protettiva, che garantisce la durabilità della linea del cavo in condizioni di elevata umidità e sbalzi di temperatura.

Per l'infrastruttura di distribuzione GPON, realizzata, ad esempio, all'interno di un condominio, vengono utilizzati cavi di derivazione e di risalita. Una caratteristica dei cavi di derivazione “a piani”, destinati a diramare una linea ottica da un cavo di distribuzione aereo, è la possibilità di un instradamento “flessibile” con piccoli raggi di curvatura prevista dalla loro progettazione.

I cavi montanti utilizzati per il cablaggio interpiano verticale contengono 6-12 fibre ottiche, che possono essere facilmente posate in cassette e la loro saldatura richiede molto meno tempo rispetto a saldatura di fibre ottiche altri tipi di cavi.

GPON: la velocità dell'evoluzione sta accelerando

I vantaggi dello standard GPON rispetto ad altri tipi di tecnologie PON sono innegabili sin dalla sua approvazione nel 2003. Tuttavia, secondo J’son & Partners Consulting, nel 2010 in Russia c’erano solo 80mila utenti di banda larga basati su GPON. Il principale ostacolo a una maggiore crescita, come quasi sempre accade quando un prodotto entra nel mercato, è stato il prezzo elevato delle apparecchiature ottiche attive. Negli ultimi anni, i prezzi dei ricetrasmettitori delle stazioni e dei modem ottici degli abbonati sono diminuiti in modo significativo, per cui entro l'inizio del 2017 (secondo gli analisti della stessa società), il numero di utenti GPON russi si avvicinerà ai 6 milioni, ovvero aumenterà di quasi 75 volte nei prossimi sette anni!

Oppure Gigabit PON ha iniziato ad essere implementato relativamente di recente. Scopriamo quali sono diventati i prerequisiti per l'emergere della tecnologia GPON, quali prospettive ha e confrontiamola anche con le tecnologie concorrenti: PON e GEPON.

Il 2014 segnerà il 45° anniversario della prima sessione di comunicazione informatica condotta negli Stati Uniti a una distanza di circa 640 km. Questo evento è considerato l'inizio della nascita di Internet. È vero, la rete ARPANET, che ha preceduto il World Wide Web, a quel tempo era accessibile a una cerchia molto ristretta di persone e organizzazioni. Collegarsi ad esso per i fortunati “outsider” che dispongono di computer è diventato possibile solo nel 1991. Fu solo la comparsa del browser web NCSA Mosaic nel 1993 a fornire i prerequisiti per la crescita esplosiva del pubblico Internet globale. Quindi la storia dell’“Internet di massa” a partire dal 2013 ha solo 20 anni.

Nel primo decennio di sviluppo della rete globale, tra gli utenti che prestavano attenzione a un indicatore come la "capacità del canale di comunicazione (velocità di trasferimento dati in bit)" o la caratteristica "larghezza di banda" associata, c'erano "poche" persone familiarità con i fondamenti teorici della radioingegneria. E oggi tutti parlano di “velocità di Internet”. E tutti vogliono avere a disposizione “Internet ad alta velocità”.

Perché l'alta velocità? E qual è il limite a partire dal quale l'accesso a Internet può essere considerato “ad alta velocità”?

L'utente di massa associa la velocità di Internet, innanzitutto, agli intervalli di tempo per il download di file video, musicali e grafici “pesanti”, il cui numero su Internet cresce in modo esponenziale, e loro stessi stanno diventando “più grandi”. I consumatori aziendali di servizi online (e più recentemente anche di servizi cloud) necessitano di una risposta rapida alle richieste nei sistemi di gestione aziendale che utilizzano.

Ciò significa che Internet ad alta velocità è un'esigenza urgente e non un capriccio (sia per gli “utenti” che per le aziende). Il “confine” da cui inizia Internet ad alta velocità, oggi, secondo gli esperti, è al livello di 10 Mb/s.

"Ottica" sostituisce "rame"

La rete informatica mondiale ha iniziato a svilupparsi sulla base delle linee telefoniche esistenti utilizzando le tecnologie xDSL. La versione più "avanzata" di questa famiglia "in rame": la tecnologia modem ADSL2+ fornisce una velocità di flusso in entrata di 24 Mb/s (in uscita - 1,2 Mb/s). Attualmente è il leader indiscusso nel numero di collegamenti in tutti i paesi del mondo. Tuttavia, le linee di comunicazione “in rame”, posate decenni fa, stanno diventando obsolete sia fisicamente che moralmente e vengono gradualmente sostituite dalle reti ottiche FTTx, il cui utilizzo consente di aumentare la velocità di scambio di informazioni su Internet di due ordini di metri. grandezza. E nel prossimo futuro, ancora di più.

