1.Grundstruktur von PON
PON (Passives optisches Netzwerk)
PON ist ein bidirektionales optisches Einfaser-Zugangsnetzwerk mit einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Struktur (P2MP). Das PON-System besteht aus einem optischen Leitungsterminal (OLT), ein optisches Verteilungsnetz (ODN) und eine optische Netzwerkeinheit (ONU) auf der Benutzerseite der Zentrale und ist ein bidirektionales Einzelfasersystem. In flussabwärts gerichteter Richtung (OLTto ONU), das von der gesendete SignalOLTerreicht jedenONUdurch das ODN.In der Upstream-Richtung (ONUto OLT), das von der gesendete SignalONUwird nur die erreichenOLTund wird andere nicht erreichenLast.Um Datenkollisionen zu vermeiden und die Netzwerkeffizienz zu verbessern, übernimmt die Uplink-Richtung den TDMA-Mehrfachzugriffsmodus und verwaltet die Datenübertragung jedes einzelnenONU. Das ODN stellt optische Kanäle zwischen den bereitOLTund dieONU. Die Referenzstruktur des PON ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Referenzstruktur des PON-Systems
DerOLTbefindet sich auf der Netzwerkseite und ist in der Zentrale platziert. Es kann ein L2 seinschaltenoder ein L3Router, Bereitstellung von Netzwerkkonzentration und -zugriff, Ermöglichung der optischen/elektrischen Umwandlung, Bandbreitenzuweisung und Steuerung jeder Kanalverbindung mit Echtzeitüberwachung und -verwaltung. Und Wartungsfunktionen. DerONUbefindet sich auf der Benutzerseite, um die Verarbeitung und das Wartungsmanagement verschiedener elektrischer Signale zu implementieren, und stellt eine benutzerseitige Schnittstelle bereit. DerOLTund dieONUsind durch einen passiven optischen Splitter verbunden, und der optische Splitter wird zur Verteilung von Downlink-Daten und zur Aggregation von Uplink-Daten verwendet. Das PON-System benötigt neben den Endgeräten keine elektrischen Komponenten und ist daher passiv.
Das PON verwendet eine Wellenlängenmultiplex-Technologie (WDM) mit einer Downlink-Wellenlänge von 1490 nm und einer Uplink-Wellenlänge von 1310 nm auf einer einzigen Faser. Die Uplink-Richtung ist ein Punkt-zu-Punkt-Modus und die Downlink-Richtung ist ein Broadcast-Modus. Die folgende Abbildung zeigt den Grundaufbau des PON.
Grundlegende Netzwerkstruktur von PON
In flussabwärts gerichteter Richtung ist dieOLTleitet die Datenpakete an alle weiterLastim Broadcast-Verfahren, wobei jedes Paket einen Header mit einer Übertragung an das Ziel trägtONUIdentifikator. Wenn das Datenpaket am ankommtONU, die MAC-Schicht desONUführt eine Adressauflösung durch, extrahiert das zu ihm gehörende Datenpaket und verwirft andere Datenpakete.
Die Uplink-Richtung nutzt die Time Division Multiplexing (TDM)-Technologie und die Uplink-Informationen mehrererLaststellt einen TDM-Informationsstrom dar, der an den übertragen werden sollOLT.
2.Optisches Leitungsterminal (OLT)
Das optische Leitungsterminal (OLT) fungiert als optische Schnittstelle zwischen dem Dienstnetz und dem ODN und stellt verschiedene Mittel zur Übertragung verschiedener Dienste bereit. DerOLTbesteht intern aus einer Kernschicht, einer Serviceschicht und einer öffentlichen Schicht. Die Serviceschicht stellt hauptsächlich Service-Ports bereit und unterstützt mehrere Dienste. Die Kernschicht sorgt für Querverbindung, Multiplexing und Übertragung. und die öffentliche Schicht stellt Stromversorgungs- und Wartungsmanagementfunktionen bereit.
Die Anwesenheit derOLTkann die enge Kopplung zwischen dem Dienstnetzwerk der oberen Schicht und der spezifischen Schnittstelle, dem Träger, dem Netzwerk und der Geräteverwaltung des Zugangsgeräts verringern und eine einheitliche Verwaltungsschnittstelle für das optische Zugangsnetzwerk bereitstellen.
Die Kernfunktionen derOLTDazu gehören: Aggregationsverteilungsfunktion und DN-Anpassungsfunktion.
