Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 297
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
:
В середине 1990 года была разработана первая технология – APON. Её базой была передача информации в ячейках структуры ATM со служебными данными. В таком случае скорость передачи прямого и обратного потоков обеспечивалась следующими скоростями: симметричный режим по 155 Мбит/с, либо ассиметричный режим 622 Мбит/с в прямом потоке и 155Мбит/с в обратном потоке. Во избежание наложения поступающих от разных абонентов данных OLT на каждый ONU направляло служебные сообщения, содержащие разрешение на отправку данных. На данный момент APON в первоначальном своем виде практически не используется.
Новый стандарт – BPON – появился с дальнейшим совершенствованием технологии PON. В данном стандарте скорости прямого и обратного потоков в симметричном режиме доведены до 622 Мбит/с либо 1244 Мбит/с, в ассиметричном – 622 Мбит/с. Возможность передачи 3 основных типов информации (Голос, видео, данные), для потока видео при этом выделена длина волны 1550 нм. Стандарт BPON позволяет организовывать динамическое распределение полосы среди отдельных абонентов. С разработкой более высокоскоростной технологии – GPON, стандарт BPON в экономическом плане практически утратил актуальность.
Разработка в 2000 году нового стандарта – EPON – была предопределена успешным применением технологии Ethernet в локальных сетях и построением на основе оптических сетей доступа. Рассчитаны такие сети на передачу информации при скоростях прямого и обратного потоков 1 Гбит/с на основе IP-протокола для 16 либо 32 абонентов. Из-за скорости передачи в Гбит/с различные источники часто употребляют название GEPON (Gigabit Ethernet PON), также относящееся к стандарту IEEE 802.3ah. В таких системах дальность передачи достигает 20 км. Длина волны обратного потока используются специальный протокол управления множеством узлов (MPCP, Multi-Point Control Protocol). В GEPON поддерживается операция обмена информацией между пользователями (bridging).
Для крупных операторов, строящих большие разветвленные сети с системами резервирования, наиболее удачна технология GPON. Она наследует линейку APON-BPON, однако с большей скоростью передачи данных – 1244 Мбит/с и 2488 Мбит/с – в ассиметричном режиме, 1244 Мбит/с – в симметричном. В основе – базовый протокол SDH со всеми его достоинствами и недостатками. Возможно подключить до 32 либо 64 абонентов на расстоянии 20 км (возможно расширение до 60 км.). Технология GPON поддерживает как трафик АТМ, так и IP, а также речь, видео (инкапсулированные в кадры GEM – GPON Encapsulated Method) и SDH. Сеть в синхронном режиме работает с постоянной длительностью кадра. Высокая эффективность полосы пропускания обеспечивается линейным кодом NRZ со скремблированием. Единственный недостаток GPON – высокая стоимость оборудования.
Характеристики трех видов PON приведены в таблице 1:
Таблица 1. Характеристики BPON, EPON, GPON.
Следующий эффективный шаг по увеличению скорости передачи построенных систем PON – применение систем оптического уплотнения WDM (WDM PON). В рекомендации ITU-T G.983.2 описывается возможность передачи сигналов на длинах волн, выделенных для каждого абонента. В сети передается общий поток, а на каждом абонентском терминале имеется оптический фильтр для выделения своей длины волны. Технически возможно обеспечение производительности системы со скоростями по каждому каналу около 4-10 Гбит/с. Провайдеры после такой реконструкции получили возможность настройки пропускной способности согласно требованиям клиента и успешного добавления или удаления устройств ONU без вмешательства в общую систему.
1.3.Преимущества сетей xPON
В современных условиях развития рынка передачи информации, в зависимости от конкретной ситуации на первый план выходят либо цена развертки сети, либо технические требования определяющие предельные параметра нагрузки на сеть. Идеальным вариантом кажется создание системы одновременно такой же простой как сеть на основе медной витой пары, сочетающая в себе и преимущества оптической линии по сверхвысокой пропускной способностью. Если это идеальный вариант и достижение его крайне сложно в современных условиях, то самым близко приблизившимся к нему является технология PON, так как она в технической базе основана на оптоволокне то имеет и высочайшие характеристики по скоростям передачи и допустимой нагрузке на сеть, так же стоимость процесса её развертывания была максимально минимизирована. Что на фоне современного парения цен на активное оборудование и материальную базу- оптоволокно, делает технологию еще более привлекательной.
Рассмотрим подробнее чем же она так выигрывает у кабельной сети и стандартной оптической среды передачи.
