Teknologjia Gpon. Përshkrimi i teknologjisë GPON

Teknologjia GEPON

Ky material do të diskutojë teknologjinë dhe pajisjet për organizimin e rrjeteve optike pasive - Passive Optical Network, PON. Dallimet kryesore midis PON dhe kanaleve klasike të komunikimit optik janë përdorimi i pajisjeve pasive - ndarësit optikë - për grumbullimin e trafikut dhe densitetin e lartë të portit.

Nuk është sekret që kërkesat e konsumatorëve për shpejtësinë e shpërndarjes së informacionit nga interneti po rriten në mënyrë eksponenciale. Sot, në qytetet e mëdha, 10 Mbit/s është krejtësisht e zakonshme. Arsyet për këtë proces kanë mbetur të pandryshuara për një kohë të gjatë - transmetimi i zërit dhe video, multimedia, televizioni (kohët e fundit edhe në versionet me definicion të lartë). Por shpejtësia e biteve po rritet vazhdimisht.

Një pjesë e konsiderueshme e kostove të çdo projekti ofruesi përballohet nga infrastruktura kabllore. Për më tepër, kjo merr parasysh jo vetëm koston e kabllit, por edhe instalimin e tij, i cili, nëse punon në një infrastrukturë ekzistuese, mund të jetë shumë i lartë. Dhe sigurisht, dua që investimet të zgjasin shumë, të mos kërkojnë përditësime të shpeshta dhe të kenë një furnizim të mirë të parametrave të kërkuar. Nga ky këndvështrim, kanalet optike të komunikimit sot janë mënyra më produktive dhe "me rreze të gjatë" për të siguruar lidhjet e rrjetit midis pajisjeve. Në të njëjtën kohë, arkitektura klasike supozon një topologji "pikë për pikë", kur secila linjë ka portet e veta të dedikuara në secilën anë, dhe nëse është e nevojshme të krijohen "degë", instalimi i pajisjeve aktive në nyje. nevojitet. Pra, mund të përdoret më me sukses për linja të vetme në distanca të gjata.

Megjithatë, në disa situata, një topologji pemësh mund të jetë më e përshtatshme, gjë që është interesante nga pikëpamja e shkallëzueshmërisë dhe një gjatësi të reduktuar të përgjithshme të kabllove që do të vendosen. PON është thjesht i përshtatshëm për projekte të tilla. Në Rusi, rrjetet e këtij lloji u shfaqën shumë kohë më parë, më shumë se pesë vjet më parë.

Dhe rritja e numrit të përdoruesve të lidhur dhe nisja e projekteve të para të fibrave ruse në shtëpi (FTTH) bazuar në PON tregon se teknologjia ka zënë rrënjë edhe këtu.

Struktura e rrjetit PON

Një rrjet PON përbëhet nga disa elementë - një ndërprerës në nyjen e komunikimit, linja komunikimi me ndarës pasivë në nyjet e rrjetit dhe modemë në anën e pajtimtarit. Secili modem merr të gjitha paketat nga ndërprerësi dhe gjatë transmetimit përdoret multipleksimi i kornizës kohore.

Transmetimi i të dhënave në kanalin përpara

Transmetimi i të dhënave në kanalin e prapambetur

ZyXEL sot ofron pajisje të standardit EPON (IEEE 802.3ah), të quajtur edhe GEPON.

Aktualisht, pajisjet janë të përfshira në disa projekte, si dhe në testime me ofruesit në të gjithë Rusinë. Kjo është ajo për të cilën do të flasim në vijim. Vini re se standardet e tjera të këtij lloji të rrjetit ndryshojnë në shpejtësi dhe karakteristika të tjera teknike.

Çelësi ju lejon të lidhni deri në 32 ose edhe 64 abonentë nëpërmjet një fibre (një porti). Shkalla totale e transferimit të të dhënave (e cila ndahet midis abonentëve) është 1.25 Gbit/s. Zhvillimi i mëtejshëm i EPON në vitet e ardhshme ofron gjithashtu një kalim në shpejtësi 10/1 Gigabit/s dhe 10/10 Gigabit/s. Vitin e ardhshëm pritet të miratohet versioni i punës i standardit 10G EPON dhe projektet e para pilot mund të fillojnë në vitin 2010.

Me një vonesë prej dy deri në tre vjet, është planifikuar kalimi në shpejtësitë 10 gigabit dhe teknologjitë GPON.

Për marrjen dhe transmetimin, përdoren lazer me gjatësi vale të ndryshme - 1490 nm për transmetim dhe 1310 për pritje. Nëse është e nevojshme, është e mundur të shtoni kanale televizive kabllore analoge (100 ose më shumë) në kanal, të cilat modulohen nga një lazer 1550 nm. Në varësi të dizajnit specifik të rrjetit dhe pajisjeve të përdorura, gjatësia totale e kanalit mund të jetë deri në 20 km.

Rrjeti multiservice i bazuar në teknologjinë GEPON

Kablloja vendoset nga porta e kalimit në formën e një peme. Ndarësit e instaluar në nyje janë jashtëzakonisht jo modest - ato nuk kërkojnë furnizim me energji elektrike, konfigurim dhe menaxhim, kabinete ngrohjeje, janë të lira dhe shumë kompakte. Kjo lejon që ato të vendosen, për shembull, në kabinetet ekzistuese të shpërndarjes telefonike.

Ndarëse

Pajisjet fundore më të thjeshta janë konvertuesit fibër në kabllo me një filtër adresash MAC të integruar. Kur përdorni televizor, një marrës tjetër është instaluar në modem dhe një kabllo e rregullt me ​​frekuencë të lartë del në televizor.

Për të mbrojtur informacionin, është e mundur të përdoret enkriptimi (AES128) i të gjitha paketave të transmetuara. Teknologjia nuk lejon komunikim të drejtpërdrejtë midis abonentëve individualë të vendosur në të njëjtën portë switch - të dhënat nga një pajtimtar mund të arrijnë një tjetër vetëm përmes një ndërprerës GEPON, i cili transmeton rrjedhat e të dhënave në rrjedhën e sipërme në një gjatësi vale prej 1310 nm në një rrjedhë në rrjedhën e poshtme në një gjatësi vale prej 1490 nm. Një avantazh shtesë nga pikëpamja e sigurisë është përdorimi i pajisjeve ekskluzivisht pasive në linjë, gjë që vështirëson përgjimin.

Ndër aspektet pozitive të PON, duhet të theksohet:

• përdorimi minimal i pajisjeve aktive;
• minimizimi i infrastrukturës kabllore;
• kosto e ulët e mirëmbajtjes;
• mundësia e integrimit me televizionin kabllor;
• shkallëzim i mirë;
• densitet i lartë i porteve të pajtimtarëve.

Në të njëjtën kohë, kur merret parasysh teknologjia, është e nevojshme të merren parasysh veçoritë e saj, veçanërisht në krahasim me linjat pikë-për-pikë: gjerësia e brezit të ndarë midis abonentëve, mjedisi i përbashkët mund të mos jetë i përshtatshëm për klientin nga një siguri. këndvështrimi, ndarësit pasivë e bëjnë të vështirë diagnostikimin e një linje optike, ndikimi i një defekti mund të jetë pajisja e një pajtimtari për punën e pjesës tjetër, më pak përfitim nëse shitet në fazën e ndërtimit.

Pajisjet

Linja e produkteve GEPON e ZyXEL përbëhet nga tre ndërprerës dhe tre modemë. Modeli i nivelit të ulët të çelësit ka tetë porte GEPON dhe tetë porte përkatëse Gigabit Ethernet (vini re se pajisjet Gigabit me shpejtësi më të ulët nuk mund të lidhen me to). Deri në 32 modem mund të lidhen me çdo port optik, duke rezultuar në 256 abonentë për pajisje. Të gjithë lidhësit janë të vendosur në anën e përparme të pajisjes - 8xPON, 8xGigabit, konsolë, kontroll jashtë rrjetit 10/100BaseT dhe fuqi. Ekziston edhe një buton i rivendosjes së pajisjes këtu. Të gjitha portet kanë një grup treguesish për të përcaktuar statusin aktual. Ai ka një ndërprerës të integruar gigabit L2+ (ndërrim pa bllokues me një xhiro prej 24 Gbit/s, shpejtësia e ndërrimit të kornizës prej 17.8 milion paketa/s) dhe katër porte të kombinuara 1000Base-T/SFP. Ky opsion mund të përdoret për tepricën e kanalit - kur dy lidhës (SC dhe RJ45) lidhen njëkohësisht, optika funksionon dhe në rast të një dështimi në kanalin optik, ajo kalon automatikisht në bakër. Furnizimi me energji elektrike dhe porta e konsolës për këtë modifikim janë të vendosura në panelin e pasmë. Këto modele janë bërë në një kuti standarde 1U dhe rekomandohen për përdorim në rrjete me rritje të shpejtë. Modeli më produktiv është modular. Shasia e saj 4.5U ofron hapësirë ​​për deri në gjashtëmbëdhjetë OLC-2301. Çdo modul i tillë linear ka një portë GEPON dhe një port të kombinuar 1000Base-T/SFP. Shasia përmban gjithashtu një modul kontrolli dhe një furnizim të dyfishtë të tepërt të energjisë. Modulet lineare janë të këmbyeshëm, gjë që ka një efekt pozitiv në lehtësinë e mirëmbajtjes së rrjetit dhe besueshmërinë e ofrimit të shërbimit. Maksimumi OLT-2300 mund të mbështesë 512 abonentë. Të gjitha modulet optike të çelsave janë projektuar për një interval funksionimi prej 20 km.

OLT-1308

Përditësimet më të fundit të firmuerit për modelet OLT-1308/OLT-1308H lejojnë 64 dhe jo 32 abonentë të operojnë në një kanal, gjë që ul ndjeshëm koston e një lidhjeje. Nuk ka ende një opsion të tillë për OLC-2301.

Shasia OLT-2300

Të gjithë çelsat GEPON mbështesin protokollet dhe mekanizmat STP/RSTP për prioritizimin e trafikut dhe organizimin e rrjeteve virtuale (përfshirë Port Based dhe 802.1Q). Efikasiteti i transmetimeve multicast sigurohet nga mbështetja për IGMP v.2, proxy IGMP, IGMP snooping dhe MVR. Portat RS-232 dhe 10/100Base-TX ofrohen për kontroll. Ndërprerësit mund të konfigurohen nëpërmjet ndërfaqes në internet (SSL mbështetet, mund të instalohen deri në pesë llogari, shembuj të pamjeve të ekranit janë , , ), telnet, SSH, FTP ose porta e konsolës. Numrat e portave të të gjitha shërbimeve mund të ndryshohen. Është e mundur të kufizohet aksesi nga adresat IP. Ndërfaqja e internetit ka një sistem ndihmës të integruar.

Pajisja gjen automatikisht të gjithë modemet e abonentëve të lidhur dhe ju lejon t'u caktoni atyre profile specifike. Ato përfshijnë cilësimet për shpejtësinë, filtrimin, VLAN, prioritetet dhe parametra të tjerë. Mund të përdoret protokolli i vërtetimit 802.1x.

Çelësat ju lejojnë gjithashtu të monitoroni gjendjen fizike - kontrollohen temperaturat, shpejtësia e ventilatorit dhe tensionet. Për rrjetet e mëdha, çelësat do të përfitojnë nga mbështetja SNMP dhe pajtueshmëria me sistemin e menaxhimit NetAtlas EMS. Përveç kësaj, është e mundur të kombinohen pajisjet në grupe për menaxhim të përgjithshëm.

Për momentin, ZyXEL nuk ka modele me injektorë CATV të integruar. Megjithatë, për të përzier sinjalin televiziv në një kanal optik, mund të përdorni ndarës të jashtëm dhe konvertues mediash koaksial/optik.

ONU-631HA

Modeli i parë i një modemi abonenti GEPON është . Funksionon në modalitetin urë, është i lehtë për t'u mirëmbajtur dhe kontrollohet ekskluzivisht nga ofruesi duke përdorur një protokoll të veçantë. Për përdoruesin, ai ofron një port standard Gigabit Ethernet. Ekzistojnë dy modifikime të modemëve - me indekse -11 dhe -12. E para funksionon në distanca deri në 10 km, dhe e dyta - deri në 20 km. Rasti është prej plastike të errët; ka disa tregues në panelin e përparmë (energjia, PON, LAN, shpejtësia LAN, dupleks). Në anën e pasme ka dy porte rrjeti (optike dhe bakri) dhe një hyrje të furnizimit me energji elektrike (12 V 1,5 A). Ky model është i pozicionuar për lidhjen e abonentëve të korporatave dhe zgjerimeve të rrjetit të operatorëve.