DerOLTZu den Service-Schnittstellenfunktionen gehören: Service-Port-Funktion, Service-Schnittstellen-Anpassungsfunktion, Schnittstellen-Signalisierungsverarbeitung und Service-Schnittstellenschutz.
DerOLTZu den allgemeinen Funktionen gehören hauptsächlich OAM-Funktionen und Stromversorgungsfunktionen.
Die vom Gerät abgegebene optische LeistungOLTwird hauptsächlich an folgenden Orten konsumiert.
Splitter: Je größer die Anzahl der Shunts, desto größer der Verlust.
l Glasfaser: Je länger die Entfernung, desto größer der Verlust.
l ONU: Je größer die Zahl, desto größerOLTSendeleistung erforderlich. Um sicherzustellen, dass jede Leistung die erreichtONUhöher ist als die Empfangsempfindlichkeit und einen gewissen Spielraum hat, sollte das Budget auf der tatsächlichen Menge und der geografischen Verteilung basieren.
3. Optisches Vertriebsnetz
Das optische Verteilungsnetz (ODN) ist ein Mittel zur optischen Übertragung zwischen denOLTund dieONU. Seine Hauptfunktion besteht darin, die Informationsübertragung und -verteilung zwischen den zu vervollständigenOLTund dieONU, und richten Sie einen End-to-End-Informationsübertragungskanal zwischen den einONUund dieOLT.
Die ODN-Konfiguration ist normalerweise ein Punkt-zu-Mehrpunkt-Modus, also mehrereLastsind zu einem verbundenOLTdurch ein ODN, also mehrereLastkann das optische Übertragungsmedium zwischen den teilenOLTund das ODN und das optoelektronische Gerät desOLT.
(1) Zusammensetzung von ODN
Die wichtigsten passiven Komponenten, aus denen das ODN besteht, sind: Singlemode-Glasfaser- und Glasfaserkabel, Steckverbinder, passive optische Splitter (OBD), passive optische Dämpfungsglieder und Glasfaseranschlüsse.
(2) Topologische Struktur von ODN
Die Topologie eines ODN-Netzwerks ist normalerweise eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Struktur, die in einen Stern, einen Baum, einen Bus und einen Ring unterteilt werden kann.
ODN-Netzwerkstruktur
(3) Einstellungen für Aktiv- und Standby-Schutz
Die Aktiv-/Standby-Schutzeinstellung des ODN-Netzwerks besteht hauptsächlich darin, zwei optische Übertragungskanäle für die vom ODN-Netzwerk übertragenen optischen Signale einzurichten. Wenn der primäre Kanal ausfällt, kann dies automatisch geschehenschaltenzum Alternativkanal zur Übertragung optischer Signale, einschließlich Glasfasern,OLTs, Lastund Die primären und Backup-Schutzeinstellungen der Übertragungsfaser.
Die Haupt- und Ersatzübertragungsfasern können im selben optischen Kabel oder in verschiedenen optischen Kabeln liegen. Die optischen Haupt- und Ersatzkabel können in unterschiedlichen Rohrleitungen installiert werden, sodass die Schutzleistung besser ist.
(4) Optische Übertragungseigenschaften von ODN
Die Designmerkmale von ODN sollen sicherstellen, dass jeder derzeit vorhersehbare Dienst ohne größere Änderungen bereitgestellt werden kann, eine Anforderung, die erhebliche Auswirkungen auf die Eigenschaften verschiedener passiver Komponenten hat. Die Anforderungen, die sich direkt auf die optischen Eigenschaften des ODN auswirken können, sind folgende.
l Optische Wellenlängentransparenz: Verschiedene optische passive Komponenten sollten die Transparenz des übertragenen optischen Signals nicht beeinträchtigen. Das vom entworfenen optischen Netzwerk benötigte optische Signal sollte transparent übertragen werden und so zukünftige WDM-Systemanwendungen ermöglichen. Das Fundament.
l Reversibilität: Wenn der Ausgang und der Eingang des ODN-Netzwerks ausgetauscht werden, sollten sich die Übertragungseigenschaften des ODN-Netzwerks nicht wesentlich ändern, dh die Änderung der Übertragungsbandbreite und der optischen Verlusteigenschaften sollte minimal sein. Dies vereinfacht den Entwurf des Netzwerks.
l Konstanz der Netzwerkleistung: Das ODN-Netzwerk sollte konsistente optische Signale aufrechterhalten. Die Übertragungseigenschaften des ODN-Netzwerks sollten mit dem gesamten OFSAN und dem gesamten Kommunikationsnetzwerk übereinstimmen. Die Übertragungsbandbreite und die optischen Verlusteigenschaften sollten für das gesamte OFSAN geeignet sein.