Negli ultimi cinque anni è andato aumentando il processo di sostituzione dei percorsi dei cavi in ​​rame con quelli ottici e, secondo gli analisti, tra altri cinque anni il rapporto “ottica/rame” nelle telecomunicazioni cambierà radicalmente a favore dell'“ottica”.

L’architettura FTTx (Fiber to the x) è un tratto di linea di comunicazione in fibra ottica collegata da un lato alla stazione ricetrasmittente OLT (Optical Line Terminal) installata presso l’operatore, e dall’altro ai moduli ricetrasmettitori degli abbonati - ONT (Ottico Rete Terminale) o ONU (Ottico Rete Unità).

ONT è un terminale per uso personale (chiamato anche modem ottico) installato in un appartamento. ONU - progettato per l'installazione nell'armadio di distribuzione di un condominio e dispone di diverse porte per il collegamento di computer, televisori, telefoni situati negli appartamenti vicini.

ONT e ONU convertono i segnali ottici ricevuti dall'OLT in segnali elettrici (inviati, ad esempio, a computer, televisori, telefoni) ed eseguono anche la conversione inversa dei segnali elettrici ricevuti dai terminali utente in segnali ottici inviati all'OLT.

Se gli splitter (splitter passivi del segnale provenienti dall'OLT) vengono introdotti in una sezione di una linea ottica e gli ONT sono collegati alle loro uscite, tale transizione da una struttura FTTx a fibra singola a una struttura ad albero porterà alla formazione di una struttura passiva rete ottica - PON(Rete Ottica Passiva).

Il lavoro del PON è quello di organizzare l'accesso multiplo attraverso un'unica fibra ottica attraverso l'accesso multiplexing a divisione di tempo (TDMA) e la divisione di frequenza dei percorsi di ricezione e trasmissione ( Divisione della lunghezza d'onda Multiplexing- WDM). I multiplexer WDM che operano come parte di OLT e ONT separano i segnali diretti (in entrata) e inversi (in uscita), trasmessi a diverse lunghezze d'onda (diretto - 1,49 micron, inverso - 1,31 micron). A questi flussi si può aggiungere un segnale televisivo via cavo trasmesso ad una lunghezza d'onda di 1,55 micron.

I primi semi della tecnologia PON sono apparsi circa 15 anni fa e da allora l’Unione internazionale delle telecomunicazioni (ITU) ha pubblicato cinque standard per la trasmissione dei dati su fibra ottica. Le apparecchiature attive prodotte in conformità con i requisiti di questi standard forniscono velocità da 155 Mb/s a 2488 Mb/s. Le caratteristiche di questi standard saranno discusse di seguito, ma per ora sottolineiamo che i vantaggi comuni a tutti i tipi di tecnologie PON sono la capacità di espandere facilmente la base di abbonati, la sua manutenzione e modernizzazione, nonché bassi (rispetto al “rame” tecnologie) costi operativi.

GPON: il motore della norma

Il primo standard della famiglia PON - APON (ATM PON) è stato approvato dal MES alla fine del 1998 e l'anno successivo gli operatori di telecomunicazioni americani e giapponesi hanno iniziato a costruire linee ottiche passive. La trasmissione dei dati secondo questo standard avviene sulla base del protocollo ATM, che descrive un metodo di commutazione e multiplexing basato sulla trasmissione dei dati sotto forma di celle di dimensione fissa (celle ATM). Velocità di trasferimento dati: 155 Mb/s.

L'introduzione di nuove tecnologie in APON, in particolare l'assegnazione dinamica della larghezza di banda in base alle applicazioni, il supporto per SDH, FE, GE, SDI PAL, El, E/FE e i protocolli di telefonia, ha fornito funzionalità aggiuntive nei settori della trasmissione vocale, diversi video contenuti e broadcasting televisivo (prima apparizione della terza lunghezza d'onda nel PON). Ciò ha portato all'approvazione dello standard “figlia” dell'APON – BPON (Broadband PON). Allo stesso tempo, la velocità di trasferimento dati è aumentata a 622 Mb/s.