ONU-634HA

Modeli i dytë është më interesant për lidhjen e përdoruesve shtëpiak - ai ka një çelës të integruar me 4 porte të menaxhuar nga qendra me lidhje VLAN 802.1Q me portet e Fast Ethernet. Ashtu si 631, ai është plotësisht i konfiguruar nga ofruesi, gjë që redukton kostot e mirëmbajtjes. Tani ka edhe mostra ONU-634FA - katër porte rrjeti dhe një dalje TV kabllor, e cila ju lejon të lidhni drejtpërdrejt një televizor të rregullt me ​​një modem GEPON.

ONU-634FA

Çmimet e rekomanduara për pajisjet GEPON
Model	Kostoja ($)	Kostoja për pajtimtar ($)
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 (për 512 abonentë)

Për të ndërtuar një rrjet, do t'ju duhet gjithashtu ndarës (kostoja e përafërt është nga 400 rubla për 1x2 në 4000 rubla për 1x8, ka edhe modele 1x32), një kabllo optike me një modalitet (kostoja është e barabartë me çmimin e një UTP kabllo: çmimet për kabllo fibër fillojnë nga 7-8 rubla për metër) dhe lidhës (nga 100,140 rubla për lidhje).

Testimi i pajisjeve të përshkruara si pjesë e ndërprerësit OLT-1308 dhe modemëve ONU-631A u krye në vendin e provës ZyXEL duke përdorur paketën e provës Ixia Chariot. Rezultatet për funksionimin e njëkohshëm të një, dy dhe tre klientëve janë paraqitur në tabelë (pako me madhësi maksimale, Mbit/s). Modemët u lidhën me një nga portat e ndërprerësit përmes një ndarësi. Mund të shihet se në rastin e ngarkesës maksimale, shpejtësitë shpërndahen në mënyrë të barabartë në të gjithë klientët. Ne vërejmë gjithashtu efikasitetin e lartë të transferimit të të dhënave, duke përfshirë mënyrën e funksionimit të disa klientëve - shpejtësia totale praktikisht përkon me maksimumin e mundshëm.

Në përgjithësi, mund të vërehet se teknologjia nuk është e vështirë për t'u vendosur dhe funksionuar dhe funksionon sipas specifikimeve. Shpejtësitë korrespondojnë me ato të njohura nga rrjetet e bakrit gigabit.

konkluzionet

Teknologjia GEPON mund të përdoret me sukses për organizimin e kanaleve optike të komunikimit me pajtimtarin dhe është veçanërisht efektive nëse ka kufizime në vendosjen e kabllove dhe instalimin e pajisjeve aktive në linjë. Efektiviteti i kësaj zgjidhjeje varet nga shumë faktorë dhe sigurisht që është e pamundur të thuhet pa mëdyshje se ky është opsioni më i mirë; gjithçka përcaktohet nga kërkesat specifike të klientit. Megjithatë, vlerësimet e bëra na lejojnë të konkludojmë se edhe sot, në disa raste, kostoja e lidhjes së abonentëve në shtëpi nëpërmjet fibrave optike nuk mund të kalojë 500 dollarë.

Sa i përket pajisjeve të përshkruara, ZyXEL sot ofron një linjë të plotë të pajisjeve GEPON që ju lejon të krijoni rrjete optike të çdo shkalle me të gjitha sistemet dhe teknologjitë e nevojshme të kontrollit për të përmirësuar besueshmërinë.

gjithçka rreth rrjeteve optike pasive (PON)

Disa vjet më parë, ne kemi publikuar tashmë një hyrje të shkurtër për rrjetet optike pasive (PON). Sidoqoftë, në atë kohë, tregu thjesht po e shikonte më nga afër këtë teknologji relativisht të re - instalimet e para të rrjeteve PON sapo po shfaqeshin në botë, dhe numri i tyre ishte vetëm pak. Nuk flitej për ardhjen e PON në Bjellorusi në atë kohë. Sot situata ka ndryshuar: PON është dëshmuar i shkëlqyer në rrjetet e operatorëve të mëdhenj anembanë botës dhe gradualisht po përhapet në masë, duke u bërë një zgjidhje e përballueshme dhe tërheqëse e fundit edhe për ofruesit më të vegjël.
Ka pasur gjithashtu përparim në Bjellorusi - Solo ka marrë përsipër pajisjet PON të prodhuara nga Terawave Communications. Të cilën e raportova me kënaqësi në seminarin e mbajtur në Minsk më 9 gusht.
Këtu është një arsye e mirë për një material teknik të madh, të detajuar dhe të kuptueshëm mbi PON, hyrjen në të cilën po lexoni tani :)
Ne do t'ju tregojmë për pajisjet në numrat e ardhshëm, mbani një sy në seksionin e harduerit.

Arkitektura e rrjetit PON

Zhvillimi i internetit, duke përfshirë shfaqjen e shërbimeve të reja të komunikimit, kontribuon në rritjen e flukseve të të dhënave të transmetuara përmes rrjetit dhe i detyron operatorët të kërkojnë mënyra për të rritur kapacitetin e rrjeteve të transportit. Kur zgjidhni një zgjidhje, duhet të merrni parasysh:
- diversiteti i nevojave të abonentëve;
- potencial për zhvillimin e rrjetit;
- efikasiteti.
Në tregun e telekomunikacionit në zhvillim, është e rrezikshme të marrësh vendime të nxituara dhe të presësh për më shumë Teknologji moderne. Për më tepër, sipas mendimit të autorëve, një teknologji e tillë tashmë është shfaqur - kjo është teknologjia e rrjeteve optike pasive PON (rrjeti optik pasiv).
Një rrjet shpërndarjeje aksesi PON i bazuar në një arkitekturë peme kabllojesh me fibra me ndarës optik pasiv në nyje mund të jetë më kosto-efektive dhe i aftë për të mbështetur transmetimin me brez të gjerë të një sërë aplikacionesh. Në të njëjtën kohë, arkitektura PON ka efikasitetin e nevojshëm në rritjen e nyjeve të rrjetit dhe xhiros, në varësi të nevojave aktuale dhe të ardhshme të pajtimtarëve.
Ndërtimi i rrjeteve të aksesit aktualisht është duke vazhduar kryesisht në katër drejtime:
- rrjete të bazuara në çiftet ekzistuese telefonike prej bakri dhe teknologjinë xDSL;
- rrjete hibride fibër-koaksiale (HFC);
- rrjet pa tel;
- rrjetet me fibra optike.
Përdorimi i teknologjive gjithnjë në përmirësim xDSL është mënyra më e lehtë dhe më e lirë për të rritur kapacitetin e një sistemi ekzistues të kabllove prej bakri me çifte të përdredhura. Për operatorët kur është e nevojshme të sigurohen shpejtësi deri në 1-2 Mbit/s, kjo rrugë është më ekonomike dhe e justifikuar. Megjithatë, shpejtësitë e transmetimit deri në dhjetëra megabit për sekondë në sistemet ekzistuese kabllore, duke marrë parasysh distancat e gjata (deri në disa km) dhe bakrin me cilësi të ulët, duket se janë një zgjidhje e vështirë dhe mjaft e shtrenjtë.
Një zgjidhje tjetër tradicionale janë rrjetet hibride fibër-koaksiale (HFC, Hybrid Fiber-Coaxial). Lidhja e modemeve të shumta kabllore me një segment koaksial ul koston mesatare të ndërtimit të infrastrukturës së rrjetit për pajtimtar dhe i bën zgjidhje të tilla tërheqëse. Në përgjithësi, kufizimi i dizajnit në gjerësinë e brezit mbetet këtu.
Rrjetet e aksesit pa tela mund të jenë tërheqëse aty ku ka vështirësi teknike në përdorimin e infrastrukturës kabllore. Komunikimi me valë për nga natyra e tij nuk ka alternativë për shërbimet celulare. Vitet e fundit, së bashku me zgjidhjet tradicionale të bazuara në radio dhe aksesin optik në Ethernet, teknologjia WiFi është bërë gjithnjë e më e përhapur, duke lejuar një gjerësi bande totale deri në 10 Mbit/s dhe në të ardhmen e afërt deri në 50 Mbit/s.
Duhet theksuar se për tre zonat e listuara, një rritje e mëtejshme e kapacitetit të rrjetit shoqërohet me vështirësi të mëdha që nuk janë të pranishme kur përdoret një mjet transmetimi siç është fibra.
Kështu, e vetmja mënyrë për të siguruar që rrjeti të jetë në gjendje të trajtojë aplikacione të reja që kërkojnë shpejtësi gjithnjë në rritje të transmetimit është vendosja e një kabllo optike nga zyra qendrore në klientin shtëpiak ose të korporatës. Kjo është një qasje shumë radikale. Dhe vetëm 5 vjet më parë konsiderohej jashtëzakonisht i shtrenjtë. Sidoqoftë, në ditët e sotme, falë një ulje të konsiderueshme të çmimeve për komponentët optikë, kjo qasje është bërë e rëndësishme. Sot, vendosja e OK për organizimin e një rrjeti aksesi është bërë e dobishme si kur përditësohen të vjetra ashtu edhe kur ndërtohen rrjete të reja aksesi (miljet e fundit). Ka shumë opsione kur bëhet fjalë për zgjedhjen e teknologjisë së aksesit me fibra optike. Së bashku me zgjidhjet tradicionale të bazuara në modemë optikë, teknologji Ethernet optik dhe Micro SDH, janë shfaqur zgjidhje të reja duke përdorur arkitekturën e rrjetit optik pasiv PON.

topologjitë bazë të rrjeteve të aksesit optik

Ekzistojnë katër topologji kryesore për ndërtimin e rrjeteve të aksesit optik: "pika në pikë", "unaza", "pema me nyje aktive", "pema me nyje pasive".

pikë-për-pikë (P2P)

Topologjia P2P (Fig. 1) nuk vendos kufizime në teknologjinë e rrjetit të përdorur. P2P mund të zbatohet për çdo standard rrjeti, si dhe për zgjidhje jo standarde (pronare), siç janë modemet optike. Nga pikëpamja e sigurisë dhe mbrojtjes së informacionit të transmetuar, një lidhje P2P siguron siguri maksimale për nyjet e pajtimtarëve. Meqenëse CC duhet të drejtohet individualisht te pajtimtari, kjo qasje është më e shtrenjta dhe është tërheqëse kryesisht për abonentët e mëdhenj.

Oriz. 1. Topologjia pikë-për-pikë.

unazë

Topologjia e unazave (Fig. 2.) e bazuar në SDH e ka dëshmuar veten në rrjetet e telekomunikacionit urban. Megjithatë, jo gjithçka është mirë në rrjetet e aksesit. Nëse, gjatë ndërtimit të një autostrade të qytetit, vendndodhja e nyjeve është planifikuar në fazën e projektimit, atëherë në rrjetet e aksesit është e pamundur të dihet paraprakisht se ku, kur dhe sa nyje pajtimtarësh do të instalohen. Me lidhje të rastësishme territoriale dhe të përkohshme të përdoruesve, topologjia e unazës mund të shndërrohet në një unazë shumë të thyer me shumë degë; pajtimtarët e rinj lidhen duke thyer unazën dhe duke futur segmente shtesë. Në praktikë, sythe të tilla shpesh kombinohen në një kabllo, gjë që çon në shfaqjen e unazave që duken më shumë si një vijë e thyer - unaza "të shembur", gjë që zvogëlon ndjeshëm besueshmërinë e rrjetit. Në fakt, avantazhi kryesor i topologjisë unazore është minimizuar.

Oriz. 2. Topologjia unazore.

pemë me nyje aktive

Një pemë me nyje aktive (Fig. 3.) është një zgjidhje ekonomike për sa i përket përdorimit të fibrave. Kjo zgjidhje përshtatet mirë brenda kornizës së standardit Ethernet me një hierarki të shpejtësive nga nyja qendrore tek abonentët 1000/100/10 Mbit/s (1000Base-LX, 100Base-FX, 10Base-FL). Megjithatë, çdo nyje peme duhet të përmbajë një pajisje aktive (në lidhje me rrjetet IP, një ndërprerës ose ruter). Rrjetet optike të aksesit Ethernet, kryesisht duke përdorur këtë topologji, janë relativisht të lira. Disavantazhi kryesor është prania e pajisjeve aktive në nyjet e ndërmjetme që kërkojnë furnizim individual me energji elektrike.