Уменьшение количества активных элементов, несет в себе сразу несколько преимуществ, наряду с совершенно очевидной выгоде в затратах на оборудование, так же установленные активные комплексы используются с максимальной эффективностью из расчета максимального числа подключаемых точек приема. Кроме этого упрощении схемы построения сетевой инфраструктуры ведет к значительному повышению её надежности и легкой устранимости возможных неисправностей.
Благодаря древовидной топологии к каждому конкретному участнику сети идет отдельное волокно, что сильно влияет на создание структуры сети среднего или крупного масштаба, при этом такая экономия не идет в ущерб пользователям, за счет возможностей оптоволокна, предоставляющую даже одним волокном канал способный удовлетворить все современные потребности, с достаточным запасом.
На активно развивающемся рынке очень важным параметром является скорость с которой появляется возможность предоставить услугу заказчику после подписания договора о сотрудничестве. В технологию создания PON сетей изначально был встроен механизм по скорейшему подключению новых абонентов, что дает её весомое преимущество перед стандартной оптической сетью, где процесс подключения дорогостоящ и занимает значительных временных и трудовых ресурсов.
В условиях развития современного мира в сфере информационных технологий не трудно заметить, что процесс активизации сетевых сервисов и технологий переживает крайне интенсивный рост и роль в жизни и работе как людей, так и кампаний в независимости от отрасли в которой они работают. Крайне важно понять вектор развития информационной составляющей рынка и опередить конкурентов в этом плане. Ведь в скором времени возможности стандартных систем СКС исчерпают себя и переходить на новые решения будет просто необходимо. Технология PON обеспечивает такой возможностью уже сейчас, избавляет возможных трудностей в будущем.
Отдельные разновидности PON обладают как преимуществами, так и недостатками, однако основанный на ATM платформе BPON в целом уже не обеспечивает высокой скорости передачи и практически не имеет перспектив.
GPON является удачной технологией для сетей, имеющих большую емкость и протяженность. Её базовая платформа SDH обеспечивает хорошую защиту данных в сети, широкую полосу пропускания и иные преимущества.
В GEPON, в отличие от GPON, отсутствуют специфические функции поддержки TDM, синхронизации и защитных переключений. Это делает GEPON самой экономичной технологией из всего семейства.
Технология xPON может быть построена на основе трёх основных топологий («дерево», «звезда», «шина») и их комбинаций. Самые распространенные в процессе проектирования вопросы – это вопросы, связанные с расчётами бюджета потерь при использовании определённой топологии, а также сопоставления этих расчётов с оптическим бюджетом PON-системы.
Рисунок 2.1 – Топология «Звезда»
Топология типа «звезда» представляет собой длинный магистральный кабель с небольшим количеством волокон с одной стороны подключается к PON-порту OLT, а с другой заканчивается планарным делителем большой ёмкости (1:N). Доставка сигнала до абонентов может быть реализована двумя способами. Первый способ состоит в том, чтобы «упаковывать» часть выводов делителя в многоволоконный кабель с целью транспорта волокон в одном направлении (например, группа частных домов, расположенная на некотором удалении от делителя). По прибытию в район назначения, волокна выводятся из кабеля непосредственно в дома к абонентам, где подключаются к ONT.
Второй способ проще: выводы делителя соединяются с абонентским патч-кордом внешнего исполнения, который сразу прокладывается от узла деления прямиком до абонента.
Второй способ подключения типа «звезда» удобно использовать только в том случае, если большое количество абонентов размещено на небольшом удалении от делителя и есть возможность прокладки абонентских патч-кордов каждому абоненту в дом.
Достоинства «звезды» проявляют себя только случае высокой плотности абонентов на малой площади. В остальных случаях практичнее использовать «дерево» или «шину».
-
APON (ATM PON). ITU-T G.983.x
В середине 1990 года была разработана первая технология – APON. Её базой была передача информации в ячейках структуры ATM со служебными данными. В таком случае скорость передачи прямого и обратного потоков обеспечивалась следующими скоростями: симметричный режим по 155 Мбит/с, либо ассиметричный режим 622 Мбит/с в прямом потоке и 155Мбит/с в обратном потоке. Во избежание наложения поступающих от разных абонентов данных OLT на каждый ONU направляло служебные сообщения, содержащие разрешение на отправку данных. На данный момент APON в первоначальном своем виде практически не используется.
-
BPON (Broadband PON). ITU-T G.983.x
Новый стандарт – BPON – появился с дальнейшим совершенствованием технологии PON. В данном стандарте скорости прямого и обратного потоков в симметричном режиме доведены до 622 Мбит/с либо 1244 Мбит/с, в ассиметричном – 622 Мбит/с. Возможность передачи 3 основных типов информации (Голос, видео, данные), для потока видео при этом выделена длина волны 1550 нм. Стандарт BPON позволяет организовывать динамическое распределение полосы среди отдельных абонентов. С разработкой более высокоскоростной технологии – GPON, стандарт BPON в экономическом плане практически утратил актуальность.
