Oparta na technologii xpon. Technologia GPON. O technologii GPON

29.03.2020

GEPON (PON Gigabit Ethernet)- popularność technologii transmisji danych w sieci światłowodowej. Jej istotą jest topologia drzewa punkt-wielopunkt, w której do budowy sieci dla dziesiątek i setek abonentów wykorzystuje się tylko jeden kanał światłowodowy.

Drzewo sieci zbudowane jest w taki sposób, aby gałąź dla abonenta była odseparowana od głównego pnia jak najbliżej jego lokalizacji. Używany do separacji rozdzielacz pasywny - rozdzielacz. Różni się to zasadniczo od konwencjonalnej topologii sieci światłowodowej, która opiera się głównie na architekturze punkt-punkt, a każde rozgałęzienie linii wymaga zainstalowania aktywnego sprzętu sieciowego.

Struktura GEPON

Do budowy pasywnej sieci optycznej oprócz światłowodu wykorzystuje się:

OLT(Optical Line Terminal) - terminale linii optycznych zapewniające komunikację pomiędzy siecią PON a sieciami zewnętrznymi;
Moduły SFP OLT do połączenia PON, ze zwiększoną mocą i kodowaniem sygnału;
ONU(Jednostka sieci optycznej) - końcowa jednostka sieci (modem) u abonenta.
Rozgałęźniki- pasywne splittery w węzłach sieci.

Struktura drzewa GEPON zakłada różne opcje konstrukcyjne, od najprostszych - 1 moduł OLT, 1 SFP OLT, 64 ONU i wymaganą liczbę splitterów do rozgałęzień do "multi-barrel", gdy wszystkie porty OLT mogą być używane, a także kilka OLT lub modele wieloportowe.

Schemat architektury sieci GEPON:

Zdjęcie wyraźnie pokazuje również, w jaki sposób dane są przesyłane. Wszystkie pakiety opuszczają węzeł centralny, w punkcie końcowym każda jednostka ONU „odbiera” tylko swoje własne, wyznaczone przez identyfikator.

W drodze powrotnej pakiety od abonentów są gromadzone w jednym kanale. Wykorzystanie sieci PON Protokół TDMA gdy pakiety z różnych punktów są przesyłane w różnym czasie.

Dodatkowo rozdzielany jest ruch przychodzący i wychodzący oraz ruch telewizyjny.

Schemat złożonej struktury GEPON:

Projektując złożone schematy pasywnej sieci optycznej należy pamiętać, że jeden kanał nie może być podzielony na więcej niż 64 jednostki abonenckie, a także należy wziąć pod uwagę budżet optyczny systemu.

Budżet optyczny systemy - różnica między mocą nadawania OLT a czułością odbioru ONU.

Maksymalna odległość, do którego można rozciągnąć pasywną sieć optyczną z uwzględnieniem strat na kanale - 20 km.

Maksymalna liczba urządzeń abonenckich podłączony do jednego "drzewa" PON - 64 . Jednak ostateczna liczba abonentów może być większa, jeśli przełącznik jest podłączony za ONU. Tutaj ograniczenia nakłada tylko tablica adresów MAC OLT i ONU i oczywiście przepustowość kanału.

Minimalna prędkość na 1 abonenta- 16 Mb/s (1024 Mb/s dla 64 jednostek ONU).

Sprzęt dla sieci GEPON

Zaciski linii optycznej - OLT

Urządzenia te to przełączniki drugiego poziomu wyposażone w porty Uplink - do podłączenia do zewnętrznych źródeł danych (Internet, TV, telefonia) oraz Downlink - do sieci PON.

Zaciski OLT są wydawane z oznaczeniami:

AC - włącznik zasilany jest ze standardowego zasilacza 220 V;
DC - terminal wymaga źródła prądu stałego 36-72V;
2-AC 2-DC - obecność 2 zasilaczy, głównego i natychmiastowego podtrzymania.

Terminale abonenckie (modemy) - ONU

Urządzenia po stronie abonenckiej, terminale optyczne wyposażone w jeden port PON oraz jeden lub więcej, w zależności od modelu, porty do podłączenia urządzeń klienckich. Istnieją modele z wyjściem telewizji kablowej.

Rozgałęźniki

Niedrogie kompaktowe proste urządzenia, które nie wymagają zasilania, szaf grzewczych, sterowania i ustawień. Ich głównym zadaniem jest rozdzielanie ruchu na drodze od dostawcy do abonenta oraz miksowanie ruchu w drodze powrotnej. Dostępne są spawane (z możliwością nierównomiernego rozłożenia ruchu) oraz płaskie (równoboczne). Rozgałęzienie - od 1*2 do 1*128.