Oriz. 3. Topologjia “pemë me nyje aktive”.

pemë me ventilator pasiv optik PON (P2MP)

Zgjidhjet e bazuara në arkitekturën PON (Fig. 4.) përdorin topologjinë logjike pikë-në-shumë pikë P2MP (pikë-në-shumë pikë), e cila është baza e teknologjisë PON; një segment i tërë fibër optik i arkitekturës së pemës mund të lidhet me një port i nyjës qendrore, që mbulon dhjetëra abonentë. Në të njëjtën kohë, në nyjet e ndërmjetme të pemës janë instaluar ndarës optikë kompaktë, plotësisht pasivë, të cilët nuk kërkojnë energji ose mirëmbajtje.

Oriz. 4. Topologjia “Pema me degëzim optik pasiv”.

Dihet mirë se PON ju lejon të kurseni në infrastrukturën kabllore duke zvogëluar gjatësinë totale të fibrave optike, pasi vetëm një fibër përdoret në seksionin nga nyja qendrore në ndarësin. Më pak vëmendje i kushtohet një burimi tjetër kursimi - zvogëlimi i numrit të transmetuesve dhe marrësve optikë në nyjen qendrore. Ndërkohë, kursimet e faktorit të dytë në disa raste rezultojnë të jenë edhe më të konsiderueshme. Kështu, sipas vlerësimeve të NTT, një konfigurim PON me një ndarës në zyrën qendrore në afërsi të nyjës qendrore rezulton të jetë më ekonomik sesa një rrjet pikë-për-pikë, megjithëse praktikisht nuk ka reduktim në gjatësinë e fibër optike! Për më tepër, nëse distancat me abonentët nuk janë të mëdha (si në Japoni), duke marrë parasysh kostot e funksionimit (në Japoni ky është një faktor domethënës), rezulton se PON me një ndarës në zyrën qendrore është më ekonomike sesa PON me një ndarës afër nyjeve të pajtimtarëve.
Përparësitë e arkitekturës PON:
- mungesa e nyjeve aktive të ndërmjetme; kursimi i fibrave;
- kursimi i transmetuesve optikë në nyjen qendrore;
- lehtësia e lidhjes së pajtimtarëve të rinj dhe lehtësia e mirëmbajtjes (lidhja, shkëputja ose dështimi i një ose më shumë nyjeve të pajtimtarëve nuk ndikon në asnjë mënyrë në funksionimin e të tjerëve).
Topologjia e pemës P2MP ju lejon të optimizoni vendosjen e ndarësve optikë bazuar në vendndodhjen aktuale të pajtimtarëve, koston e vendosjes së kabllove dhe funksionimin e rrjetit kabllor.
Disavantazhet përfshijnë rritjen e kompleksitetit të teknologjisë PON dhe mungesën e tepricës në topologjinë më të thjeshtë të pemës.

Parimi i funksionimit të PON

Ideja kryesore e arkitekturës PON është përdorimi i vetëm një moduli të transmetuesit në OLT për të transmetuar informacione në pajisje të shumta të pajtimtarëve ONT dhe për të marrë informacion prej tyre. Zbatimi i këtij parimi është paraqitur në Fig. 5.
Numri i nyjeve të pajtimtarëve të lidhur me një modul marrës OLT mund të jetë aq i madh sa e lejon buxheti i energjisë dhe shpejtësia maksimale e pajisjes së marrësit. Për të transmetuar rrjedhën e informacionit nga OLT në ONT - rrjedha e drejtpërdrejtë (në rrjedhën e poshtme), si rregull, përdoret një gjatësi vale prej 1550 nm. Përkundrazi, rrjedhat e të dhënave nga nyjet e ndryshme të pajtimtarëve në nyjen qendrore, të cilat së bashku formojnë rrjedhën e kundërt (në rrjedhën e poshtme), transmetohen në një gjatësi vale prej 1310 nm. OLT dhe ONT kanë shumëfishues të integruar WDM që ndajnë transmetimet dalëse dhe hyrëse.

Oriz. 5. Elementet bazë të arkitekturës PON dhe parimi i funksionimit

rrjedhje e drejtpërdrejtë

Transmetohet rryma e drejtpërdrejtë në nivelin e sinjaleve optike. Çdo ONT, duke lexuar fushat e adresës, zgjedh nga ky rrymë e përgjithshme një pjesë të informacionit të destinuar vetëm për të. Në fakt, kemi të bëjmë me një demultipleksues të shpërndarë.

rrjedhje e kundërt

Të gjitha nyjet e pajtimtarëve ONT transmetojnë në rrjedhën e kundërt në të njëjtën gjatësi vale, duke përdorur konceptin TDMA (qasja e shumëfishtë e ndarjes së kohës). Për të eliminuar mundësinë e sinjaleve nga kalimi i ONT-ve të ndryshme, secili prej tyre ka orarin e tij individual të transmetimit të të dhënave, duke marrë parasysh një rregullim për vonesën që lidhet me heqjen e këtij ONT nga OLT. Protokolli TDMA MAC e zgjidh këtë problem.

Standardet PON

Hapat e parë në teknologjinë PON u hodhën në vitin 1995, kur një grup me ndikim prej shtatë kompanish (British Telecom, France Telecom, Deutsche Telecom, NTT, KPN, Telefonica dhe Telecom Italia) krijoi një konsorcium për të zbatuar idetë e aksesit të shumëfishtë mbi një fibër e vetme.. Kjo organizatë joformale, e mbështetur nga ITU-T, quhet FSAN (rrjeti i aksesit të plotë të shërbimit). Shumë anëtarë të rinj - si operatorë ashtu edhe prodhues të pajisjeve - u bashkuan në fund të viteve '90. Qëllimi i FSAN ishte të zhvillonte udhëzime dhe kërkesa të përbashkëta për pajisjet PON në mënyrë që prodhuesit dhe operatorët e pajisjeve të mund të bashkëjetonin së bashku në një treg konkurrues të sistemit të aksesit PON. Sot FSAN ka 40 operatorë dhe prodhues dhe punon ngushtë me organizatat e standardeve si ITU-T, ETSI dhe Forumi ATM.

Disa standarde ITU-T që rregullojnë teknologjinë xPON.

APON/BPON

Në mesin e viteve '90, pikëpamja e pranuar përgjithësisht ishte se vetëm protokolli ATM ishte në gjendje të garantonte cilësi të pranueshme të shërbimeve të komunikimit QoS midis abonentëve fundorë. Prandaj, FSAN, duke dashur të ofrojë transportin e shërbimeve multiservice përmes rrjetit PON, zgjodhi si bazë teknologjinë ATM. Si rezultat, në tetor 1998, u shfaq standardi i parë ITU-T G.983.1, bazuar në transportin e qelizave ATM në pemën PON dhe të quajtur APON (ATM PON). Më pas, gjatë disa viteve, shumë amendamente dhe rekomandime të reja u shfaqën në serinë G.983.x (x=1–7), shpejtësia e transmetimit u rrit në 622 Mbit/s. Në Mars 2001, u shfaq rekomandimi G.983.3, duke shtuar entitete të reja në standardin PON:
- transmetimi i aplikacioneve të ndryshme (zë, video, të dhëna) - kjo në fakt i lejoi prodhuesit të shtonin ndërfaqet e duhura në OLT për t'u lidhur me rrjetin bazë dhe në ONT për t'u lidhur me pajtimtarët;
- zgjerimi i diapazonit spektral – hap mundësinë për shërbime shtesë në gjatësi vale të tjera nën të njëjtën pemë PON, për shembull, transmetoni televizion në një gjatësi vale të tretë (luajtje trefishe).
Standardit APON të zgjeruar në këtë mënyrë i është dhënë emri BPON (broadband PON).
APON sot lejon shpërndarjen dinamike të gjerësisë së brezit (DBA) midis aplikacioneve të ndryshme dhe ONT-ve të ndryshme dhe është krijuar për të ofruar shërbime si me brez të gjerë ashtu edhe me brez të ngushtë.
Pajisjet APON nga prodhues të ndryshëm mbështesin ndërfaqet e trungut: SDH (STM-1), ATM (STM-1/4), Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, video (SDI PAL) dhe ndërfaqet e pajtimtarëve E1 (G.703), Ethernet 10/ 100Base -TX, telefoni (FXS).
Për shkak të natyrës së transmetimit të transmetimit përpara në pemën PON dhe potencialit për qasje të paautorizuar në të dhëna nga një ONT për të cilin të dhënat nuk janë të destinuara, APON ofron mundësinë për të përcjellë të dhënat duke përdorur teknikat e kriptimit me çelësat publikë. Nuk ka nevojë të kriptohet rryma e kthimit pasi OLT ndodhet në ambientet e operatorit.

PON G.983.1 Bazat standarde

Në nëntor 2000, LMSC (komiteti i standardeve LAN/MAN) IEEE krijoi një komision të posaçëm të quajtur "Ethernet në miljen e parë" (EFM, Ethernet në miljen e parë) 802.3ah, duke realizuar kështu dëshirat e shumë ekspertëve për të ndërtuar një rrjet PON arkitekturë që është sa më afër rrjeteve Ethernet të përhapura aktualisht. Paralelisht po krijohet aleanca EFMA (aleanca Ethernet në miljen e parë), e cila u krijua në dhjetor 2001. Në fakt, aleanca EFMA dhe komisioni EFM plotësojnë njëra-tjetrën dhe punojnë ngushtë mbi standardin. Ndërsa EFM fokusohet në çështjet teknike dhe zhvillimin e standardeve brenda IEEE, EFMA studion më shumë aspektet industriale dhe tregtare të përdorimit të teknologjisë së re. Qëllimi i punës së përbashkët është arritja e konsensusit ndërmjet operatorëve dhe prodhuesve të pajisjeve dhe zhvillimi Standardi IEEE 802.3ah, plotësisht i pajtueshëm me standardin në zhvillim të unazave të paketave kryesore IEEE 802.17.
Komisioni EFM 802.3ah duhet të standardizojë tre lloje të zgjidhjeve të rrjetit të aksesit:
EFMC (bakër EFM) - zgjidhje pikë-pikë duke përdorur çifte bakri të përdredhur. Deri më sot, puna për këtë standard ka përfunduar pothuajse. Nga dy alternativat midis të cilave u zhvillua lufta kryesore - G.SHDSL dhe ADSL+ - zgjedhja u bë në favor të G.SHDSL.
EFMF (fibër EFM) - zgjidhje e bazuar në lidhjen e fibrave pikë-për-pikë. Këtu është e nevojshme të standardizohen opsione të ndryshme: "duplex mbi një fibër, në të njëjtat gjatësi vale", "duplex mbi një fibër, në gjatësi vale të ndryshme", "duplex mbi një palë fibra", opsione të reja për transmetuesit optikë. Zgjidhje të ngjashme janë ofruar nga një sërë kompanish si "pronarë" për disa vite. Është koha për t'i standardizuar ato.
EFMP (EFM PON) - zgjidhje e bazuar në një lidhje pikë me shumë pikë mbi fibër. Kjo zgjidhje, e cila në thelb është një alternativë për APON, mori emrin e ngjashëm EPON.
Aktualisht, zhvillimi i standardeve 802.3ah, duke përfshirë EFMP, është në fazat e tij përfundimtare dhe pritet miratimi këtë vit. Argumentet në favor të teknologjisë EPON forcohen nga fokusi i Internetit vetëm në protokollin IP dhe standardet Ethernet.

GPON

Arkitektura e rrjetit të aksesit GPON (Gigabit PON) mund të konsiderohet si një vazhdim organik i teknologjisë APON. Në të njëjtën kohë, realizohet një rritje në gjerësinë e brezit të rrjetit PON dhe një rritje në efikasitetin e transmetimit të aplikacioneve të ndryshme multiservice. Standardi GPON ITU-T Rec. G.984.3 GPON u miratua në tetor 2003.
GPON siguron një strukturë kornizë të shkallëzueshme me shpejtësi transmetimi nga 622 Mbps në 2.5 Gbps, mbështet shpejtësitë e biteve simetrike dhe asimetrike në pemën PON për rrjedhën e poshtme dhe të sipërme dhe bazohet në standardin ITU-T G.704.1 GFP (protokolli i përgjithshëm i inkuadrimit). sigurimi i kapsulimit në një protokoll transporti sinkron të çdo lloj shërbimi (përfshirë TDM). Studimet tregojnë se edhe në rastin më të keq të shpërndarjes së trafikut dhe luhatjeve të fluksit, përdorimi i gjerësisë së brezit është 93% krahasuar me 71% në APON, për të mos përmendur EPON.
Nëse në SDH ndarja e brezit ndodh në mënyrë statike, atëherë GFP (protokolli gjenerik i kornizës), duke ruajtur strukturën e kornizës SDH, lejon alokimin dinamik të brezit.

krahasimi i teknologjive APON, EPON, GPON

Tabela ofron një analizë krahasuese të këtyre tre teknologjive.