Il successivo "anello della catena" APON - BPON era lo standard GPON ( Gigabit capace Passivo Ottico Rete), la cui attuazione garantisce che la rete funzioni sia in modalità simmetrica che asimmetrica. La seconda modalità viene utilizzata più spesso, in cui la velocità di trasferimento dei dati nel flusso diretto raggiunge 2.488 Gb/s e nel flusso inverso - 1.244 Gb/s (di solito questi numeri sono arrotondati e si parla di 2,5 Gb/s e 1,25 Gb /S).

In genere, un PC domestico è collegato a un modem ottico (ONT) di una rete GPON tramite cavo a doppino intrecciato o connessione wireless (Wi-Fi). L'ONT dispone anche di porte per il collegamento di una TV e di un telefono VoIP.

Il protocollo di base della tecnologia GPON è diventato GFP (Generic Framing Protocol), sebbene vengano utilizzate anche le raccomandazioni TDMA, SDH, Ethernet e ATM.

Parallelamente al miglioramento delle tecnologie PON nel mondo, ha avuto luogo lo sviluppo delle reti Ethernet ottiche e i risultati di questo "ramo" di comunicazione nel campo della trasmissione dati ad alta velocità sono stati utilizzati nello standard EPON (Ethernet PON), che è stato sviluppato sulla base del protocollo MPCP (Multi-Point Control Protocol), gestendo più nodi. E la sua versione migliorata - GEPON(Gigabit EPON) nelle sue caratteristiche e capacità oggi è secondo solo al leader indiscusso delle tecnologie PON - GPON.

Cosa “cattura la tua attenzione” nella mini-recensione delle tecnologie utilizzate nelle reti ottiche passive di cui sopra? - Il fatto che le differenze nella loro funzionalità sono dovute principalmente ai protocolli di trasferimento dati che costituiscono la base degli standard.

GPON e GEPON: aritmetica semplice

Se si conoscono indicatori numerici (o anche descrizioni) che esprimono qualsiasi caratteristica degli oggetti che devono essere confrontati, allora tale confronto è abbastanza semplice da effettuare posizionando i numeri corrispondenti in una riga o colonna. E sarà subito chiaro “chi è migliore di chi”. Facciamo questo confronto tra GPON e GEPON.

Pertanto, la velocità di trasmissione in avanti di GPON è di 2,5 Gb/s e quella di GEPON è di 1,25 Gb/s.

Il numero massimo di nodi di abbonato per fibra per GPON è 64 e per GEPON - 16, il che comporta un costo inferiore di porta per abbonato nel terminale ottico dell'operatore prodotto secondo lo standard GPON e un consumo energetico significativamente inferiore da parte delle apparecchiature della stazione rispetto a quando si utilizza l'attrezzatura operatore GEPON standard.

L'utilizzo della larghezza di banda utilizzando la tecnologia GPON non è inferiore al 93% e l'utilizzo della tecnologia GEPON non supera il 60%. Questa differenza è dovuta al fatto che l'apparecchiatura GPON attiva utilizza la tecnologia di frammentazione dei frame GEM (GTC Encapsulation Method), che aumenta l'efficienza dell'utilizzo della larghezza di banda. La tecnologia GEPON non dispone di tale strumento.

Questa è tutta la “semplice aritmetica” che spiega la popolarità di GPON.

GPON: cavi per cablaggio domestico

La rete GPON è costituita da linee principali e di distribuzione. La lunghezza dei percorsi della dorsale GPON raggiunge attualmente i 20 km (nei prossimi anni gli sviluppatori della tecnologia GPON promettono di aumentare la lunghezza massima della fibra ottica della dorsale a 60 km). Le sezioni principali sono in fase di posa (maggiori informazioni posa del cavo in fibra ottica) utilizzando metodi tradizionali di posa aerea o interrata di cavi ottici con guaina protettiva, che garantisce la durabilità della linea del cavo in condizioni di elevata umidità e sbalzi di temperatura.

Per l'infrastruttura di distribuzione GPON, realizzata, ad esempio, all'interno di un condominio, vengono utilizzati cavi di derivazione e di risalita. Una caratteristica dei cavi di derivazione “a piani”, destinati a diramare una linea ottica da un cavo di distribuzione aereo, è la possibilità di un instradamento “flessibile” con piccoli raggi di curvatura prevista dalla loro progettazione.