-
EPON (Ethernet PON). IEEE 802.3ah
Разработка в 2000 году нового стандарта – EPON – была предопределена успешным применением технологии Ethernet в локальных сетях и построением на основе оптических сетей доступа. Рассчитаны такие сети на передачу информации при скоростях прямого и обратного потоков 1 Гбит/с на основе IP-протокола для 16 либо 32 абонентов. Из-за скорости передачи в Гбит/с различные источники часто употребляют название GEPON (Gigabit Ethernet PON), также относящееся к стандарту IEEE 802.3ah. В таких системах дальность передачи достигает 20 км. Длина волны обратного потока используются специальный протокол управления множеством узлов (MPCP, Multi-Point Control Protocol). В GEPON поддерживается операция обмена информацией между пользователями (bridging).
-
GPON (Gigabit PON) ITU-T G.984.x
Для крупных операторов, строящих большие разветвленные сети с системами резервирования, наиболее удачна технология GPON. Она наследует линейку APON-BPON, однако с большей скоростью передачи данных – 1244 Мбит/с и 2488 Мбит/с – в ассиметричном режиме, 1244 Мбит/с – в симметричном. В основе – базовый протокол SDH со всеми его достоинствами и недостатками. Возможно подключить до 32 либо 64 абонентов на расстоянии 20 км (возможно расширение до 60 км.). Технология GPON поддерживает как трафик АТМ, так и IP, а также речь, видео (инкапсулированные в кадры GEM – GPON Encapsulated Method) и SDH. Сеть в синхронном режиме работает с постоянной длительностью кадра. Высокая эффективность полосы пропускания обеспечивается линейным кодом NRZ со скремблированием. Единственный недостаток GPON – высокая стоимость оборудования.
Характеристики трех видов PON приведены в таблице 1:
Таблица 1. Характеристики BPON, EPON, GPON.
| Характеристика | BPON | EPON (GEPON) | GPON |
| Скорость передачи, прямой/обратный поток, Мбит/с | 155/622 | 1000/1000 | 1244/2488 |
| Базовый протокол | АТМ | Ethernet | SDH |
| Линейный код | NRZ | 8B10B | NRZ |
| Максимальное число абонентов | 32 | 32(64) | 32(64) |
| Максимальный радиус сети, км. | 20 | 10(20) | 20(60) |
| Длина волны, прямой/обратный поток (видео), нм | 1310/1490,(1550) | ||
Следующий эффективный шаг по увеличению скорости передачи построенных систем PON – применение систем оптического уплотнения WDM (WDM PON). В рекомендации ITU-T G.983.2 описывается возможность передачи сигналов на длинах волн, выделенных для каждого абонента. В сети передается общий поток, а на каждом абонентском терминале имеется оптический фильтр для выделения своей длины волны. Технически возможно обеспечение производительности системы со скоростями по каждому каналу около 4-10 Гбит/с. Провайдеры после такой реконструкции получили возможность настройки пропускной способности согласно требованиям клиента и успешного добавления или удаления устройств ONU без вмешательства в общую систему.
1.3.Преимущества сетей xPON
В современных условиях развития рынка передачи информации, в зависимости от конкретной ситуации на первый план выходят либо цена развертки сети, либо технические требования определяющие предельные параметра нагрузки на сеть. Идеальным вариантом кажется создание системы одновременно такой же простой как сеть на основе медной витой пары, сочетающая в себе и преимущества оптической линии по сверхвысокой пропускной способностью. Если это идеальный вариант и достижение его крайне сложно в современных условиях, то самым близко приблизившимся к нему является технология PON, так как она в технической базе основана на оптоволокне то имеет и высочайшие характеристики по скоростям передачи и допустимой нагрузке на сеть, так же стоимость процесса её развертывания была максимально минимизирована. Что на фоне современного парения цен на активное оборудование и материальную базу- оптоволокно, делает технологию еще более привлекательной.
Рассмотрим подробнее чем же она так выигрывает у кабельной сети и стандартной оптической среды передачи.
-
Отсутствие промежуточных активных узлов.
Уменьшение количества активных элементов, несет в себе сразу несколько преимуществ, наряду с совершенно очевидной выгоде в затратах на оборудование, так же установленные активные комплексы используются с максимальной эффективностью из расчета максимального числа подключаемых точек приема. Кроме этого упрощении схемы построения сетевой инфраструктуры ведет к значительному повышению её надежности и легкой устранимости возможных неисправностей.