Shënime:
1 – diskutuar në projekt.
2 – standardi lejon zgjerimin e rrjetit deri në 128 ONT.
3 - transmetimi lejohet në drejtimet e përparme dhe të kundërta në të njëjtën gjatësi vale.
4 – kryhet në nivele më të larta.

më shumë rreth APON

Dhe tani - disa specifika thjesht teknike se si funksionojnë rrjetet PON. Shumëllojshmëria APON merret si shembull.
Ndërveprimi i nyjës së pajtimtarit me atë qendror fillon me vendosjen e një lidhjeje. Pas së cilës të dhënat transferohen. E gjithë kjo bëhet sipas protokollit APON MAC. Gjatë procesit të vendosjes së lidhjes, nis një procedurë renditjeje, e cila përfshin: renditjen në distancë, renditjen e fuqisë dhe sinkronizimin. Nyja qendrore, si një dirigjent, siguron punën e koordinuar të të gjitha nyjeve të pajtimtarëve - anëtarëve të orkestrës.

APON MAC - protokoll për ndërveprimin midis nyjës qendrore dhe pajtimtarit

Protokolli MAC për sistemet e aksesit APON zgjidh tre probleme:
- eliminimi i përplasjeve ndërmjet transmetimeve në rrjedhën e kundërt;
- ndarje e qartë, efikase, dinamike e brezit të rrjedhës së kthimit;
- Mbajtja e negociatave sa më të mira për transportin e aplikacioneve të iniciuara nga përdoruesi fundor.
Protokolli APON MAC bazohet në një mekanizëm kërkesë/grante. Ideja kryesore është që të dërgohen kërkesa nga ONT në brezin e kërkuar. Bazuar në njohuritë se si ngarkohet rrjedha e kundërt dhe cilat shërbime i janë caktuar apriori një ONT të caktuar, OLT merr një vendim për përpunimin e këtyre kërkesave.

procedurat e renditjes

Inicializimi i rrjetit PON bazohet në tre procedura: përcaktimi i distancave nga OLT në ONT të ndryshëm (vargimi i distancës); sinkronizimi i të gjitha ONT-ve (vargimi i orës); dhe përcaktimin, kur merrni në OLT, intensitetet e sinjaleve optike nga ONT të ndryshme (vargimi i fuqisë).

renditja sipas distancës

Gama e distancës - përcaktimi i vonesës kohore që lidhet me heqjen e ONT nga OLT - kryhet në fazën e regjistrimit të nyjeve të pajtimtarëve dhe kërkohet për të siguruar transport pa përplasje dhe për të krijuar një sinkronizim të unifikuar në rrjedhën e kundërt.
Së pari, administratori i rrjetit fut të dhëna për ONT-në e re në OLT, atë numër serik, parametrat e shërbimeve të ofruara nga ONT. Më pas, pas lidhjes fizike të kësaj nyje abonenti me rrjetin PON dhe ndezjes së fuqisë së tij, nyja qendrore fillon procesin e renditjes. Renditja me ONT, e cila është e regjistruar në regjistrin OLT, ndodh sa herë që aktivizohet ONT. Kur energjia fiket dhe ndizet në OLT, intervali ndodh me të gjitha ONT-të e regjistruara.
OLT, duke dërguar një sinjal në ONT të renditur, dëgjon përgjigjen prej tij dhe, bazuar në këtë, llogarit vonesën kohore në udhëtimin e dyfishtë RTT (koha vajtje-ardhje), më pas transmeton vlerën e llogaritur në ONT në rrjedhën e përparme. . Bazuar në këtë, nyja e pajtimtarit ONT prezanton një vonesë të përshtatshme, e cila i paraprin fillimit të dërgimit të kornizës në rrjedhën e kundërt. Nyjet e pajtimtarëve të vendosura në distanca të ndryshme do të sjellin vonesa të ndryshme. Në këtë rast, shuma e vonesës së futur të harduerit dhe vonesa në përhapjen e sinjalit të dritës përgjatë rrugës optike nga ONT në OLT do të jetë e njëjtë për të gjitha nyjet e pajtimtarëve.
Duke marrë parasysh faktin se distancat OLT-ONT mund të ndryshojnë brenda kufijve të gjerë (standardi G.983.1 përcakton diapazonin 0-20 km), le të vlerësojmë variacionet e mundshme të vonesës. Nëse marrim parasysh që shpejtësia e dritës në një fibër është 2*105 km/s, atëherë një rritje në distancën OLT-ONT me 1 km do të korrespondojë me një rritje të kohës së vonesës në një shteg të dyfishtë me 10 μs. Dhe për një distancë prej 20 km, RTT do të jetë 0.2 ms. Në fakt, kjo është koha minimale teorike që i duhet një OLT për të kryer renditjen me një ONT të vetme. Rangimi sipas distancës së një numri më të madh të nyjeve të pajtimtarëve ndodh në mënyrë sekuenciale dhe kërkon një rritje proporcionale në kohën totale të renditjes. Gjatë kësaj kohe, rrjedha e kundërt nuk mund të përdoret për transmetimin e të dhënave nga ONT-të e tjerë.
Pas përfundimit të renditjes në distancë, OLT, bazuar në shërbimet e përshkruara për çdo ONT dhe duke përdorur protokollin MAC, vendos se cilën nyje abonenti të transmetojë në çdo slot specifik kohor.
Vini re se vonesa totale kur dërgoni një kornizë në rrjedhën e kundërt futet jo vetëm nga koha e kufizuar e përhapjes së sinjalit përgjatë fibrës, por edhe nga elementët elektronikë OLT dhe ONT. Vonesa nga ana e kësaj të fundit mund të pësojë një zhvendosje të lehtë, për shembull për shkak të luhatjeve në temperaturën e pajisjes. Prandaj, në fazën e transmetimit të të dhënave, OLT informon ONT për rregullime të vogla të vonesës së futur në rrjedhën e kundërt - diapazon mikro. Si rezultat, saktësia me të cilën stabilizohen kornizat e dërguara nga ONT të ndryshëm është 2–3 bit.

renditja sipas fuqisë

Gama e fuqisë - ndryshimi i pragut të diskriminimit të një fotodetektori për të rritur ndjeshmërinë e fotodetektorit ose për të shmangur ngopjen e tij të padëshiruar. Meqenëse ONT-të janë të vendosura në distanca të ndryshme nga OLT, humbjet e futjes në sinjalet optike që përhapen nëpër pemën PON do të jenë të ndryshme. Kjo mund të çojë në mosfunksionim të fotodetektorëve për shkak të dobësisë së sinjalit ose për shkak të mbingarkesës.
Ekzistojnë dy mënyra të mundshme për të dalë nga kjo situatë - ose rregulloni fuqinë e transmetuesve ONT, ose rregulloni pragun e përgjigjes në fotodetektorin OLT. Opsioni i dytë u zgjodh si më i besueshëm.
Pragu i fotodetektorit OLT rregullohet sa herë që merret një paketë e re ATM nga rrjedha e kundërt e preambulës bazuar në matjen e fuqisë integrale në parathënien e paketës.
Rregullimi i fuqisë kërkohet gjithashtu në të gjitha ONT-të. Kjo bëhet në mënyrë të ngjashme, por vetëm një herë përpara se të sinkronizoni marrësin për të punuar me rrymën sinkron TDM nga OLT. Pastaj fuqia e integruar në ONT llogaritet vazhdimisht dhe pragu i diskriminimit të fotodetektorit rregullohet pa probleme.

sinkronizimi

Sinkronizimi ose diapazoni fazor është i nevojshëm si për rrjedhën e përparme ashtu edhe për atë të kundërt.
Nyjet e pajtimtarëve ONT sinkronizohen në fillim të inicializimit të tyre dhe më pas mbajnë sinkronizimin gjatë gjithë kohës, duke u përshtatur me trafikun e vazhdueshëm TDM nga OLT dhe duke kryer atë që zakonisht quhet marrja sinkron e të dhënave.
Përkundrazi, nyja qendrore OLT sinkronizohet çdo herë sipas preambulës së një pakete ATM të sapoardhur. Njohja e vonesës kohore të llogaritur në fazën e renditjes së distancës nga ana e ONT që dërgoi këtë paketë nuk mjafton këtu - kërkohet saktësi më e madhe. Metoda e marrjes së të dhënave me sinkronizimin preambulal zakonisht quhet asinkron. Sinkronizimi i preambulës është i ngjashëm me zgjidhjen në teknologjinë Ethernet dhjetë megabit me një madhësi preambule prej 64 bit (8 byte). Megjithatë, mbajtja e madhësisë së preambulës të njëjtë për një paketë relativisht të vogël ATM (në rrjedhën e sipërme) do të ishte një përdorim i madh joefikas i gjerësisë së brezit. Për teknologjinë APON, është zhvilluar një teknikë e re sinkronizimi, e bazuar në metodën CPA (clock faza alignment), e cila lejon që sinkronizimi i nevojshëm të kryhet pas marrjes së vetëm tre biteve! Përmasat më të mëdha të parathënies së paketës së ATM-ve në rrjedhën e sipërme u zgjodh sepse preambula shërben gjithashtu për funksionin e ofrimit të një procedure të renditjes së fuqisë.

Struktura e kornizës APON për transmetimin përpara dhe të kundërt

Për të menaxhuar mekanizmin e kërkesës/granteve, FSAN ka përcaktuar një strukturë kornizë APON për rrjedhat përpara dhe të kundërta. Ky format është standardizuar nga ITU-T në rekomandimin G.983.1. Në Fig. Figura 6 tregon formatin e kornizës APON për mënyrën e trafikut simetrik 155/155 Mbit/s. Një kornizë në rrjedhën e poshtme përbëhet nga 56 qeliza ATM prej 53 bajt. Kuadri në rrjedhën e sipërme përbëhet nga 52 pako ATM me 56 bajt secila dhe një vend i caktuar MBS me një gjatësi totale prej gjithashtu 56 bajte, të diskutuara më poshtë.

Oriz. 6. Formati i kornizës ITU G.983 - struktura e kornizës së transmetimit përpara dhe të kundërt.

rrjedhje e drejtpërdrejtë

Lejet e transmetimit dërgohen me breshëri në qeliza speciale të shërbimit ATM - dy për kornizë, të cilat quhen qeliza PLOAM (operimi dhe mirëmbajtja e shtresës fizike). Ata ndjekin rreptësisht rregullisht, duke alternuar me 27 qeliza të dhënash. Një qelizë PLOAM përmban 26 leje për ONT, secila për transmetimin e vetëm një (!) pakete ATM. 54 qelizat e mbetura në kornizën e përparme bartin të dhëna dhe nuk përdoren për mekanizmin e kërkesës/lejes.

rrjedhje e kundërt

Rrjedha e kundërt përfaqëson një koleksion të shpërthimeve të të dhënave nga ONT të ndryshme. Nyja e pajtimtarit mund të transmetojë të dhëna vetëm pasi të ketë marrë lejen e duhur të lexuar nga qeliza PLOAM. Paketat e të dhënave nga ONT në APON transmetohen në paketat ATM. Dallimi i vetëm midis një pakete ATM dhe një qelize është se paketa ka një preambulë shtesë prej 3 bajt. Kështu, gjatësia e një pakete ATM është 56 bajt. Preambula nuk është e nevojshme për qelizat në rrjedhën e përparme për shkak të mënyrës sinkron të marrjes së të dhënave, siç u diskutua më lart. Dy pjesët e para të preambulës nuk përmbajnë një sinjal optik, i cili është i mjaftueshëm për të eliminuar mbivendosjen e paketave nga ONT të ndryshme - luhatjet e lehta në vonesën gjatë përhapjes së sinjalit janë të pashmangshme në linjë.
Nëse marrim parasysh se kërkohet një grant transmetimi për çdo paketë ATM, atëherë numri total i granteve të shkruara në qelizat PLOAM për një periudhë të gjatë kohore duhet të korrespondojë me numrin e paketave të ATM të emetuara nga të gjitha ONT-të gjatë kësaj kohe. Pse PLOAM përshtatet me 26 leje? Dy qeliza PLOAM mund të japin leje për të transmetuar 52 paketa ATM, të njëjtin numër sa ka në kornizën e sipërme të ATM.