Wady technologii

Tłumienie sygnału w każdym węźle gałęzi. W rezultacie w sieci z 64 jednostkami ONU całkowite tłumienie może przekroczyć 20 dB.
Potrzeba maksymalnej przepustowości wszystkich urządzeń. Chociaż każdy konkretny abonent otrzymuje od 16 Mb/s, każdy punkt sieci (ONU) jest zmuszony do obsługi maksymalnej przepustowości GEPON - 1 Gb/s.
Niewystarczająco wysoki poziom ochrona danych. Technologia zdecydowanie nie jest odpowiednia dla organizacji finansowych i podobnych.
Trudność modernizacji. W celu zwiększenia przepustowości sieci może być konieczna wymiana całego kabla w sieci szkieletowej.
Zakłócenie pracy całego PON z jednym uszkodzonym ONU wysyłającym ciągły sygnał świetlny w przeciwnym kierunku. Możliwe jest zapewnienie WathDoga do kontrolowania przypadkowych awarii, ale znacznie trudniej jest zapobiec działaniom intruzów.
Trudność w znajdowaniu usterek. Splittery ze względu na swoją niezwykłą prostotę nie są w stanie pomóc w określeniu wadliwego odcinka sieci.

Korzyści z GEPON

Ekonomiczne zużycie kabla optycznego. W rzeczywistości technologia GEPON może prawie trzykrotnie skrócić długość infrastruktury kablowej.
Brak sprzętu aktywnego w węzłach sieci, co znacznie obniża koszty jej wdrożenia i utrzymania.
Wysoka stała prędkość- do 1 Gb/s.
Efektywny rozkład obciążenia w kanale. Teoretycznie prędkość dla każdego abonenta będzie przepustowością kanału / liczbą abonentów. W rzeczywistości, jeśli niektórzy subskrybenci w ten moment nie wykorzystują całego pasma ruchu lub w ogóle nie są połączone – prędkość pozostałych rośnie.

Jak widać, GEPON ma swoje plusy i minusy. Jednak rosnąca popularność pokazuje, że wielu wciąż znajduje więcej zalet.

W jednym z kolejnych numerów - odpowiedzi na najczęściej zadawane pytania dotyczące pasywnej sieci światłowodowej.

Intensywny rozwój branży telekomunikacyjnej, ze względu na konieczność przesyłania coraz większej ilości informacji, doprowadził do konieczności usprawnienia sieci komunikacyjnych, w tym abonenckich sieci dostępowych. Dziś obserwujemy etap konwergencji sieci komunikacyjnych. Sieci konwergentne wykorzystują pojedyncze sieci wielousługowe skoncentrowane na ruchu pakietowym w celu świadczenia różnych rodzajów usług. Świadczenie wysokiej jakości usług szerokopasmowych wymaga od dostawcy posiadania szybkiej sieci dostępowej dla abonentów.

Światłowód jest coraz częściej wykorzystywany jako medium transmisyjne w przewodowych sieciach dostępowych abonenckich. Kable optyczne, w przeciwieństwie do kabli elektrycznych, mają szereg zalet: dużą przepustowość, niskie tłumienie sygnału, wysoką odporność na zewnętrzne zakłócenia elektromagnetyczne, niewielkie rozmiary i wagę. Wśród technologii dostępu optycznego najbardziej poszukiwana jest grupa technologii FTTx. Technologie FTTx dzielą się ze względu na budowę sieci na aktywne sieci optyczne AON i pasywne sieci optyczne PON. Główna różnica między tymi technologiami polega na tym, że pasywna sieć optyczna, w przeciwieństwie do aktywnej, nie wymaga zasilania węzłów pośrednich linii abonenckiej. Dzięki temu pasywna sieć optyczna będzie bardziej niezawodna i tańsza w eksploatacji. Inne ważne zalety to niski koszt budowy sieci i możliwość jej stopniowego wzrostu. Takie atuty pozwolą na rozbudowę istniejącej sieci i pozyskanie nowych abonentów. Dlatego technologia PON jest szczególnie interesująca z punktu widzenia poszerzania zakresu sieci szerokopasmowych.