I cavi montanti utilizzati per il cablaggio interpiano verticale contengono 6-12 fibre ottiche, che possono essere facilmente posate in cassette e la loro saldatura richiede molto meno tempo rispetto a saldatura di fibre ottiche altri tipi di cavi.

GPON: la velocità dell'evoluzione sta accelerando

I vantaggi dello standard GPON rispetto ad altri tipi di tecnologie PON sono innegabili sin dalla sua approvazione nel 2003. Tuttavia, secondo J’son & Partners Consulting, nel 2010 in Russia c’erano solo 80mila utenti di banda larga basati su GPON. Il principale ostacolo a una maggiore crescita, come quasi sempre accade quando un prodotto entra nel mercato, è stato il prezzo elevato delle apparecchiature ottiche attive. Negli ultimi anni, i prezzi dei ricetrasmettitori delle stazioni e dei modem ottici degli abbonati sono diminuiti in modo significativo, per cui entro l'inizio del 2017 (secondo gli analisti della stessa società), il numero di utenti GPON russi si avvicinerà ai 6 milioni, ovvero aumenterà di quasi 75 volte nei prossimi sette anni!

PON-che cos'è?

PON- si tratta infatti di una tecnologia per l'accesso multiplo di abbonati tramite un'unica fibra che utilizza il multiplexing a divisione di tempo (TDM) e la divisione di frequenza dei percorsi di ricezione/trasmissione (WDM). PON- dall'abbr. Rete ottica passiva, che si traduce come rete ottica passiva.

Qual è il principio di funzionamento di una rete PON?

Tutti gli abbonati alla rete PON collegato all'apparecchiatura del fornitore tramite 1 fibra. La trasmissione e la ricezione avvengono a lunghezze d'onda diverse. Per garantire che i segnali degli utenti non si mescolino nella fibra, a ogni singolo dispositivo dell'utente viene sempre assegnato un determinato intervallo di tempo durante il quale può trasmettere un segnale.

Quali sono i vantaggi del PON rispetto a FTTx?

Tecnologia PON presenta i seguenti vantaggi:

• L'attrezzatura attiva viene utilizzata in minima parte;
• L'infrastruttura via cavo è ridotta al minimo;
• I costi di manutenzione sono considerati bassi;
• Esiste la possibilità di integrazione con la TV via cavo;
• Eccellente scalabilità;
• Le porte degli abbonati hanno un'alta densità.

Quale velocità di trasferimento delle informazioni è supportata dalla tecnologia PON?

Proposto La tecnologia GEPON in realtà funziona a una velocità di 1,25 G, ma allo stesso tempo 0,25 G sono dati ridondanti utilizzati per codificare il canale. Si scopre che la velocità reale sarà 1G.

Che tipo di attrezzature sono necessarie per creare una rete PON?

OLT(dall'abbr. Optical Line Terminal) - uno switch L2 dotato di porte Uplink (per connettersi allo switch L3), poi - porte Downlink (per creare una rete PON). Per esempio, OLT BDCOM P3310 dispone di 2 porte Uplink 1G ottiche, 2 in rame e 2 “combo” e, infine, 4 porte Downlink 1G ottiche.

ONU(dall'abbr. Optical Network Unit) è un ottimo switch VLAN di dimensioni compatte. Standard ONU dotato di 1 porta ottica 1G (Uplink) e una porta 1G o 4 porte in rame 0.1G (Downlink). Ci sono modelli ONU con 8, 16 e 24 porte e un modello con ricevitore CATV.

Divisore (Divisore)è un dispositivo che opera in modalità splitter nel senso “provider-cliente” e in modalità mixing nel senso opposto.

Modulo SFP OLT- è un ricetrasmettitore speciale per le reti PON. Una differenza importante rispetto ai moduli SFP standard è la maggiore potenza e codifica dei canali.

Come si crea una rete PON?

Rete PON, di regola, è una topologia ad albero o una topologia “a bus”. Finale Dispositivi abbonati ONU connettersi alla porta OLT-e attraverso divisori(al 1° porto OLT-è possibile collegarne non più di 64 ONU). Ne consegue che creare una rete centrale PON 1 è richiesto per 64 abbonati OLT, quindi 1 modulo SFPOLT, 64 ONU e infine alcuni divisori(il numero di questi ultimi dipende dal tipo di topologia).

Che distanza supporta la rete PON?