slot MBS

Vendi i MBS (slot me shumë shpërthime) në rrjedhën e kundërt është një vend i caktuar shërbimi. Ai informon OLT për natyrën e kërkesave të transmetimit nga ONT. Kjo slot ka 8 nënfusha ose minislota që korrespondojnë me ONT të ndryshme (Fig. 7). Nëse sistemi PON është projektuar për 32 nyje pajtimtarësh, atëherë të 32 ONT-të do të jenë në gjendje të transmetojnë informacionin e tyre në lidhje me kërkesat e transmetimit vetëm pas katër slotave MBS të transmetuara në mënyrë sekuenciale, që përbën një cikël. Në një sistem 64 ONT, një cikël përbëhet nga tetë lojëra elektronike MBS. Transmetimi i një kornize me shpejtësi 155 Mbit/s zgjat 0,15 ms. Do të duhen 0.6 ms për të transmetuar të gjithë ciklin me 32 ONT. Me fjalë të tjera, me një frekuencë prej 0.6 ms, ONT dërgon kërkesa shërbimi për qëllimin për të transmetuar. ONT dërgon një kërkesë kur një radhë transmetimi është formuar në buferin e tij të daljes. Meqenëse ONT do të jetë në gjendje të transmetojë vetëm pas marrjes së lejes në qelizën PLOAM, për të vlerësuar kohën maksimale nga momenti i përgatitjes së radhës në tampon deri në fillimin e transmetimit, duhet të shtoni një vonesë në ekzekutimin e dyfishtë RTT në kohën e ciklit prej 0,6 ms (për një rrjet me rreze 20 km RTT është 0,2 ms), duke rezultuar në 0,8 ms. Vonesat e harduerit në OLT dhe ONT mund t'i shtohen kësaj vlere.

Oriz. 7. Struktura e slotit MBS.

Një minislot përbëhet nga 4 fusha: një preambulë (3 bajt), e ngjashme me preambulën në një paketë ATM; dy fusha ABR/GFR dhe VBR, 8 dhe 16 bit të gjata, që korrespondojnë me dy lloje kërkesash për gjerësi brezi; Fushat e shumës së kontrollit CRC (8 bit).

besueshmëria dhe teprica në APON

Dobësia e sistemeve të aksesit APON me një topologji të thjeshtë peme është mungesa e tepricës. Skenari më i keq në këtë rast do të ishte që fibra që kalon nga OLT te ndarësi më i afërt (fibra ushqyes) të dëmtohet. I gjithë segmenti i lidhur me këtë fibër humbet lidhjen - dhjetëra nyje abonentësh, qindra abonentë mbeten pa rrjet. Koha mesatare për të riparuar (MTTR) mund të ndryshojë gjerësisht nga disa ditë në disa javë në varësi të operatorit. Në këtë rast të një dështimi të vetëm fibër, disavantazhi i rrjetit PON në krahasim me topologjinë e unazave SDH demonstrohet më qartë.
Prandaj, tashmë në rekomandimin e parë të G.983.1 në Shtojcën IV, u diskutua çështja e ndërtimit të sistemeve të sigurta APON. Për shkak të specifikave të topologjisë PON, kjo detyrë nuk është aq e thjeshtë sa në topologjitë e unazave SDH, pasi brezi i rrjedhës së kundërt në PON është i zakonshëm dhe formohet nga shumë nyje pajtimtarësh. Rekomandimet G.983.1 sugjeronin studimin e katër topologjive të ndryshme. Vetëm dy prej tyre u zgjodhën përfundimisht për zhvillim në rekomandimin e mëvonshëm G.983.5.
Në Fig. 8-10 tregon opsionet kryesore të ndërtimit sistemet rezervë PON. Zgjidhja e parë (Fig. 8) siguron tepricë të pjesshme nga nyja qendrore. Për të zbatuar këtë zgjidhje, kërkohet një ndarës 2xN. Nyja qendrore është e pajisur me dy module optike LT-1 dhe LT-2, në të cilat mbyllen dy fibra. Në gjendje normale, në mungesë të dëmtimit të fibrave, kanali kryesor është aktiv, dhe transmetimi i dyfishtë organizohet përmes tij. Kanali rezervë - joaktiv - dioda lazer në LT-2 është fikur. Fotodetektori në LT-2 mund të dëgjojë rrjedhën e kundërt. Nëse fibra e kanalit kryesor që vjen nga nyja qendrore është e dëmtuar, sistemi i transmetuesit LT-2 aktivizohet automatikisht dhe moduli i multipleksimit, ndërrimit dhe lidhjes së kryqëzuar në OLT kalon në të, duke siguruar transport nga ndërfaqet e shtyllës kurrizore. Për të rritur besueshmërinë, këshillohet që të merren fibra ushqyese nga kabllo optike të ndryshme, të ndara fizikisht.

Oriz. 8. Topologjia e mbrojtur PON. Tepricë e pjesshme nga nyja qendrore.

Teprica e pjesshme nga ana e nyjes së pajtimtarit (Fig. 9) bën të mundur rritjen e besueshmërisë së nyjes së pajtimtarit. Në këtë rast, kërkohen dy module optike LT-1 dhe LT-2 për nyjen e pajtimtarit. Kalimi në kanalin rezervë është i ngjashëm me opsionin e mëparshëm. Kur rezervoni nyjet e abonentëve, nuk është e nevojshme të lidheni të gjitha nyjet e pajtimtarëve nëpërmjet rrymës rezervë. Dallimi në koston e nyjeve të pajtimtarëve me tepricë (dy module LT-1 dhe LT-2) dhe pa të (një modul LT) lejon ofrimin e diferencuar të shërbimeve për kategori të ndryshme abonentësh.

Oriz. 9. Topologjia e mbrojtur PON. Tepricë e pjesshme nga ana e nyjës së pajtimtarit.

Në Fig. Figura 10 tregon një opsion me tepricë të plotë të sistemit PON. Sistemi bëhet rezistent ndaj dështimit të pajisjeve marrëse dhe transmetuese OLT dhe ONT, si dhe ndaj dëmtimit të çdo seksioni të sistemit kabllor me fibra optike. Rrjedhat e informacionit në ONT gjenerohen njëkohësisht nga të dy nyjet LT-1 dhe LT-2 dhe transmetohen në dy flukse të kundërta paralele. Në OLT, vetëm një version i dy kopjeve të sinjaleve transmetohet më poshtë në shtyllën kurrizore. Dyfishimi i trafikut ndodh në të njëjtën mënyrë në rrjedhën e përparme. Nëse ndërfaqet e fibrave ose të transmetuesit dëmtohen, kalimi në rrjedhën rezervë do të jetë shumë i shpejtë dhe nuk do të çojë në ndërprerje të komunikimit.

Oriz. 10. Topologjia e mbrojtur PON. Rezervim i plotë.

Zgjidhja e parë, përveç sigurimit të tepricës së pjesshme, kërkon një kohë të gjatë rikonfigurimi kur fibra është e dëmtuar. Kontributi kryesor në vonesë vjen nga ngrohja e lazerit në OLT (LT-2) dhe kryerja e procedurës së rangut. Është praktikisht e vështirë të mos kalosh 50 ms, një nga kërkesat e formuluara në rekomandimin G.983.5.
konkluzioni. Për konfigurimet e konsideruara të propozuara nga ITU-T, pothuajse vetëm një zgjidhje plotësisht e tepërt plotëson të gjitha kërkesat dhe duket të jetë më tërheqëse.

Petrenko I.I., Ubaydullaev R.R., Ph.D., Telekom Transport.

Ose Gigabit PON filloi të zbatohet relativisht kohët e fundit. Le të kuptojmë se çfarë u bënë parakushtet për shfaqjen e teknologjisë GPON, çfarë perspektive ka, dhe gjithashtu ta krahasojmë atë me teknologjitë konkurruese - PON dhe GEPON.

2014 do të shënojë 45 vjetorin e sesionit të parë të komunikimit kompjuterik të zhvilluar në Shtetet e Bashkuara në një distancë prej rreth 640 km. Kjo ngjarje konsiderohet si fillimi i lindjes së internetit. E vërteta që paraprin Rrjet i gjere boteror Rrjeti ARPANET në atë kohë ishte i disponueshëm për një rreth shumë të ngushtë njerëzish dhe organizatash. Lidhja me të për "të huajt" me fat që kanë kompjuterë u bë e mundur vetëm në 1991. Ishte vetëm shfaqja e shfletuesit të internetit NCSA Mosaic në 1993 që siguroi parakushtin për rritjen shpërthyese të audiencës globale të internetit. Pra, historia e "Internetit masiv" që nga viti 2013 është vetëm 20 vjet e vjetër.

Në dekadën e parë të zhvillimit rrjeti global Midis përdoruesve që i kushtuan vëmendje një treguesi të tillë si "përcjellja e kanalit të komunikimit (shkalla e transferimit të të dhënave në bit)" ose karakteristikat e lidhura të "gjerësisë së brezit", kishte "disa" njerëz të njohur me themelet teorike të inxhinierisë radio. Dhe sot të gjithë po flasin për "shpejtësitë e internetit". Dhe të gjithë duan të kenë në dispozicion "Internet me shpejtësi të lartë".

Pse me shpejtësi të lartë? Dhe ku është kufiri nga i cili aksesi në internet mund të konsiderohet "me shpejtësi të lartë"?

Përdoruesi masiv lidh shpejtësinë e internetit, para së gjithash, me intervalet kohore për shkarkimin e videos "të rëndë", muzikës dhe skedarët grafikë, numri i të cilave në internet po rritet në mënyrë eksponenciale, dhe ata vetë po "zgjerohen". Konsumatorët e korporatave të shërbimeve online (dhe së fundmi edhe shërbimet cloud) kanë nevojë për përgjigje me shpejtësi të lartë ndaj kërkesave në sistemet e menaxhimit të biznesit që përdorin.

Kjo do të thotë që Interneti me shpejtësi të lartë është një nevojë urgjente, dhe jo një trill (si për "përdoruesit" dhe për kompanitë). “Kufiri” nga fillon interneti me shpejtësi të lartë, sot sipas ekspertëve është në nivelin 10 Mb/s.

"Optika" po zëvendëson "bakrin"

Rrjeti Kompjuterik në mbarë botën filloi të zhvillohej në bazë të ekzistimit linjat telefonike duke përdorur teknologjitë xDSL. Versioni më "i avancuar" i kësaj familjeje "bakri" - teknologjia e modemit ADSL2+ siguron një shpejtësi të transmetimit në hyrje prej 24 Mb/s (në dalje - 1.2 Mb/s). Aktualisht është lider i padiskutueshëm në numrin e lidhjeve në të gjitha vendet e botës. Megjithatë, linjat e komunikimit "të bakrit", të vendosura dekada më parë, po vjetërohen si fizikisht ashtu edhe moralisht dhe gradualisht po zëvendësohen nga rrjetet optike FTTx, përdorimi i të cilave bën të mundur rritjen e shpejtësisë së shkëmbimit të informacionit në internet me dy rend. magnitudë. Dhe në të ardhmen e afërt - edhe më shumë.

Gjatë pesë viteve të fundit, procesi i zëvendësimit të rrugëve të kabllove të bakrit me ato optike ka ardhur duke u rritur dhe, sipas analistëve, në pesë vitet e tjera raporti “optikë/bakër” në telekomunikacion do të ndryshojë rrënjësisht në favor të “optikës”.

Arkitektura FTTx (Fibra në x) është një seksion i një linje komunikimi me fibra optike e lidhur në njërën anë me një stacion transmetues OLT (Terminali i linjës optike) të instaluar në operator, dhe nga ana tjetër me modulet e transmetuesit të pajtimtarëve - ONT (Optike Rrjeti Terminal) ose ONU (Optike Rrjeti Njësia).

ONT është një terminal për përdorim personal (i quajtur edhe një modem optik) i instaluar në një apartament. ONU - projektuar për instalim në kabinetin e shpërndarjes së një ndërtese apartamentesh dhe ka disa porte për lidhjen e kompjuterëve, televizorëve, telefonave të vendosur në apartamentet fqinje.

ONT dhe ONU konvertojnë sinjalet optike të marra nga OLT në sinjale elektrike (të dërguara, për shembull, në kompjuterë, televizorë, telefona), dhe gjithashtu kryejnë konvertimin e kundërt të sinjaleve elektrike të marra nga terminalet e përdoruesit në sinjale optike që dërgohen në OLT.