Optyczne sieci dostępowe mają różne możliwości konstrukcyjne. Topologia gwiazdy z połączeniami punkt-punkt (P2P, punkt-punkt) polega na podłączeniu każdego abonenta osobnym włóknem do węzła dostępowego. Topologia „gwiazda” służy do gęstego rozmieszczenia abonentów w obszarze PBX. Ta topologia charakteryzuje się minimalną liczbą sprzęgaczy optycznych i jedną lokalizacją do ich instalacji. Oczywistą wadą tej topologii jest obecność dużej liczby włókien i nadajników optycznych. Zalety tej topologii: łatwość konserwacji, pomiary eksploatacyjne i lokalizacja uszkodzeń linii. Topologia ta charakteryzuje się dużą niezawodnością, ponieważ przerwa w jednym z włókien nie wpłynie na działanie całej sieci.

Topologie drzewa są używane dla abonentów rozproszonych. O optymalnym rozkładzie mocy pomiędzy różnymi gałęziami decyduje dobór współczynników podziału rozdzielaczy optycznych. Topologia drzewa jest elastyczna pod względem potencjalnego rozwoju i rozbudowy bazy abonenckiej. W zależności od zapotrzebowania na zasilanie węzłów pośrednich rozróżnia się topologie „drzewo z węzłami aktywnymi” oraz „drzewo z węzłami pasywnymi”. Każda topologia ma swoje zalety i wady.
W przypadku korzystania z topologii „drzewa z aktywnymi węzłami” każdy abonent jest podłączony do przełącznika, który z kolei jest połączony światłowodem z węzłem dostępowym. Przełącznik jest sprzętem aktywnym, to znaczy wymaga zasilania. W przypadku braku zasilania abonenci podłączeni do przełącznika stracą dostęp do sieci. Jednak to rozwiązanie dobrze wpisuje się w standard Ethernet i jest stosunkowo tanie.

Pasywna topologia gałęzi optycznych z łączami punkt-wielopunkt (P2MP, punkt-wielopunkt) wykorzystuje światłowód szkieletowy, który jest dzielony między wszystkich abonentów za pomocą pasywnego splittera (splittera). Każdy użytkownik łączy się ze splitterem osobnym włóknem. Jeden port węzła dostępowego może łączyć cały segment o architekturze przypominającej drzewo, obejmujący kilkudziesięciu abonentów. Węzły pośrednie wyposażone są w całkowicie pasywne splittery, które nie wymagają zasilania i konserwacji. Zaletami architektury PON jest brak konieczności zasilania węzłów pośrednich, wysoka skalowalność sieci, oszczędność włókien i nadajników optycznych w węźle centralnym. Skalowalność sieci pozwala na podłączenie tylu nowych abonentów, na ile pozwala budżet mocy optycznej.

Zasada działania sieci PON

Podstawą technologii PON jest struktura logiczna P2MP punkt-wielopunkt. Do jednego portu węzła centralnego, obejmującego wielu abonentów, można podłączyć cały segment światłowodowy o architekturze drzewiastej. W węzłach pośrednich drzewa zainstalowane są pośrednie elementy pasywne - rozgałęźniki. Splittery służą do dzielenia mocy sygnału optycznego w zadanym stosunku.

Cel bloków obwodów:

Węzeł centralny OLT to urządzenie sieciowe, które znajduje się w węźle dostępowym, odbiera dane z sieci szkieletowych za pośrednictwem interfejsów SNI i tworzy przepływ do abonentów wzdłuż drzewa PON.
Węzeł abonencki ONT – Urządzenie sieciowe, który znajduje się po stronie abonenta, odbiera i przesyła dane do OLT na falach odpowiednio 1550 nm i 1310 nm, konwertuje dane i przesyła je do abonentów poprzez interfejsy UNI.
Splitter to pasywny multipol optyczny, który rozprowadza strumień promieniowania optycznego w jednym kierunku i łączy ten przepływ w przeciwnym kierunku.

Główną ideą architektury PON jest wykorzystanie tylko jednego modułu nadawczo-odbiorczego w centralnym węźle OLT do przesyłania i odbierania danych z wielu węzłów abonenckich ONT.

Liczba węzłów abonenckich ONT podłączonych do jednego modułu nadawczo-odbiorczego OLT zależy od budżetu mocy i prędkość maksymalna sprzęt nadawczo-odbiorczy. Do przesyłania strumienia bezpośredniego (wychodzącego) z OLT do ONT stosuje się długość fali 1550 nm. Podczas przesyłania wstecznych (w górę) strumieni danych z węzłów abonenckich z ONT do OLT, stosowana jest długość fali 1310 nm. Multipleksery WDM wbudowane w sprzęt OLT i ONT oddzielają przepływy wychodzące i upstream.

