1. Basisstructuur van PON
PON (passief optisch netwerk)
PON is een bidirectioneel optisch toegangsnetwerk met één vezel dat gebruik maakt van een point-to-multipoint (P2MP) structuur. Het PON-systeem bestaat uit een optische lijnterminal (OLT), een optisch distributienetwerk (ODN) en een optische netwerkeenheid (ONU) aan de gebruikerszijde van het centrale kantoor, en is een bidirectioneel systeem met één vezel. In stroomafwaartse richting (OLTto ONU), het signaal verzonden door deOLTbereikt iederONUvia de ODN.In de stroomopwaartse richting (ONUto OLT), het signaal verzonden door deONUzal alleen deOLTen zal de ander niet bereikenONU'sOm gegevensbotsing te voorkomen en de netwerkefficiëntie te verbeteren, gebruikt de uplink-richting de TDMA-modus voor meerdere toegangen en wordt de gegevensoverdracht van elkONU. De ODN biedt optische kanalen tussen deOLTen deONU. De referentiestructuur van de PON is weergegeven in onderstaande figuur.
PON-systeemreferentiestructuur
DeOLTbevindt zich aan de netwerkzijde en is geplaatst bij het centrale kantoor. Het kan een L2 zijnschakelaarof een L3router, waardoor netwerkconcentratie en -toegang wordt geboden, optische/elektrische conversie, toewijzing van bandbreedte en controle over elke kanaalverbinding mogelijk worden gemaakt, met realtime monitoring en beheer. En onderhoudsfuncties. DeONUbevindt zich aan de gebruikerszijde om het verwerkings- en onderhoudsbeheer van verschillende elektrische signalen te implementeren, en biedt een gebruikersinterface. DeOLTen deONUzijn verbonden door een passieve optische splitter, en de optische splitter wordt gebruikt om downlinkgegevens te distribueren en uplinkgegevens te verzamelen. Naast de eindapparatuur heeft het PON-systeem geen elektrische componenten nodig en is daarom passief.
De PON maakt gebruik van een golflengteverdelingsmultiplextechnologie (WDM) met een downlink-golflengtecombinatie van 1490 nm/uplink 1310 nm op één enkele vezel. De uplink-richting is een point-to-point-modus en de downlink-richting is een broadcast-modus. Onderstaande figuur toont de basisstructuur van de PON.
Basisnetwerkstructuur van PON
In stroomafwaartse richting ligt deOLTverzendt de datapakketten naar iedereenONU'sop een broadcast-manier, waarbij elk pakket een header draagt met een transmissie naar de bestemmingONUidentificatie. Wanneer het datapakket arriveert bij deONU, de MAC-laag van deONUvoert adresresolutie uit, extraheert het datapakket dat bij hemzelf hoort, en gooit andere datapakketten weg.
De uplink-richting maakt gebruik van Time Division Multiplexing (TDM)-technologie en de uplink-informatie van meerdereONU'svormt een TDM-informatiestroom die moet worden verzonden naar deOLT.
2.Optische lijnterminal (OLT)
De optische lijnterminal (OLT) functioneert om een optische interface te bieden tussen het servicenetwerk en de ODN, en biedt verschillende middelen voor het verzenden van verschillende services. DeOLTis intern samengesteld uit een kernlaag, een servicelaag en een publieke laag. De servicelaag biedt voornamelijk servicepoorten en ondersteunt meerdere services; de kernlaag zorgt voor kruisverbinding, multiplexing en transmissie; en de publieke laag biedt functies voor stroomvoorziening en onderhoudsbeheer.
De aanwezigheid van deOLTkan de nauwe koppeling tussen het servicenetwerk op de bovenste laag en de specifieke interface, de drager, het netwerk en het apparaatbeheer van het toegangsapparaat verminderen, en kan een uniforme interface voor het beheer van optische toegangsnetwerken bieden.
De kernfuncties van deOLTomvatten: aggregatiedistributiefunctie en DN-aanpassingsfunctie.