Nëse ndarësit (ndarësit e sinjalit pasiv që vijnë nga OLT) futen në një seksion të një linje optike dhe ONT-të lidhen me daljet e tyre, atëherë një tranzicion i tillë nga një strukturë FTTx me një fibër në një strukturë peme do të çojë në formimin e një pasive. rrjet optik - PON(Rrjeti optik pasiv).

Puna e PON është të organizojë akses të shumëfishtë përmes një fibre të vetme optike përmes aksesit të shumëfishimit të ndarjes së kohës (TDMA) dhe ndarjes së frekuencës së rrugëve të pritjes dhe transmetimit ( Gjatësia e valës-Ndarja Multipleksimi - WDM). Multiplekserët WDM që funksionojnë si pjesë e OLT dhe ONT ndajnë sinjalet e përparme (hyrëse) dhe të kundërta (dalëse), të transmetuara në gjatësi vale të ndryshme (përpara - 1,49 mikronë, anasjelltas - 1,31 mikronë). Këtyre rrymave mund t'u shtohet një sinjal televiziv kabllor i transmetuar në një gjatësi vale prej 1,55 mikron.

Farat e para të teknologjisë PON u shfaqën rreth 15 vjet më parë, dhe që atëherë, Unioni Ndërkombëtar i Telekomunikacionit (ITU) ka lëshuar pesë standarde për transmetimin e të dhënave mbi fibër optike. Pajisjet aktive të prodhuara në përputhje me kërkesat e këtyre standardeve ofrojnë shpejtësi nga 155 Mb/s në 2488 Mb/s. Karakteristikat e këtyre standardeve do të diskutohen më poshtë, por tani për tani theksojmë se avantazhet e zakonshme për të gjitha llojet e teknologjive PON janë aftësia për të zgjeruar lehtësisht bazën e pajtimtarëve, mirëmbajtjen dhe modernizimin e saj, si dhe të ulëta (krahasuar me "bakër" teknologjitë) kostot operative.

GPON: forca lëvizëse pas standardit

Standardi i parë i familjes PON - APON (ATM PON) u miratua nga MASH në fund të vitit 1998, dhe vitin e ardhshëm operatorët amerikanë dhe japonezë të telekomit filluan ndërtimin e linjave optike pasive. Transmetimi i të dhënave sipas këtij standardi kryhet në bazë të protokollit ATM, i cili përshkruan një metodë komutimi dhe multipleksimi të bazuar në transmetimin e të dhënave në formën e qelizave me madhësi fikse (qelizat ATM). Shpejtësia e transferimit të të dhënave - 155 Mb/s.

Futja e teknologjive të reja në APON, në veçanti, caktimi dinamik i gjerësisë së brezit në varësi të aplikacioneve, mbështetja për protokollet SDH, FE, GE, SDI PAL, El, E/FE dhe telefonisë, siguroi funksionalitet shtesë në fushat e transmetimit zanor, video të ndryshme. përmbajtje dhe transmetim televiziv (shfaqja e parë e një gjatësi vale të tretë në PON). Kjo çoi në miratimin e standardit "bijë" të APON - BPON (Broadband PON). Në të njëjtën kohë, shpejtësia e transferimit të të dhënave u rrit në 622 Mb/s.

"Lidhja në zinxhir" tjetër APON - BPON ishte standardi GPON ( Gigabit të aftë Pasive Optike Rrjeti), zbatimi i të cilit siguron që rrjeti të funksionojë si në modalitetin simetrik ashtu edhe në atë asimetrik. Më shpesh përdoret mënyra e dytë, në të cilën shpejtësia e transferimit të të dhënave në rrjedhën e përparme arrin 2.488 Gb / s, dhe në rrjedhën e kundërt - 1.244 Gb / s (zakonisht këto numra janë të rrumbullakosura dhe të folura prej 2.5 Gb / s dhe 1.25 Gb /s).

Në mënyrë tipike, një kompjuter në shtëpi lidhet me një modem optik (ONT) të një rrjeti GPON ose nëpërmjet kabllos së çiftit të përdredhur ose lidhjes me valë (Wi-Fi). ONT gjithashtu ka porte për lidhjen e një televizori dhe telefoni VoIP.

Protokolli bazë në teknologjinë GPON është bërë GFP (Generic Framing Protocol), megjithëse përdoren gjithashtu rekomandimet TDMA, SDH, Ethernet dhe ATM.

Paralelisht me përmirësimin e teknologjive PON në botë, u zhvillua zhvillimi i rrjeteve optike Ethernet dhe arritjet e kësaj “dege” komunikimi në fushën e transmetimit të të dhënave me shpejtësi të lartë u përdorën në standardin EPON (Ethernet PON), i cili. është zhvilluar në bazë të protokollit MPCP (Multi-Point Control Protocol), duke menaxhuar nyje të shumta. Dhe versioni i tij i përmirësuar - GEPON(Gigabit EPON) në karakteristikat dhe aftësitë e tij sot është i dyti vetëm pas liderit të padiskutueshëm të teknologjive PON - GPON.

Çfarë "të bie në sy" në mini-rishikimin e mësipërm të teknologjive të përdorura në rrjetet optike pasive? - Fakti që ndryshimet në funksionalitetin e tyre janë kryesisht për shkak të të cilave protokollet e transferimit të të dhënave përbëjnë bazën e standardeve.

GPON dhe GEPON: aritmetikë e thjeshtë

Nëse dihen tregues (apo edhe përshkrime) numerikë që shprehin ndonjë karakteristikë të objekteve që duhen krahasuar, atëherë një krahasim i tillë është mjaft i thjeshtë për t'u bërë duke vendosur numrat përkatës në një rresht ose kolonë. Dhe menjëherë do të jetë e qartë "kush është më i mirë se kush". Le të bëjmë këtë krahasim midis GPON dhe GEPON.

Pra, shpejtësia e transmetimit përpara të GPON është 2.5 Gb/s, dhe ajo e GEPON është 1.25 Gb/s.

Numri maksimal i nyjeve të pajtimtarëve për fibër për GPON është 64, dhe për GEPON - 16, gjë që çon në një kosto më të ulët të portit për pajtimtar në terminalin optik të operatorit të prodhuar sipas standardit GPON, dhe konsumim dukshëm më të ulët të energjisë nga pajisjet e stacionit sesa kur përdorni pajisjet e operatorit standard GEPON.

Përdorimi i gjerësisë së brezit duke përdorur teknologjinë GPON është jo më pak se 93%, dhe përdorimi i teknologjisë GEPON nuk është më shumë se 60%. Ky ndryshim është për faktin se pajisjet aktive GPON përdorin teknologjinë e fragmentimit të kornizës GEM (GTC Encapsulation Method), e cila rrit efikasitetin e përdorimit të gjerësisë së brezit. Teknologjia GEPON nuk ka një mjet të tillë.

Kjo është e gjitha "aritmetika e thjeshtë" që shpjegon popullaritetin e GPON.

GPON: kabllot e instalimeve elektrike të shtëpisë

Rrjeti GPON përbëhet nga trunk dhe linja shpërndarëse. Gjatësia e rrugëve të shtyllës kurrizore GPON aktualisht arrin 20 km (në vitet e ardhshme, zhvilluesit e teknologjisë GPON premtojnë të rrisin gjatësinë maksimale të fibrës optike të shtyllës kurrizore në 60 km). Seksionet kryesore janë duke u hedhur (më shumë rreth vendosja e kabllove me fibra optike) duke përdorur metoda tradicionale të vendosjes ajrore ose nëntokësore të kabllove optike me një mbështjellës mbrojtës, i cili siguron qëndrueshmërinë e linjës kabllore në kushtet e lagështisë së lartë dhe ndryshimeve të temperaturës.

Për infrastrukturën e shpërndarjes GPON, e krijuar, për shembull, brenda një ndërtese apartamentesh, përdoren kabllot e rënies dhe ngritjes. Një tipar i kabllove "katëshe", të destinuara për degëzimin e një linje optike nga një kabllo shpërndarjeje lart, është mundësia e rrugëtimit "fleksibël" me rreze të vogla përkuljeje të siguruara nga dizajni i tyre.

Kabllot ngritëse të përdorura për instalime elektrike vertikale në dysheme përmbajnë 6-12 fibra optike, të cilat vendosen lehtësisht në kaseta dhe saldimi i tyre kërkon shumë më pak kohë sesa me saldimi i fibrave optike lloje të tjera kabllosh.

GPON: shpejtësia e evolucionit po përshpejtohet

Përparësitë e standardit GPON në krahasim me llojet e tjera të teknologjive PON kanë qenë të pamohueshme që nga miratimi i tij në 2003. Sidoqoftë, deri në vitin 2010, në Rusi kishte vetëm 80 mijë përdorues të brezit të gjerë bazuar në GPON, sipas J'son & Partners Consulting. Barriera kryesore për rritjen më të madhe, siç ndodh pothuajse gjithmonë me një produkt që hyn në treg, ishte çmimi i lartë i pajisjeve optike aktive. Në vitet e fundit, çmimet për transmetuesit e stacioneve dhe modemet optike të pajtimtarëve janë ulur ndjeshëm, për shkak të të cilave deri në fillim të vitit 2017 (sipas analistëve të së njëjtës kompani), numri i përdoruesve rusë GPON do të afrohet në 6 milion, d.m.th. do të rritet pothuajse 75 herë gjatë shtatë viteve të ardhshme!

Ose Gigabit PON filloi të zbatohet relativisht kohët e fundit. Le të kuptojmë se çfarë u bënë parakushtet për shfaqjen e teknologjisë GPON, çfarë perspektive ka, dhe gjithashtu ta krahasojmë atë me teknologjitë konkurruese - PON dhe GEPON.

2014 do të shënojë 45 vjetorin e sesionit të parë të komunikimit kompjuterik të zhvilluar në Shtetet e Bashkuara në një distancë prej rreth 640 km. Kjo ngjarje konsiderohet si fillimi i lindjes së internetit. Vërtetë, rrjeti ARPANET, i cili i parapriu World Wide Web, në atë kohë ishte i aksesueshëm për një rreth shumë të ngushtë njerëzish dhe organizatash. Lidhja me të për "të huajt" me fat që kanë kompjuterë u bë e mundur vetëm në 1991. Ishte vetëm shfaqja e shfletuesit të internetit NCSA Mosaic në 1993 që siguroi parakushtin për rritjen shpërthyese të audiencës globale të internetit. Pra, historia e "Internetit masiv" që nga viti 2013 është vetëm 20 vjet e vjetër.

Në dekadën e parë të zhvillimit të rrjetit global, në mesin e përdoruesve që i kushtuan vëmendje një treguesi të tillë si "kapaciteti i kanalit të komunikimit (shkalla e transferimit të të dhënave në bit)" ose karakteristika shoqëruese "gjerësia e brezit", kishte "disa" njerëz. Njohur me bazat teorike të radio-inxhinierisë. Dhe sot të gjithë po flasin për "shpejtësitë e internetit". Dhe të gjithë duan të kenë në dispozicion "Internet me shpejtësi të lartë".

Pse me shpejtësi të lartë? Dhe ku është kufiri nga i cili aksesi në internet mund të konsiderohet "me shpejtësi të lartë"?

Përdoruesi masiv e lidh shpejtësinë e Internetit, para së gjithash, me intervalet kohore për shkarkimin e skedarëve video, muzikë dhe grafikë "të rëndë", numri i të cilave në internet po rritet në mënyrë eksponenciale, dhe ata vetë po bëhen "më të mëdhenj". Konsumatorët e korporatave të shërbimeve online (dhe së fundmi edhe shërbimet cloud) kanë nevojë për përgjigje me shpejtësi të lartë ndaj kërkesave në sistemet e menaxhimit të biznesit që përdorin.

Kjo do të thotë që Interneti me shpejtësi të lartë është një nevojë urgjente, dhe jo një trill (si për "përdoruesit" dhe për kompanitë). “Kufiri” nga fillon interneti me shpejtësi të lartë, sot sipas ekspertëve është në nivelin 10 Mb/s.