WDM oznacza multipleksowanie z podziałem długości fali. Technologia ta pozwala na łączenie kilku kanałów informacyjnych w jednym włóknie światłowodowym. W takim przypadku każdy kanał ma swoją własną częstotliwość. Technologia WDM polega na tym, że przy przepuszczaniu światła na różnych długościach fal nie dochodzi do wzajemnej interferencji we włóknie. Każda długość fali reprezentuje jeden kanał optyczny w światłowodzie. Strumień wychodzący jest rozgłaszany - jest przesyłany do wszystkich abonentów podłączonych do OLT. Każdy węzeł abonencki ONT odczytuje pola adresowe w celu wydobycia informacji dla niego przeznaczonych z ogólnego przepływu. Węzły abonenckie transmitują na tej samej długości fali iw celu uniknięcia przecięć sygnałów wykorzystują metodę wielodostępu z podziałem czasu TDMA. Każdy ONT ma swój indywidualny harmonogram transmisji danych, uwzględniający korekcję opóźnień. Ten problem rozwiązuje protokół TDMA MAC.

Bezpośrednio w lokalu abonenta instalowany jest terminal optyczny ONT, który jest jednocześnie bramą dostępu do domu. W przypadku korzystania z terminala optycznego ONT zunifikowanego transportu konfiguracja komponentu transportu nie jest powiązana z usługami. W ten sposób kolejna konfiguracja usług zostanie przeprowadzona w domowej bramie dostępowej.

Podczas budowania sieci optycznej stosuje się dwustopniowy schemat podziału sygnału optycznego. Od strony stacji montowany jest rozdzielacz o współczynniku podziału 1:2. Przy wejściu do domu w rozdzielnicy optycznej montowany jest rozdzielacz o współczynniku podziału 1:32, który zapewnia dystrybucję sygnału optycznego wśród abonentów budynku mieszkalnego. Należy zauważyć, że domy z niewielką liczbą abonentów korzystają z innych schematów dystrybucji sygnału optycznego:

1:4 - pierwszy poziom, 1:16 - drugi poziom
1:8 - pierwszy poziom, 1:8 - drugi poziom

Technologie pasywnej sieci optycznej umożliwiają konwergencję różnych usług. Korzystając z PON możliwe jest świadczenie usług dostępu do Internetu, telefonii i telewizji. Świadczenie usług kompleksowych realizowane jest z wykorzystaniem sprzętu abonenckiego. Do organizacji dostępu do usług NGN wykorzystywany jest hybrydowy model usług, pokazany na rysunku.

Sesja PPPoE jest inicjowana na sprzęcie abonenta (PC). ONT jest skonfigurowany w trybie mostka. Szerokopasmowy router zdalnego dostępu BRAS kończy sesję PPPoE. Aby zorganizować dostęp do Internetu, każdemu wirtualnemu adapterowi PPPoE na sprzęcie abonenta przypisywany jest własny publiczny adres IP, który jest routowany przez Internet.

W celu organizacji usług Triple Play zorganizowane są trzy wirtualne sieci prywatne VLAN. Ruch dostępu do Internetu odbywa się w ramach pierwszej sieci VLAN. Drugi VLAN przenosi ruch usług IPTV i VoD. W trzecim VLAN zorganizowana jest transmisja usług telefonii analogowej i IP. Terminal abonencki ONT porównuje identyfikator portu, przez który podłączony jest sprzęt abonencki, oraz identyfikator odpowiadający sieci VLAN.

Telefon analogowy jest podłączony przez port FXS, który emuluje rozszerzenie interfejsu PBX. Aby zapobiec retransmisji rozgłoszeniowej ruchu multiemisji na sprzęcie OLT, włączony jest proces IGMP snooping. Bramki dostępowe IPTV i VOD oraz elastyczny Softswitch zapewniają dostęp odpowiednio do usług telewizyjnych i telefonicznych.

xPON to pasywna sieć optyczna, która zapewnia wielofunkcyjny szerokopasmowy dostęp do Internetu z wysokiej jakości i niezawodnym połączeniem z niespotykanie wysokimi prędkościami - do 2400 Mb/s. Poprzez jeden kabel światłowodowy, doprowadzony bezpośrednio do mieszkania, abonent otrzymuje transmisję danych oraz usługi telefoniczne z gwarantowaną jakością usług.

Do tej pory xPON jest najbardziej postępową i obiecującą technologią dostępu do Internetu, która może zaspokoić szybko rosnące potrzeby w zakresie szybkości wymiany informacji. xPON jest nie tylko w pełni odpowiedzialny nowoczesne wymagania, ale także posiada zasoby i potencjał, aby zapewnić rozwój technologii komunikacyjnych w przyszłości.