Moduli SFP OLT supporta il funzionamento su una distanza di 120 km (tipo di rete punto-punto), ma poiché tradizionalmente la rete PON ha una struttura ad albero (punto-tanti-punti), quindi la massima distanza operativa PON, a causa della ramificazione sugli splitter della fibra, sarà di circa 20 km.

Quanti abbonati si possono collegare alla rete PON?

Durante la costruzione della rete PON- è buona norma utilizzarne uno ONU- da un abbonato. In questo caso, il numero di abbonati sarà 256 per uno OLT. Se lo si desidera, a ONUÈ possibile collegare uno Switch. Quindi il numero di abbonati è limitato solo dalla dimensione della tabella degli indirizzi MAC stessa OLT, inoltre - ONU. Di seguito sono riportate le dimensioni delle tabelle MAC per OLT e individuale ONU: OLT P3310-8192, ONU P1004B-1024, ONU P1501B-64, ONU P1504B-2048.

Qual è la differenza tra OLT AC, 2-AC, DC e 2-DC?

Le lettere DC significano che funziona OLT-è necessaria una fonte di alimentazione a tensione costante 36-72V. Simile OLT- sono necessari quando si presenta un problema nell'organizzazione dell'alimentazione elettrica a 220 V. In alternativa viene utilizzata l'alimentazione remota tramite linee di comunicazione a bassa corrente.

Le lettere AC significano questo OLT alimentato da rete elettrica tradizionale a 220 V. Il contrassegno a forma di numero “2” indica il numero di fonti di alimentazione: questo OLT-e c'è una fonte di alimentazione di riserva, che si accende immediatamente dopo un guasto di emergenza della prima.

Quali tipi di splitter esistono?

Sami divisori condizionatamente può essere diviso per il numero di pin e la tecnologia di produzione. Per quanto riguarda il numero di flussi di output, ci sono splitter: x2, x3, x4, x6, x8, x12, x16, x24, x32, x64, x128. Per quanto riguarda la tecnologia di produzione, gli splitter si dividono in saldati e planari. Di più divisori sono divisi per tipo di connettore: normale (SC/UPC) e speciale per CATV (SC/APC).

Qual è la differenza tra splitter saldati e planari?

Splitter, che abbiamo chiamato saldati, non sono a braccio uguale, vale a dire: non dividono equamente il segnale tra le uscite (ad esempio 5/95, 10/90 ... 45/55, 50/50). Splitter planare - saranno sempre armati in modo uguale e avranno un'attenuazione più prevedibile ad ogni uscita, perché hanno una tecnologia di produzione efficiente. Inoltre, planare divisori- quelli a banda larga e quelli saldati - hanno solo 3 finestre di trasparenza (1310, 1490 e 1550 nm).

In quali situazioni vengono utilizzati gli splitter saldati?

In una situazione in cui, ad esempio, è necessario dividere il segnale in 2 direzioni, dove, ad esempio, la distanza da un punto finale è di 2 km e dall'altro - 8 km. In questo caso, è del tutto possibile utilizzare uno splitter saldato 20/80. Splitter quelli saldati vengono utilizzati anche per creare una topologia “bus”.

Cosa sarebbe meglio: saldare gli splitter o magari utilizzare connettori SC?

In una situazione del genere, otteniamo un’arma a doppio taglio. Un lato: la saldatura fornisce un'attenuazione 10 volte inferiore (0,05 dB) rispetto a una connessione SC (0,5 dB). L'altro lato è che i connettori SC forniranno la possibilità di cercare rapidamente guasti nella rete collegando gli strumenti di misura. Puoi trovare un compromesso: saldare Uplink utilizzando splitter e connettere Downlink utilizzando connettori SC. Ecco, ognuno decida per sé.

Budget ottico: che cos'è?

Questa frase è intesa come la differenza tra la potenza del laser per OLT-e e la sensibilità di ricezione è attiva ONU.

È possibile ramificare una rete PON in 128 ONU? (quando il budget ottico lo consente).

NO. Anche se la potenza del segnale consente di biforcare nuovamente la rete, OLT ha ancora un limite al numero di collegati ONU a livello fisico. Connetti più di 64 ONUè possibile, ma OLT ne registrerà comunque solo 64.

Come trasmettere su una rete PON - CATV?