"Optika" po zëvendëson "bakrin"

Rrjeti Botëror Kompjuterik filloi të zhvillohet në bazë të linjave ekzistuese telefonike duke përdorur teknologjitë xDSL. Versioni më "i avancuar" i kësaj familjeje "bakri" - teknologjia e modemit ADSL2+ siguron një shpejtësi të transmetimit hyrës prej 24 Mb/s (në dalje - 1.2 Mb/s). Aktualisht është lider i padiskutueshëm në numrin e lidhjeve në të gjitha vendet e botës. Sidoqoftë, linjat e komunikimit "të bakrit", të vendosura dekada më parë, po vjetërohen si fizikisht ashtu edhe moralisht dhe gradualisht po zëvendësohen nga rrjetet optike FTTx, përdorimi i të cilave bën të mundur rritjen e shpejtësisë së shkëmbimit të informacionit në internet me dy rend. magnitudë. Dhe në të ardhmen e afërt - edhe më shumë.

Gjatë pesë viteve të fundit, procesi i zëvendësimit të rrugëve të kabllove të bakrit me ato optike ka ardhur duke u rritur dhe, sipas analistëve, në pesë vitet e tjera raporti “optikë/bakër” në telekomunikacion do të ndryshojë rrënjësisht në favor të “optikës”.

Arkitektura FTTx (Fibra në x) është një seksion i një linje komunikimi me fibra optike e lidhur në njërën anë me një stacion transmetues OLT (Terminali i linjës optike) të instaluar në operator, dhe nga ana tjetër me modulet e transmetuesit të pajtimtarëve - ONT (Optike Rrjeti Terminal) ose ONU (Optike Rrjeti Njësia).

ONT është një terminal për përdorim personal (i quajtur edhe një modem optik) i instaluar në një apartament. ONU - projektuar për instalim në kabinetin e shpërndarjes së një ndërtese apartamentesh dhe ka disa porte për lidhjen e kompjuterëve, televizorëve, telefonave të vendosur në apartamentet fqinje.

ONT dhe ONU konvertojnë sinjalet optike të marra nga OLT në sinjale elektrike (të dërguara, për shembull, në kompjuterë, televizorë, telefona), dhe gjithashtu kryejnë konvertimin e kundërt të sinjaleve elektrike të marra nga terminalet e përdoruesit në sinjale optike që dërgohen në OLT.

Nëse ndarësit (ndarësit e sinjalit pasiv që vijnë nga OLT) futen në një seksion të një linje optike dhe ONT-të lidhen me daljet e tyre, atëherë një tranzicion i tillë nga një strukturë FTTx me një fibër në një strukturë peme do të çojë në formimin e një pasive. rrjet optik - PON(Rrjeti optik pasiv).

Puna e PON është të organizojë akses të shumëfishtë përmes një fibre të vetme optike përmes aksesit të shumëfishimit të ndarjes së kohës (TDMA) dhe ndarjes së frekuencës së rrugëve të pritjes dhe transmetimit ( Gjatësia e valës-Ndarja Multipleksimi - WDM). Multiplekserët WDM që funksionojnë si pjesë e OLT dhe ONT ndajnë sinjalet e përparme (hyrëse) dhe të kundërta (dalëse), të transmetuara në gjatësi vale të ndryshme (përpara - 1,49 mikronë, anasjelltas - 1,31 mikronë). Këtyre rrymave mund t'u shtohet një sinjal televiziv kabllor i transmetuar në një gjatësi vale prej 1,55 mikron.

Farat e para të teknologjisë PON u shfaqën rreth 15 vjet më parë, dhe që atëherë, Unioni Ndërkombëtar i Telekomunikacionit (ITU) ka lëshuar pesë standarde për transmetimin e të dhënave mbi fibër optike. Pajisjet aktive të prodhuara në përputhje me kërkesat e këtyre standardeve ofrojnë shpejtësi nga 155 Mb/s në 2488 Mb/s. Karakteristikat e këtyre standardeve do të diskutohen më poshtë, por tani për tani theksojmë se avantazhet e zakonshme për të gjitha llojet e teknologjive PON janë aftësia për të zgjeruar lehtësisht bazën e pajtimtarëve, mirëmbajtjen dhe modernizimin e saj, si dhe të ulëta (krahasuar me "bakër" teknologjitë) kostot operative.

GPON: forca lëvizëse pas standardit

Standardi i parë i familjes PON - APON (ATM PON) u miratua nga MASH në fund të vitit 1998, dhe vitin e ardhshëm operatorët amerikanë dhe japonezë të telekomit filluan ndërtimin e linjave optike pasive. Transmetimi i të dhënave sipas këtij standardi kryhet në bazë të protokollit ATM, i cili përshkruan një metodë komutimi dhe multipleksimi të bazuar në transmetimin e të dhënave në formën e qelizave me madhësi fikse (qelizat ATM). Shpejtësia e transferimit të të dhënave - 155 Mb/s.

Futja e teknologjive të reja në APON, në veçanti, caktimi dinamik i gjerësisë së brezit në varësi të aplikacioneve, mbështetja për protokollet SDH, FE, GE, SDI PAL, El, E/FE dhe telefonisë, siguroi funksionalitet shtesë në fushat e transmetimit zanor, video të ndryshme. përmbajtje dhe transmetim televiziv (shfaqja e parë e një gjatësi vale të tretë në PON). Kjo çoi në miratimin e standardit "bijë" të APON - BPON (Broadband PON). Në të njëjtën kohë, shpejtësia e transferimit të të dhënave u rrit në 622 Mb/s.

"Lidhja në zinxhir" tjetër APON - BPON ishte standardi GPON ( Gigabit të aftë Pasive Optike Rrjeti), zbatimi i të cilit siguron që rrjeti të funksionojë si në modalitetin simetrik ashtu edhe në atë asimetrik. Më shpesh përdoret mënyra e dytë, në të cilën shpejtësia e transferimit të të dhënave në rrjedhën e përparme arrin 2.488 Gb / s, dhe në rrjedhën e kundërt - 1.244 Gb / s (zakonisht këto numra janë të rrumbullakosura dhe të folura prej 2.5 Gb / s dhe 1.25 Gb /s).

Në mënyrë tipike, një kompjuter në shtëpi lidhet me një modem optik (ONT) të një rrjeti GPON ose nëpërmjet kabllos së çiftit të përdredhur ose lidhjes me valë (Wi-Fi). ONT gjithashtu ka porte për lidhjen e një televizori dhe telefoni VoIP.

Protokolli bazë në teknologjinë GPON është bërë GFP (Generic Framing Protocol), megjithëse përdoren gjithashtu rekomandimet TDMA, SDH, Ethernet dhe ATM.

Paralelisht me përmirësimin e teknologjive PON në botë, u zhvillua zhvillimi i rrjeteve optike Ethernet dhe arritjet e kësaj “dege” komunikimi në fushën e transmetimit të të dhënave me shpejtësi të lartë u përdorën në standardin EPON (Ethernet PON), i cili. është zhvilluar në bazë të protokollit MPCP (Multi-Point Control Protocol), duke menaxhuar nyje të shumta. Dhe versioni i tij i përmirësuar - GEPON(Gigabit EPON) në karakteristikat dhe aftësitë e tij sot është i dyti vetëm pas liderit të padiskutueshëm të teknologjive PON - GPON.

Çfarë "të bie në sy" në mini-rishikimin e mësipërm të teknologjive të përdorura në rrjetet optike pasive? - Fakti që ndryshimet në funksionalitetin e tyre janë kryesisht për shkak të të cilave protokollet e transferimit të të dhënave përbëjnë bazën e standardeve.

GPON dhe GEPON: aritmetikë e thjeshtë

Nëse dihen tregues (apo edhe përshkrime) numerikë që shprehin ndonjë karakteristikë të objekteve që duhen krahasuar, atëherë një krahasim i tillë është mjaft i thjeshtë për t'u bërë duke vendosur numrat përkatës në një rresht ose kolonë. Dhe menjëherë do të jetë e qartë "kush është më i mirë se kush". Le të bëjmë këtë krahasim midis GPON dhe GEPON.

Pra, shpejtësia e transmetimit përpara të GPON është 2.5 Gb/s, dhe ajo e GEPON është 1.25 Gb/s.

Numri maksimal i nyjeve të pajtimtarëve për fibër për GPON është 64, dhe për GEPON - 16, gjë që çon në një kosto më të ulët të portit për pajtimtar në terminalin optik të operatorit të prodhuar sipas standardit GPON, dhe konsumim dukshëm më të ulët të energjisë nga pajisjet e stacionit sesa kur përdorni pajisjet e operatorit standard GEPON.

Përdorimi i gjerësisë së brezit duke përdorur teknologjinë GPON është jo më pak se 93%, dhe përdorimi i teknologjisë GEPON nuk është më shumë se 60%. Ky ndryshim është për faktin se pajisjet aktive GPON përdorin teknologjinë e fragmentimit të kornizës GEM (GTC Encapsulation Method), e cila rrit efikasitetin e përdorimit të gjerësisë së brezit. Teknologjia GEPON nuk ka një mjet të tillë.

Kjo është e gjitha "aritmetika e thjeshtë" që shpjegon popullaritetin e GPON.

GPON: kabllot e instalimeve elektrike të shtëpisë

Rrjeti GPON përbëhet nga trunk dhe linja shpërndarëse. Gjatësia e rrugëve të shtyllës kurrizore GPON aktualisht arrin 20 km (në vitet e ardhshme, zhvilluesit e teknologjisë GPON premtojnë të rrisin gjatësinë maksimale të fibrës optike të shtyllës kurrizore në 60 km). Seksionet kryesore janë duke u hedhur (më shumë rreth vendosja e kabllove me fibra optike) duke përdorur metoda tradicionale të vendosjes ajrore ose nëntokësore të kabllove optike me një mbështjellës mbrojtës, i cili siguron qëndrueshmërinë e linjës kabllore në kushtet e lagështisë së lartë dhe ndryshimeve të temperaturës.

Për infrastrukturën e shpërndarjes GPON, e krijuar, për shembull, brenda një ndërtese apartamentesh, përdoren kabllot e rënies dhe ngritjes. Një tipar i kabllove "katëshe", të destinuara për degëzimin e një linje optike nga një kabllo shpërndarjeje lart, është mundësia e rrugëtimit "fleksibël" me rreze të vogla përkuljeje të siguruara nga dizajni i tyre.

Kabllot ngritëse të përdorura për instalime elektrike vertikale në dysheme përmbajnë 6-12 fibra optike, të cilat vendosen lehtësisht në kaseta dhe saldimi i tyre kërkon shumë më pak kohë sesa me saldimi i fibrave optike lloje të tjera kabllosh.

GPON: shpejtësia e evolucionit po përshpejtohet

Përparësitë e standardit GPON në krahasim me llojet e tjera të teknologjive PON kanë qenë të pamohueshme që nga miratimi i tij në 2003. Sidoqoftë, deri në vitin 2010, në Rusi kishte vetëm 80 mijë përdorues të brezit të gjerë bazuar në GPON, sipas J'son & Partners Consulting. Barriera kryesore për rritjen më të madhe, siç ndodh pothuajse gjithmonë me një produkt që hyn në treg, ishte çmimi i lartë i pajisjeve optike aktive. Në vitet e fundit, çmimet për transmetuesit e stacioneve dhe modemet optike të pajtimtarëve janë ulur ndjeshëm, për shkak të të cilave deri në fillim të vitit 2017 (sipas analistëve të së njëjtës kompani), numri i përdoruesve rusë GPON do të afrohet në 6 milion, d.m.th. do të rritet pothuajse 75 herë gjatë shtatë viteve të ardhshme!

PON - çfarë është?

PON- kjo është, në fakt, një teknologji për aksesin e shumëfishtë të pajtimtarëve nëpërmjet një fibre të vetme duke përdorur multipleksimin e ndarjes së kohës (TDM) dhe ndarjen e frekuencës së rrugëve të pritjes/transmetimit (WDM). PON- nga abbr. Rrjeti optik pasiv, që përkthehet si rrjet optik pasiv.

Cili është parimi i funksionimit të një rrjeti PON?

Të gjithë abonentët e rrjetit PON i lidhur me pajisjet e ofruesit nëpërmjet 1 fibër. Transmetimi dhe marrja ndodhin në gjatësi vale të ndryshme. Për të siguruar që sinjalet e pajtimtarëve të mos përzihen në fibër, çdo pajisjeje individuale të pajtimtarit i ndahet gjithmonë një pjesë e caktuar kohore gjatë së cilës mund të transmetojë një sinjal.

Cilat janë avantazhet e PON mbi FTTx?