ZaletyxPON

Nowy standard prędkości dostępu do Internetu - od 25 Mb/s do 2400 Mb/s.
- pobieranie danych z Internetu - 25 razy szybciej niż maksymalnie możliwe na ADSL;
- przesyłanie danych do Internetu - 100 razy szybsze, prędkość kanału zwrotnego do 500 Mb/s.

Połączenie wysokiej jakości bez przerw i zakłóceń.
Udostępnienie całego zasobu kabla optycznego jednemu abonentowi.
Wielousługowy pakiet usług połączonych jednym kablem: Internet, Telefon domowy i Telewizja domowa (z obsługą HD).
Jedno konto do opłacenia wszystkich usług.
Możliwość płacenia na kredyt za pomocą systemu „Zapłać później”.

Jak to działaxPON

Zapewnienie dostępu do Internetu w technologii xPON polega na zastąpieniu przestarzałych kabli miedzianych bardziej zaawansowanymi kablami światłowodowymi o znacznie większej przepustowości. Sygnał na takim kablu przechodzi za pomocą światła, a nie impulsu elektrycznego. Impuls świetlny przemieszcza się wzdłuż włókna szklanego, zapewniając bardziej niezawodny sygnał i wysoka prędkość przy niskich kosztach energii.

Technologia xPON zapewnia doprowadzenie światłowodu bezpośrednio do domu abonenta, a nie do całego budynku, co gwarantuje stałą prędkość dostępu do Internetu i eliminuje zakłócenia spowodowane przeciążeniem sieci. Aby połączyć się z technologią xPON instalowany jest modem dla abonenta - ONT(Optical Network Terminal), dzięki czemu połączenie wszystkich usług w przyszłości odbywa się zdalnie i w jednym urządzeniu. Modem posiada wbudowane Wi-Fi, za pośrednictwem którego można pracować bezprzewodowo z dowolnego urządzenia.

Perspektywy rozwoju

Dziś możemy śmiało powiedzieć, że technologia xPON nie tylko nadąża za duchem czasu, ale także pod wieloma względami ją wyprzedza, poszerzając granice tego, co jest możliwe. Nowy standard prędkości pozwoli na ciągłe uzupełnianie pakietu świadczonych usług. Nadzór wideo, telemetria, alarmy antywłamaniowe i inne usługi stają się dostępne dla abonentów korzystających z technologii xPON. Zasoby technologiczne pozwalają nam mówić o perspektywach rozwoju i wdrożenia wielu innych usług dla lepszej jakości życia.

xPONw Rosji i na świecie

xPON szybko rozwija się w USA, Japonii, Korei, Zjednoczonych Emiratach Arabskich i wielu krajach europejskich jako najbardziej obiecująca technologia dostępowa.

Rosja nadal pozostaje w tyle pod względem procentowych wskaźników zasięgu, ale dynamika rozwoju jest zgodna z trendami światowymi. W dużych rosyjskich miastach, takich jak Czelabińsk, Miass i inne, liczbę abonentów szacuje się na dziesiątki tysięcy, aw Petersburgu na setki tysięcy osób.

Co to jest GPON i jak połączeni są abonenci

Ponieważ potrzeby użytkowników Internetu i technologii cyfrowych rosną z każdym dniem, zachodni dostawcy myślą: „Jak zapewnić abonentom szybki, praktyczny i niedrogi sposób przesyłania danych cyfrowych?” I wymyślili GPON. Technologia "PON"- pasywne sieci optyczne, "G"- gigabit. Są pasywne, ponieważ na odcinku od centrali do abonenta nie jest używany żaden sprzęt aktywny – pojedyncze światłowód ciągnie się bezpośrednio do domu klienta. Dzięki temu osiąga się niespotykaną dotąd przepustowość kanału, a co za tym idzie możliwość połączenia kilku usług za pośrednictwem jednej linii - telefonu, telewizji, Internetu.