(5) ODN-Leistungsparameter
Die Parameter, die die optische Kanalverlustleistung des gesamten Systems bestimmen, sind hauptsächlich folgende.
l Optischer ODN-Kanalverlust: die Differenz zwischen der minimalen Sendeleistung und der höchsten Empfangsempfindlichkeit.
l Maximal zulässiger Kanalverlust: die Differenz zwischen der maximalen Sendeleistung und der höchsten Empfangsempfindlichkeit.
l Minimal zulässiger Kanalverlust: die Differenz zwischen der minimalen Sendeleistung und der niedrigsten Empfangsempfindlichkeit (Überlastungspunkt).
(6) Reflexion von ODN
Die Reflexion des ODN hängt von der Rückflussdämpfung der verschiedenen Komponenten, aus denen das ODN besteht, und etwaigen Reflexionspunkten auf dem optischen Kanal ab. Im Allgemeinen müssen alle diskreten Reflexionen besser sein als−35 dB, und die maximale diskrete Reflexion des Glasfaserzugangs sollte besser sein als−50 dB.
4. Optische Netzwerkeinheit (ONU)
Die optische Netzwerkeinheit (ONU) befindet sich zwischen dem ODN und dem Benutzergerät und stellt eine optische Schnittstelle zwischen dem Benutzer und dem ODN sowie eine elektrische Schnittstelle mit der Benutzerseite bereit, um die Verarbeitung und das Wartungsmanagement verschiedener elektrischer Signale zu implementieren. DerONUbesteht aus einer Kernschicht, einer Serviceschicht und einer öffentlichen Schicht. Die Serviceschicht bezieht sich hauptsächlich auf Benutzerports. die Kernschicht stellt Multiplexing und optische Schnittstellen bereit; und die öffentliche Schicht sorgt für die Stromversorgung und das Wartungsmanagement.
5. PON-Anwendungsmodus
Die Geschäftstransparenz von PON ist gut und grundsätzlich auf jedes Standard- und Tarifsignal anwendbar. Im Vergleich zu aktiven optischen Punkt-zu-Punkt-Netzwerken zeichnet sich die PON-Technologie durch einfache Wartung, niedrige Kosten (Einsparung von Glasfaser- und optischen Schnittstellen), hohe Übertragungsbandbreite und ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis aus. Diese Eigenschaften werden dazu führen, dass es für lange Zeit einen Wettbewerbsvorteil behält, und PON wurde schon immer als die zukünftige Entwicklungsrichtung des Zugangsnetzwerks angesehen.
Die am besten geeignete Anwendung für PON ist: der Teil des Zugangsnetzwerks nahe am Ende des Kunden; der Kunde derONUDer Dienst betont nicht die Notwendigkeit von Redundanz oder Bypass-Schutz. DieOLTkann an einem Knoten mit guter Überlebensleistung eingerichtet werden (z. B. einem Knoten mit Kreisverkehrschutz). Ein Ort, an dem Benutzer geografisch konzentriert sind. PON verfügt hauptsächlich über drei Anwendungsmodi.
(1) Ersetzen Sie das vorhandene zweischichtige Aggregationsnetzwerk: PON kann die vorhandene Schicht 2 ersetzenschaltenund optischer Transceiver und leiten das Zugangsnetzwerk des LAN zum IP-Metropolnetzwerk, wie in der Abbildung gezeigt:
PON ersetzt das bestehende Layer-2-Netzwerk
(2) Ersetzen Sie das Zugangskabel des entsprechenden Absatzes: Das PON-System kann den vorhandenen Teil des optischen Kabels und der optischen Schaltausrüstung ersetzen und so das Zugangskabel des entsprechenden Absatzes einsparen, wie gezeigt:
PON ersetzt relevante Segmente für den Zugang zu optischen Kabeln
(3) Multi-Service-Zugriffsmodus (Implementierung von FTTH): Das PON-System kann Multi-Service- und Multi-Rate-Zugriff bereitstellen, der unterschiedliche QoS-Anforderungen erfüllt, und sich an die Vielfalt der Benutzer und die Unsicherheit der Geschäftsentwicklung anpassen, wie in gezeigt die folgende Abbildung:
Multi-Service-Zugriff