DeOLTservice-interfacefuncties omvatten: servicepoortfunctie, service-interface-aanpassingsfunctie, interfacesignaleringsverwerking en service-interfacebescherming.
DeOLTgemeenschappelijke functies omvatten voornamelijk OAM-functies en voedingsfuncties.
Het optische vermogen dat wordt uitgezonden door deOLTwordt voornamelijk op de volgende plaatsen geconsumeerd.
Splitter: Hoe groter het aantal shunts, hoe groter het verlies.
l Vezel: hoe langer de afstand, hoe groter het verlies.
l ONU: Hoe groter het getal, hoe groter deOLTzendvermogen nodig. Om ervoor te zorgen dat elke macht deONUhoger is dan de ontvangstgevoeligheid en een zekere marge heeft, moet het budget gebaseerd zijn op de werkelijke hoeveelheid en geografische spreiding.
3.Optisch distributienetwerk
Het optische distributienetwerk (ODN) is een middel voor het verschaffen van optische transmissie tussen deOLTen deONU. De belangrijkste functie is het voltooien van de informatieoverdracht en -distributie tussen deOLTen deONUen een end-to-end informatietransmissiekanaal tot stand brengen tussen deONUen deOLT.
De ODN-configuratie is doorgaans een point-to-multipoint-modus, dat wil zeggen meerdereONU'szijn met één verbondenOLTvia één ODN, dus meerdereONU'skan het optische transmissiemedium delen tussen deOLTen de ODN en het opto-elektronische apparaat van deOLT.
(1) Samenstelling van ODN
De belangrijkste passieve componenten waaruit de ODN bestaat, zijn: single-mode glasvezel- en glasvezelkabel, connectoren, passieve optische splitters (OBD), passieve optische verzwakkers en glasvezelconnectoren.
(2) Topologische structuur van ODN
De topologie van een ODN-netwerk is doorgaans een point-to-multipoint-structuur, die kan worden onderverdeeld in een ster, een boom, een bus en een ring.
ODN-netwerkstructuur
(3) Instellingen voor actieve en stand-bybescherming
De actieve/standby-beveiligingsinstelling van het ODN-netwerk is voornamelijk bedoeld om twee optische transmissiekanalen in te stellen voor de optische signalen die door het ODN-netwerk worden verzonden. Wanneer het primaire kanaal uitvalt, kan dit automatisch gebeurenschakelaarnaar het alternatieve kanaal om optische signalen te verzenden, inclusief optische vezels,OLT's, ONU'sen De primaire en back-upbeveiligingsinstellingen van de transmissievezel.
De hoofd- en standby-transmissievezels kunnen zich in dezelfde optische kabel of in verschillende optische kabels bevinden. De hoofd- en back-up optische kabels kunnen in verschillende pijpleidingen worden geïnstalleerd, zodat de beschermingsprestaties beter zijn.
(4) Optische transmissiekarakteristieken van ODN
De ontwerpkenmerken van ODN moeten ervoor zorgen dat elke momenteel te verwachten dienst zonder grote veranderingen kan worden geleverd, een vereiste die een grote impact heeft op de kenmerken van verschillende passieve componenten. De vereisten die rechtstreeks van invloed kunnen zijn op de optische kenmerken van de ODN zijn als volgt.
l Optische golflengtetransparantie: Verschillende optische passieve componenten mogen de transparantie van het verzonden optische signaal niet beïnvloeden. Het optische signaal dat vereist is door het ontworpen optische netwerk moet transparant worden verzonden, waardoor toekomstige WDM-systeemtoepassingen worden geboden. De stichting.
l Omkeerbaarheid: Wanneer de output en input van het ODN-netwerk worden uitgewisseld, mogen de transmissiekarakteristieken van het ODN-netwerk niet significant veranderen, dat wil zeggen dat de verandering in transmissiebandbreedte en optische verlieskarakteristieken minimaal moeten zijn. Dit vereenvoudigt het ontwerp van het netwerk.
l Consistentie van netwerkprestaties: het ODN-netwerk moet consistente optische signalen behouden. De transmissiekarakteristieken van het ODN-netwerk moeten consistent zijn met het gehele OFSAN en het gehele communicatienetwerk. De transmissiebandbreedte en optische verlieskarakteristieken moeten geschikt zijn voor het gehele OFSAN.