Jeśli w Twojej wiosce została już zbudowana optyczna sieć dystrybucyjna, masz możliwość uzyskania w pełni światłowodowej linii komunikacyjnej od operatora telekomunikacyjnego do abonenta. Oczywiście, jeśli w kablu są jeszcze wolne włókna. Ty składasz wniosek, my sprawdzamy techniczną możliwość podłączenia i uzgadniamy z Tobą czas instalacji. Powiedzmy, że połączenie trwa średnio 2 dni. Pierwszego dnia wykonywane są prace związane z optyką – tj. światłowód jest wprowadzany bezpośrednio do domu, instalowane jest gniazdo optyczne, sprawdzana jest jakość sygnału w linii. Wszystko to zajmuje około 2 godzin. drugadzień przyjeżdża przedstawiciel firmy - operator telekomunikacyjny, przywozi niezbędny sprzęt oraz umowę o świadczenie usług komunikacyjnych. W niektórych wioskach wszystkie operacje można wykonać w ciągu jednego dnia.

Tak więc zostałeś przydzielony do instalacji i stałeś się właścicielem małego gniazda optycznego montowanego na ścianie od wewnątrz domu. I niekoniecznie w domu. Na życzenie abonenta możemy również zamontować gniazdo optyczne w pomieszczeniu technicznym.

Urządzeniem, które zamieni interfejs światłowodowy na interfejs Ethernet, jest terminal optyczny – ONT. W zależności od modyfikacji ONT może mieć funkcjonalność od minimalnej do pełnoprawnego routera, z możliwością podłączenia WiFi, IPTV i telefonii. Terminal jest instalowany w domu lub pomieszczeniu technicznym abonenta i jest podłączony do sieci 220V.

Z reguły ONT montuje się obok otworu, w którym zaciska się optykę tak, aby długość światłowodu wokół mieszkania była jak najmniejsza. Dlaczego nie możesz rozciągnąć światłowodów w głąb domu? To proste – cienkie „okablowanie” jest niezwykle kruche, wrażliwe na różne zagięcia, załamania, naciski. Ze wszystkich powyższych procedur światłowód po prostu pęka, sygnał w linii zanika. Odbudowa i/lub wymiana włókien to bardzo czasochłonny proces.

Komunikacja pomiędzy ONT a komputerem oraz ONT i STB (jeśli podłączona jest usługa IPTV) odbywa się za pomocą kabla miedzianego - UTP (skrętka).

Instalatorzy konfigurują ONT i weryfikują dostęp do sieci. W przypadku braku problemów technicznych abonent podpisuje umowę z instalatorami (przynoszą ją ze sobą, jeśli wniosek o połączenie został złożony zdalnie) oraz zlecenia instalacji.

Plusy i minusy technologii GPON

Plusy:

Optyka jest prowadzona odpowiednio do mieszkania abonenta, uzyskuje się dużą przepustowość kanału, aw rezultacie możliwość podłączenia kilku usług z jednego urządzenia abonenckiego (telewizja, telefon, Internet);
Na odcinku od centrali do abonenta nie ma pośrednich urządzeń aktywnych. Dlatego też, jeśli gaśnie prąd, przynajmniej w całej wiosce, a masz alternatywne źródło zasilania dla terminala optycznego i komputera (jako opcja - naładowany laptop lub tablet), możesz bez problemu korzystać z Internetu;
Ponieważ w optyce nie ma napięcia elektrycznego, wpływ wilgoci na światłowód nie jest straszny (oczywiście w granicach rozsądku). A dla abonentów nie ma niebezpieczeństwa porażenia prądem.

Minusy:

Włókno jest bardzo wrażliwe na zginanie, dlatego nie zaleca się rozciągania go po domu i układania w listwach przypodłogowych. Nawet jeśli włókno nie zerwie się z dużym zagięciem, poziom sygnału ulegnie znacznemu pogorszeniu, co doprowadzi do obniżenia jakości świadczonych usług.

PON (pasywne sieci optyczne) to rodzina szybko rozwijających się, najbardziej obiecujących technologii szerokopasmowego dostępu do wielu usług za pośrednictwem światłowodu. Istota technologii PON wynika z jej nazwy i polega na tym, że jej sieć dystrybucyjna jest zbudowana bez użycia elementów aktywnych: sygnał optyczny jest rozgałęziony w jednowłóknowej optycznej linii komunikacyjnej za pomocą pasywnych rozgałęźników mocy optycznej - splitterów.

Strukturalnie każda pasywna sieć optyczna składa się z trzech głównych elementów - terminala stacji OLT, pasywnych splitterów optycznych i terminala abonenckiego ONT. Terminal OLT zapewnia interakcję sieci PON z sieciami zewnętrznymi, rozgałęźniki realizują rozgałęzienie sygnału optycznego na odcinku toru PON, a ONT posiada niezbędne interfejsy interakcyjne od strony abonenckiej.