-
Экономия волокон.
Благодаря древовидной топологии к каждому конкретному участнику сети идет отдельное волокно, что сильно влияет на создание структуры сети среднего или крупного масштаба, при этом такая экономия не идет в ущерб пользователям, за счет возможностей оптоволокна, предоставляющую даже одним волокном канал способный удовлетворить все современные потребности, с достаточным запасом.
-
Простота наращивания сети.
На активно развивающемся рынке очень важным параметром является скорость с которой появляется возможность предоставить услугу заказчику после подписания договора о сотрудничестве. В технологию создания PON сетей изначально был встроен механизм по скорейшему подключению новых абонентов, что дает её весомое преимущество перед стандартной оптической сетью, где процесс подключения дорогостоящ и занимает значительных временных и трудовых ресурсов.
-
Перспективность.
В условиях развития современного мира в сфере информационных технологий не трудно заметить, что процесс активизации сетевых сервисов и технологий переживает крайне интенсивный рост и роль в жизни и работе как людей, так и кампаний в независимости от отрасли в которой они работают. Крайне важно понять вектор развития информационной составляющей рынка и опередить конкурентов в этом плане. Ведь в скором времени возможности стандартных систем СКС исчерпают себя и переходить на новые решения будет просто необходимо. Технология PON обеспечивает такой возможностью уже сейчас, избавляет возможных трудностей в будущем.
Отдельные разновидности PON обладают как преимуществами, так и недостатками, однако основанный на ATM платформе BPON в целом уже не обеспечивает высокой скорости передачи и практически не имеет перспектив.
GPON является удачной технологией для сетей, имеющих большую емкость и протяженность. Её базовая платформа SDH обеспечивает хорошую защиту данных в сети, широкую полосу пропускания и иные преимущества.
В GEPON, в отличие от GPON, отсутствуют специфические функции поддержки TDM, синхронизации и защитных переключений. Это делает GEPON самой экономичной технологией из всего семейства.
-
ПОСТРОЕНИЕ СЕТЕЙ хPON
-
Топология построения пассивных оптических сетей xPON.
Технология xPON может быть построена на основе трёх основных топологий («дерево», «звезда», «шина») и их комбинаций. Самые распространенные в процессе проектирования вопросы – это вопросы, связанные с расчётами бюджета потерь при использовании определённой топологии, а также сопоставления этих расчётов с оптическим бюджетом PON-системы.
-
Топология «звезда» представлена на рисунке 2.1. Данная топология применяется при плотном расположении абонентов в районе автоматической телефонной станции (АТС). Топология характеризуется минимальным количеством оптических разветвителей (ОР) и единственным местом их установки. Достоинства данной топологии является удобство в обслуживании, проведении эксплуатационных измерений и обнаружения места повреждения линии.
Рисунок 2.1 – Топология «Звезда»
Топология типа «звезда» представляет собой длинный магистральный кабель с небольшим количеством волокон с одной стороны подключается к PON-порту OLT, а с другой заканчивается планарным делителем большой ёмкости (1:N). Доставка сигнала до абонентов может быть реализована двумя способами. Первый способ состоит в том, чтобы «упаковывать» часть выводов делителя в многоволоконный кабель с целью транспорта волокон в одном направлении (например, группа частных домов, расположенная на некотором удалении от делителя). По прибытию в район назначения, волокна выводятся из кабеля непосредственно в дома к абонентам, где подключаются к ONT.
Второй способ проще: выводы делителя соединяются с абонентским патч-кордом внешнего исполнения, который сразу прокладывается от узла деления прямиком до абонента.
Второй способ подключения типа «звезда» удобно использовать только в том случае, если большое количество абонентов размещено на небольшом удалении от делителя и есть возможность прокладки абонентских патч-кордов каждому абоненту в дом.
Достоинства «звезды» проявляют себя только случае высокой плотности абонентов на малой площади. В остальных случаях практичнее использовать «дерево» или «шину».
-
Топология «шина» представлена на рисунке 2.2. Шинная топология применяется при расположении абонентов вдоль оптической магистрали. Особенность топологии в большой разности выходных мощностей оптических разветвителей (ОР). Данная топология требует подробного расчета уровня оптического сигнала для подбора соответствующих неравномерных оптических разветвителей (ОР) (с неравномерным разделением мощности по отводам) таким образом, чтобы входная оптическая мощность на каждом оптическом приемнике соответствовала его чувствительности (диапазону входной мощности) оборудования. Топология рекомендована для применения при линейном расположении пользователей вдоль магистрали и только при небольшом количестве каскадов (количество каскадов определяется оптическим бюджетом проектируемой линии в процессе проектирования).