Sul lato OLT-è necessario installare un trasmettitore CATV e poi un amplificatore CATV, che operano ad una lunghezza d'onda di 1550 nm. Sul lato OLT-ed è necessario utilizzare un pallone CWDM a 1550nm. per iniettare il segnale CATV nella fibra. Tutti gli altri divisori Deve avere connettori SC/APC. Dal lato dell'abbonato può essere installato ONU con ricevitore CATV o ricevitore CATV separato.

È possibile utilizzare SFP CWDM 1490nm. modulo invece di SFP PON?

Impossibile. Anche se CWDM stesso è 1490 nm, il modulo utilizza la stessa lunghezza d'onda di PON SFP, questi moduli hanno algoritmi di codifica dei canali diversi.

Utilizzando la tecnologia PON, quale velocità Internet può essere fornita agli abbonati?

Se abbonati PON Ogni albero (64 abbonati) scaricherà contemporaneamente una grande quantità di informazioni da Internet, quindi ogni abbonato avrà un canale di 16 Mbit/s. E se si tiene conto anche del fatto che non tutti gli abbonati utilizzano Internet contemporaneamente e che quelli che non consumano al massimo la risorsa del canale, allora un abbonato può avere anche fino a 50 Mbit/s, a volte anche di più.

Perché non è accettabile che il segnale ONU sia inferiore a -26 dBm?

Il punto è, se su uno/più ONU- il livello del segnale sarà molto debole (< -26 дБм), то появляется большая вероятность возникновения ошибок в пакетной передаче с таких ONU. Nel caso di cui sopra OLT perde tempo per dare ONU la possibilità di inviare nuovamente il pacco. Queste richieste ripetute riducono l'efficienza del throughput della rete.

Di cosa bisogna tenere conto nel calcolo dell'albero PON?

Per costruire correttamente PON albero, è necessario tenere conto della perdita ottica derivante dalle apparecchiature passive. In teoria, PON coprirà un'area con un raggio di 20 km. Quasi tutto dipende dal bilancio delle perdite su un determinato ramo dell'albero. Per un calcolo corretto, è meglio lasciarsi guidare dagli indicatori più sfavorevoli di attenuazione, potenza e sensibilità alle radiazioni dei trasmettitori.

Le porte di rame dell’ONU si stanno esaurendo?

PON l'albero è realizzato su fibra ottica e, pertanto, non risente di temporali o interferenze. Il problema sorge solo quando uno ONU- più utenti sono collegati tramite rame e ONU posto su un palo. Tali problemi vengono risolti attivando un interruttore buffer, che viene utilizzato in caso di interferenze. il temporale prende il colpo.

Come si può determinare la prestazione ottica di una linea?

Per determinare l'attenuazione della linea, è possibile utilizzare riflettometri speciali per PON(sono significativamente più costosi di quelli normali) o tester ottici. Quando la rete è già realizzata, la soluzione più semplice per controllare i livelli del segnale è utilizzare comandi speciali dall'interfaccia di comando OLT-UN.

Due ONU possono comunicare direttamente tra loro?

Non può. Ogni transazione che comporta lo scambio di informazioni tra ONU avviene attraverso OLT.

Gli ONU di altri marchi funzioneranno con BDCOM P3310 OLT?

NO. ONU Con OLT- questo è qualcosa di unico ed è un sistema di commutazione. Si consiglia di utilizzare apparecchiature di un produttore (in alcuni casi è ovviamente possibile la compatibilità tra marche).

Supporta OLT BDCOM P3310B: snooping DHCP (opzione 82)?

Certamente. Ma per lavoro efficiente Opzione 82 ONU Ovviamente dovrebbero supportare questa funzionalità. Attualmente supporta solo l'opzione 82 ONU P1504B modello.

La rete PON è protetta dagli allagamenti?

Le tecnologie TDM e TDMA utilizzate garantiscono la protezione della rete contro il allagamento e il broadcasting.

Come si può disattivare una rete PON?

A parte i metodi ovvi (taglio del cavo), legno PON potrebbe smettere di funzionare quando al suo interno appare una radiazione costante a 1310 nm. Ciò, estremamente raramente, si verifica a causa di un guasto ONU o per colpa degli aggressori che collegano un convertitore multimediale da 1310 nm allo splitter.

È possibile assegnare una VLAN a ciascuna delle porte ONU individualmente?

Vale la pena utilizzare gli splitter per i sistemi CWDM, DWDM?

Certamente. Sono possibili schemi costruttivi simili. Qui è necessario utilizzare gli splitter planari perché sono a banda larga.