W oparciu o architekturę PON możliwe są rozwiązania wykorzystujące logiczną topologię punkt-wielopunkt. Do jednego portu węzła centralnego można podłączyć cały segment światłowodowy o architekturze drzewiastej, obejmujący kilkudziesięciu abonentów. W takim przypadku pasywne splittery optyczne (splittery) są instalowane w węzłach pośrednich drzewa i nie wymagają zasilania ani konserwacji.

Główną ideą architektury PON jest wykorzystanie tylko jednego modułu nadawczo-odbiorczego w OLT do przesyłania i odbierania informacji z wielu urządzeń abonenckich ONT.

Technologia GEPON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network) jest jedną z odmian technologii pasywnej sieci optycznej PON i jedną z najnowocześniejszych opcji budowania sieci komunikacyjnych, która zapewnia wysokie prędkości przesyłania danych (do 1,2 Gb/s). Główna zaleta technologii GEPON jest to, że pozwala optymalnie wykorzystać zasoby światłowodowe kabla. Np. aby połączyć 64 abonentów w promieniu 20 km wystarczy wykorzystać tylko jeden segment światłowodowy.

Główne zalety GEPON to:

Zwiększenie prędkości transmisji do 1 Gb/s w obu kierunkach i zapewnienie większej liczby usług szerokopasmowych;
Zapewnienie QoS przy użyciu mechanizmów 802.1p/TOS. Możliwe jest zastosowanie ścisłych mechanizmów priorytetyzacji ruchu za pomocą ośmiu dedykowanych kolejek dla każdego rodzaju ruchu. Mechanizmy te umożliwiają świadczenie usług takich jak VoIP czy VoD z zapewnieniem jakości;
Możliwość podłączenia 64 urządzeń abonenckich na gałąź PON i efektywne wykorzystanieświatłowód;
Pełne wsparcie dla DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) - mechanizmu dynamicznej redystrybucji przepustowości zgodnie z żądaniami abonentów oraz dostępnością wolnej przepustowości w drzewie PON. Czyli abonenci, którym zapewniona jest gwarantowana przepustowość transmisji danych, np. 1 Mb/s, mogą uzyskać rzeczywistą prędkość do 1 Gb/s, jeśli przepustowość drzewa PON pozostaje częściowo niewykorzystana (podobnie jak ruch UBR w ATM);
Obsługa strumieniowego przesyłania wideo (IGMP Snooping);
Łatwy w instalacji i utrzymaniu.

Dostajemy coraz więcej pytań dotyczących wdrożenia, działania sieci i tak dalej.

Dlatego w niedalekiej przyszłości opublikujemy serię artykułów na temat technologii PON, które bardziej szczegółowo przeanalizują te niuanse. I zacznijmy od głównego: co to jest, dlaczego sieci PON są dobre i dlaczego ukraińscy dostawcy oferują głównie sprzęt GEPON, a nie GPON czy EPON?

Co to jest technologia PON?

Światłowód zapewnia możliwość przesyłania danych o dużej objętości iz dużą prędkością, w tym tak wymagającej stabilności sygnału, jak głos i wideo. I to jest dobre. Ale kabel optyczny jest drogi, a przydzielenie osobnego włókna dla każdego abonenta jest dla większości dostawców wydatek nie do utrzymania. A to jest złe. Co więcej, wielu abonentów nie wykorzystuje pełnego potencjału dedykowanego światłowodu, a większość jest „bezczynna”.

Dlatego opracowano technologię PON - dla jak najefektywniejszego i najbardziej ekonomicznego wykorzystania możliwości sieci światłowodowej. Główną zaletą pasywnej sieci optycznej jest: organizacja przyłączenia kilkudziesięciu abonentów do sieci JEDNYM światłowodem. Jest to realizowane poprzez rozdzielenie transmisji pakietów w czasie (protokoły TDM i TDMA), a także rozdzielenie odbioru i transmisji danych w różnych pasmach fal.

Rodzaje PON. Co wybrać: GEPON czy GPON?

O przodkach nowoczesnych PON - technologiach APON i BPON Nie ma sensu już nawet rozmawiać. Niska obsługiwana prędkość w połączeniu z dość wysoką ceną wdrożenia opartej na nich sieci jest powodem ich zniknięcia w przeszłości. To samo dotyczy epoka, z szybkością 100 Mb/s.

Ukraiński dostawca pozostaje do wyboru GEPON I GPON. Mimo podobnych nazw i dużej prędkości są to różne standardy. Obrazuje to poniższy obrazek: jeśli pakiety danych są transmitowane bez zmian w GEPON, to w GPON jest to trudniejsze, z podwójnym "pakowaniem" w ramki GEM i GTC. Ponadto GPON wykorzystuje komórki ATM, które nie są dostępne w GEPON.