Teknologjia PON ka përparësitë e mëposhtme:

• Pajisjet aktive përdoren minimalisht;
• Infrastruktura kabllore është minimizuar;
• Kostot e mirëmbajtjes konsiderohen të ulëta;
• Ekziston mundësia e integrimit me TV kabllor;
• Shkallueshmëri e shkëlqyer;
• Portat e pajtimtarëve kanë një densitet të lartë.

Cila shkallë e transferimit të informacionit mbështetet nga teknologjia PON?

Propozuar Teknologjia GEPON në fakt funksionon me një shpejtësi prej 1.25 G, por në të njëjtën kohë, 0.25 G janë të dhëna të tepërta që përdoren për të koduar kanalin. Rezulton se shpejtësia reale do të jetë 1G.

Çfarë lloj pajisje nevojitet për të krijuar një rrjet PON?

OLT(nga shkurtimi Optical Line Terminal) - një ndërprerës L2 i pajisur me porte Uplink (për t'u lidhur me ndërprerësin L3), pastaj - porte Downlink (për të krijuar një rrjet PON). Për shembull, OLT BDCOM P3310 ka 2 porte optike, 2 bakri dhe 2 porte "kombo" 1G Uplink dhe së fundi, 4 porte optike 1G Downlink.

ONU(nga shkurtimi Optical Network Unit) është një ndërprerës i shkëlqyer VLAN i një madhësie kompakte. Standard ONU pajisur me 1 porte optike 1G (Uplink) dhe një porte bakri 1G ose 4 0.1G (Downlink). Ka modele ONU me 8, 16 dhe 24 porte dhe një model me marrës CATV.

Ndarës (Ndarës)është një pajisje që funksionon në një modalitet ndarës në drejtimin "ofruesi-klient" dhe në një modalitet përzierjeje në drejtim të kundërt.

Moduli SFP OLT- është një transmetues i veçantë për rrjetet PON. Një ndryshim i rëndësishëm nga modulet standarde SFP është fuqia më e madhe dhe kodimi i kanalit.

Si krijohet një rrjet PON?

Rrjeti PON, si rregull, është një topologji pemësh ose një topologji "autobus". Final Pajisjet e pajtimtarëve ONU lidheni me portin OLT- dhe përmes ndarëse(në portin e parë OLT-mund të lidhet jo më shumë se 64 ONU). Nga kjo rrjedh që të krijohet një rrjet bazë PON 1 kërkohet për 64 abonentë OLT, pastaj 1 modul SFP OLT, 64 ONU dhe së fundi, disa ndarëse(numri i këtyre të fundit varet nga lloji i topologjisë).

Çfarë distance mbështet rrjeti PON?

Modulet SFP OLT mbështet funksionimin në një distancë prej 120 km (lloji i rrjetit pikë-për-pikë), por që tradicionalisht rrjeti PON ka një strukturë peme (pikë-shumë-pika), pastaj distancën maksimale të funksionimit PON, për shkak të degëzimit në ndarës me fibra, do të jetë rreth 20 km.

Sa abonentë mund të lidhen në rrjetin PON?

Gjatë ndërtimit të rrjetit PON- është praktikë e mirë të përdoret një ONU- nga një abonent. Në këtë rast, numri i abonentëve do të jetë 256 për një OLT. Nëse dëshironi, të ONUështë e mundur të lidhni një Switch. Atëherë numri i pajtimtarëve është i kufizuar vetëm nga madhësia e vetë tabelës së adresave MAC OLT, plus - ONU. Më poshtë janë madhësitë e tabelave MAC për OLT dhe individuale ONU: OLT P3310-8192, ONU P1004B-1024, ONU P1501B-64, ONU P1504B-2048.

Cili është ndryshimi midis OLT-ve AC, 2-AC, DC dhe 2-DC?

Shkronjat DC do të thotë që të funksionojë OLT-Kërkohet një burim energjie me tension konstant 36-72V. I ngjashëm OLT- janë të nevojshme kur lind një problem në organizimin e një furnizimi me energji elektrike 220 V. Si alternativë përdoret furnizimi me energji në distancë përmes linjave të komunikimit me rrymë të ulët.

Shkronjat AC nënkuptojnë këtë OLT mundësohet nga një rrjet tradicional elektrik 220 V. Shenja në formën e numrit "2" tregon numrin e burimeve të energjisë: kjo OLT-dhe ka një burim energjie rezervë, i cili ndizet menjëherë pas një dështimi emergjent të të parës.

Çfarë lloje të ndarësve ekzistojnë?

Samiu ndarëse me kusht mund të ndahet me numrin e kunjave dhe teknologjinë e prodhimit. Sa i përket numrit të rrymave dalëse, ekzistojnë ndarës: x2, x3, x4, x6, x8, x12, x16, x24, x32, x64, x128. Sa i përket teknologjisë së prodhimit, ndarësit ndahen në të salduar dhe të rrafshët. Më shumë ndarëse ndahen sipas llojit të lidhësit: i rregullt (SC/UPC) dhe special për CATV (SC/APC).

Cili është ndryshimi midis ndarësve të salduar dhe planar?

Ndarëse, të cilat ne i quajtëm të salduara, nuk janë të armatosura të barabarta, domethënë: ata nuk e ndajnë sinjalin midis daljeve në mënyrë të barabartë (për shembull, 5/95, 10/90 ... 45/55, 50/50). Ndarëse planare - do të jenë gjithmonë të armatosura të barabarta dhe do të kenë zbutje më të parashikueshme në çdo dalje, sepse kanë teknologji efikase të prodhimit. Përveç kësaj, planare ndarëse- broadband, dhe ato të salduara - kanë vetëm 3 dritare transparence (1310, 1490 dhe 1550 nm).

Në cilat situata përdoren ndarësit e salduar?

Në një situatë kur, për shembull, është e nevojshme të ndahet sinjali në 2 drejtime, ku, për shembull, distanca në një pikë fundore është 2 km, dhe në tjetrën - 8 km. Në këtë rast, është mjaft e mundur të përdoret një ndarës i salduar 20/80. Ndarëse ato të salduara përdoren gjithashtu për të krijuar një topologji "autobus".

Çfarë do të ishte më mirë: saldimi i ndarësve apo ndoshta përdorimi i lidhësve SC?

Në një situatë të tillë, ne marrim një thikë me dy tehe. Njëra anë - saldimi jep një zbutje 10 herë më pak (0,05 dB) sesa një lidhje SC (0,5 dB). Ana tjetër është se lidhësit SC do të ofrojnë aftësinë për të kërkuar shpejt defektet në rrjet duke lidhur instrumentet matëse. Mund të gjeni një kompromis: bashkoni Uplink duke përdorur ndarës dhe lidhni Downlink duke përdorur lidhësit SC. Këtu le të vendosë secili vetë.

Buxheti optik - çfarë është?

Kjo frazë kuptohet si ndryshimi midis fuqisë lazer për OLT-e dhe marrja e ndjeshmërisë në ONU.

A është e mundur të degëzoni një rrjet PON në 128 ONU? (kur buxheti optik e lejon këtë).

Nr. Edhe nëse fuqia e sinjalit lejon që rrjeti të ndahet përsëri, OLT ende ka një kufi në numrin e të lidhurve ONU në nivel fizik. Lidhni më shumë se 64 ONUështë e mundur, por OLT do të regjistrojë ende vetëm 64 prej tyre.

Si të transmetohet përmes një rrjeti PON -- CATV?

Në anën OLT-duhet të instaloni një transmetues CATV dhe më pas një përforcues CATV, të cilët funksionojnë në një gjatësi vale 1550nm. Në anën OLT-dhe është e nevojshme të përdoret një balonë CWDM në 1550nm. për të injektuar sinjalin CATV në fibër. Të gjithë të tjerët ndarëse Duhet të ketë lidhje SC/APC. Nga ana e pajtimtarit mund të instalohet ONU me marrës CATV, ose marrës të veçantë CATV.

A është e mundur të përdoret SFP CWDM 1490nm. modul në vend të SFP PON?

E pamundur. Edhe pse vetë CWDM është 1490 nm, moduli përdor të njëjtën gjatësi vale si SFP PON, këto module kanë algoritme të ndryshme të kodimit të kanaleve.

Duke përdorur teknologjinë PON, çfarë shpejtësie interneti mund t'u ofrohet abonentëve?

Nëse abonentë PON pema (64 abonentë) do të shkarkojë njëkohësisht një sasi të madhe informacioni nga interneti, atëherë çdo abonent do të ketë një kanal prej 16 Mbit/s. Dhe nëse merrni parasysh që jo të gjithë abonentët përdorin internetin në të njëjtën kohë, dhe ata që nuk e konsumojnë burimin e kanalit në maksimum, atëherë një pajtimtar mund të ketë edhe deri në 50 Mbit/s, ndonjëherë edhe më të lartë.

Pse nuk pranohet që sinjali ONU të jetë më i vogël se -26 dBm?

E gjithë çështja është, nëse në një/disa ONU- Niveli i sinjalit do të jetë shumë i dobët (< -26 дБм), то появляется большая вероятность возникновения ошибок в пакетной передаче с таких ONU. Në rastin e mësipërm OLT humbet kohë për të dhënë ONU mundësia për të dërguar sërish paketën. Këto kërkesa të përsëritura zvogëlojnë efikasitetin e xhiros së rrjetit.

Çfarë duhet të merret parasysh gjatë llogaritjes së pemës PON?

Për të ndërtuar në mënyrë korrekte PON pemë, ju duhet të merrni parasysh humbjen optike që rrjedhin nga pajisjet pasive. Në teori, PON do të mbulojë një zonë me një rreze prej 20 km. Pothuajse gjithçka varet nga buxheti i humbjes në një degë të caktuar të pemës. Për një llogaritje të saktë, është më mirë të udhëhiqeni nga treguesit më jofitimprurës të zbutjes, fuqisë dhe ndjeshmërisë ndaj rrezatimit të transmetuesve.

A po digjen portat e bakrit në ONU?

PON pema është krijuar në fibër optike dhe, në përputhje me rrethanat, nuk ndikohet nga stuhitë ose ndërhyrjet. Problemi lind vetëm kur një ONU- disa përdorues janë të lidhur nëpërmjet bakrit, dhe ONU vendosur në një shtyllë. Probleme të tilla zgjidhen duke ndezur një ndërprerës buffer, i cili përdoret në rastet e ndërhyrjeve. stuhia merr goditjen.

Si mund të përcaktoni performancën optike të një linje?

Për të përcaktuar dobësimin e linjës, mund të përdorni reflektometra të veçantë për PON(ato janë dukshëm më të shtrenjta se ato të zakonshmet), ose testues optikë. Kur rrjeti është ndërtuar tashmë, zgjidhja më e thjeshtë për të kontrolluar nivelet e sinjalit është përdorimi i komandave speciale nga ndërfaqja e komandës OLT-A.

A mund të komunikojnë 2 ONU drejtpërdrejt me njëri-tjetrin?

Nuk mundet. Çdo transaksion që përfshin shkëmbimin e informacionit ndërmjet ONU ndodh përmes OLT.

A do të punojnë ONU nga markat e tjera me BDCOM P3310 OLT?

Nr. ONU Me OLT- kjo është diçka e vetme dhe është një sistem komutues. Rekomandohet përdorimi i pajisjeve nga një prodhues (në disa raste, pajtueshmëria me markat e ndryshme është sigurisht e mundur).

OLT BDCOM P3310B mbështet - DHCP snooping (Opsioni 82)?

Sigurisht. Por që Opsioni 82 të funksionojë në mënyrë efektive ONU Sigurisht që ata duhet ta mbështesin këtë veçori. Aktualisht, vetëm opsioni 82 mbështet ONU P1504B model.

A është i mbrojtur rrjeti PON nga përmbytjet?

Teknologjitë TDM dhe TDMA të përdorura garantojnë mbrojtjen e rrjetit kundër përmbytjeve dhe transmetimit.

Si mund të çaktivizohet një rrjet PON?

Përveç metodave të dukshme (prerja e kabllit), druri PON mund të ndalojë së funksionuari kur në të shfaqet rrezatimi konstant në 1310 nm. Kjo, jashtëzakonisht rrallë, ndodh për shkak të një avari ONU ose për shkak të fajit të sulmuesve që lidhin një konvertues medial 1310 nm me ndarësin.

A është e mundur të caktohet një VLAN për secilën nga portet ONU individualisht?

A ia vlen të përdorni ndarës për sistemet CWDM, DWDM?

Sigurisht. Skema të ngjashme ndërtimi janë të mundshme. Këtu ju duhet të përdorni ndarës planar sepse ata janë me brez të gjerë.