(5) ODN-prestatieparameters
De parameters die de prestaties van het optische kanaalverlies van het gehele systeem bepalen, zijn hoofdzakelijk als volgt.
l ODN optisch kanaalverlies: het verschil tussen het minimale zendvermogen en de hoogste ontvangstgevoeligheid.
l Maximaal toegestaan kanaalverlies: het verschil tussen het maximale zendvermogen en de hoogste ontvangstgevoeligheid.
l Minimaal toegestaan kanaalverlies: het verschil tussen het minimale zendvermogen en de laagste ontvangstgevoeligheid (overbelastingspunt).
(6) Weerspiegeling van ODN
De reflectie van de ODN hangt af van het retourverlies van de verschillende componenten waaruit de ODN bestaat en eventuele reflectiepunten op het optische kanaal. Over het algemeen moeten alle discrete reflecties beter zijn dan−35 dB, en de maximale discrete reflectie van glasvezeltoegang zou beter moeten zijn dan−50dB.
4. Optische netwerkeenheid (ONU)
De optische netwerkeenheid (ONU) bevindt zich tussen de ODN en de gebruikersapparatuur en biedt een optische interface tussen de gebruiker en de ODN en een elektrische interface met de gebruikerszijde om verwerkings- en onderhoudsbeheer van verschillende elektrische signalen te implementeren. DeONUbestaat uit een kernlaag, een servicelaag en een publieke laag. De servicelaag heeft voornamelijk betrekking op gebruikerspoorten; de kernlaag biedt multiplex- en optische interfaces; en de publieke laag zorgt voor het beheer van de stroomvoorziening en het onderhoud.
5. PON-toepassingsmodus
De zakelijke transparantie van PON is goed en kan in principe op ieder norm- en tariefsignaal worden toegepast. Vergeleken met point-to-point actieve optische netwerken wordt PON-technologie gekenmerkt door eenvoudig onderhoud, lage kosten (besparing op glasvezel- en optische interfaces), hoge transmissiebandbreedte en een hoge prestatieprijsverhouding. Deze kenmerken zullen ervoor zorgen dat het gedurende lange tijd een concurrentievoordeel zal behouden, en PON is altijd beschouwd als de toekomstige ontwikkelingsrichting van het toegangsnetwerk.
De meest geschikte toepassing voor PON is: het deel van het toegangsnetwerk dichtbij het einde van de klant; de klant vanONUservice benadrukt niet de noodzaak van redundantie of bypass-bescherming; deOLTkan worden opgesteld op een knooppunt met goede overlevingsprestaties (bijvoorbeeld een knooppunt met rotondebeveiliging). Een plek waar gebruikers geografisch geconcentreerd zijn. PON kent hoofdzakelijk drie toepassingsmodi.
(1) Vervang het bestaande tweelaagse aggregatienetwerk: PON kan de bestaande Laag 2 vervangenschakelaaren optische transceiver, en leid het toegangsnetwerk van het LAN naar het IP grootstedelijke netwerk, zoals weergegeven in de afbeelding:
PON vervangt het bestaande Layer 2-netwerk
(2) Vervang de toegangskabel van de relevante paragraaf: het PON-systeem kan het bestaande deel van de optische kabel en optische schakelapparatuur vervangen, waardoor de toegangskabel van de relevante paragraaf wordt bespaard, zoals weergegeven:
PON vervangt relevante segmenten om toegang te krijgen tot optische kabel
(3) Multi-service toegangsmodus (implementatie van FTTH): Het PON-systeem kan multi-service en multi-rate toegang bieden die aan verschillende QoS-vereisten voldoet, en kan zich aanpassen aan de diversiteit van gebruikers en de onzekerheid van de bedrijfsontwikkeling, zoals weergegeven in de volgende figuur:
Toegang voor meerdere services