GPON obsługuje 2,5 Gb/s, oferuje wydajny ruch TDMA i ma kilka innych zalet. Ale wszystkie są przekreślone kosztem sprzętu (znacznie wyższym niż w GEPON) i jego bardziej złożoną konfiguracją. Tylko niewielki segment dostawców obsługujących dużych poważnych klientów lub budujących ogromne sieci rozgałęzione może sobie pozwolić na taką sieć.

Większość ukraińskich firm telekomunikacyjnych wybiera GEPON:

przepustowość takiej sieci spełnia standardowe współczesne wymagania (1 Gbit);
sprzęt dla GEPON jest tańszy niż dla GPON i jest łatwiejszy do skonfigurowania;
pod względem liczby podłączonych abonentów na 1 port OLT (64) i maksymalnego promienia sieci (20 km), GEPON nie ustępuje GPON.

Istnieje również technologia 10GEPON, która obiecuje 10 Gb/s, ale jest nadal rozwijana (od 2009 r.).

Gdzie mogę rozciągnąć PON (GEPON)?

Sieci oparte na technologii PON są uniwersalne. Mogą być stosowane nawet w tych warunkach, w których nieopłacalne lub nierealne jest zorganizowanie konwencjonalnej sieci światłowodowej FTTH lub forwardingu Wi-Fi.

Weźmy na przykład standardową sieć optyczną, w której dla każdego abonenta przydzielone jest osobne włókno. Omówiliśmy już powyżej, że jest to niekorzystne ze względu na koszt samego kabla. Dodaj do tego nieodzowny atrybut takiej sieci - sprzęt aktywny. Niezbędny:

Kup przełączniki i umieść w każdym punkcie dostępowym, a także zapewnij mocniejszy przełącznik do agregacji. Cena przełączników (nawet tych najbardziej bezpretensjonalnych) dla kilkudziesięciu abonentów zaczyna się gdzieś od 400 dolarów.
Wyposaż w moduły SFP(zwykle nie są dostarczane z przełącznikami), konwerterami mediów itp.
Gdzieś miejsce, a to „gdzieś” musi być ciepłym, suchym pomieszczeniem.
Chronić przed wandalami i złodziejami(instalacyjna szafka lub skrzynka zamykana na klucz).
Zadbaj o zasilanie oraz o zasilaniu awaryjnym (lub UPS) w przypadku awarii zasilania.
Zapewnij konfigurację, monitorowanie i konserwację cały sprzęt aktywny.

A jeśli w warunkach rozwoju miast to wszystko jest przynajmniej w jakiś sposób możliwe do zrealizowania, to w sektorze prywatnym jest to mało prawdopodobne.

Dla sektora prywatnego doskonałym rozwiązaniem są sieci Wi-Fi. Ale i tutaj mogą być przeszkody: gęsto „zaludniony” eter, brak bezpośredniej widoczności i tym podobne, gdy wyjściem staje się GEPON.

I telewizja kablowa do rozruchu

Połączenie internetowe w technologii PON, oprócz oszczędności na kosztach światłowodu, ma wiele zalet:

Zakup sprzętu aktywnego jest ograniczony do minimum. W rzeczywistości wystarczy kupić tylko jedną stację czołową - OLT i terminale-modemy abonenckie (ONU). Co więcej, cena tego ostatniego może zostać zrekompensowana przez abonenta w kosztach połączenia.

Konfiguracja i administracja będą wymagane tylko dla OLT.

W całym GEPON stosowane są tylko elementy pasywne - rozgałęźniki, które nie wymagają zasilania i ogrzewanego pomieszczenia.

Sieci PON efektywnie wykorzystują przepustowość sieci. Ponieważ jest to powszechne, gdy jeden lub więcej subskrybentów jest bezczynnych, a obciążenie kanału jest zmniejszone prędkość wzrasta dla wszystkich. Spada również proporcjonalnie, ale zasoby przepustowości są wystarczające nawet przy największym obciążeniu. Jeśli podzielimy gigabit na 64 podłączonych abonentów (maksymalnie), to każdy okazało się co najmniej 16 Mb/s!

I dodatkowy bonus - w oparciu o GEPON możesz dostarczać telewizję kablową abonentom korzystającym z tej samej infrastruktury sieciowej. Transmisja danych telewizyjnych odbywa się na innej długości fali.