1.Podstawowa struktura PON
PON (pasywna sieć optyczna)
PON to jednowłóknowa, dwukierunkowa optyczna sieć dostępowa wykorzystująca strukturę punkt-wielopunkt (P2MP). System PON składa się z terminala linii optycznej (OLT), optyczną sieć dystrybucyjną (ODN) i jednostkę sieci optycznej (ONU) po stronie użytkownika w biurze centralnym i jest to system dwukierunkowy wykorzystujący jedno włókno. W kierunku dolnym (OLTto ONU), sygnał wysłany przezOLTdociera do każdegoONUprzez ODN. W kierunku w górę (ONUto OLT), sygnał wysłany przezONUdotrze tylko doOLTi nie dotrze do innychCiężarAby uniknąć kolizji danych i poprawić wydajność sieci, kierunek łącza w górę przyjmuje tryb wielokrotnego dostępu TDMA i zarządza transmisją danych każdegoONU. ODN zapewnia kanały optyczne pomiędzyOLTiONU. Strukturę referencyjną PON pokazano na poniższym rysunku.
Struktura referencyjna systemu PON
TheOLTznajduje się po stronie sieci i znajduje się w centrali. Może to być L2przełączniklub L3routera, zapewniając koncentrację i dostęp do sieci, umożliwiając konwersję optyczną/elektryczną, alokację przepustowości i kontrolę połączenia każdego kanału, z monitorowaniem i zarządzaniem w czasie rzeczywistym. Oraz funkcje konserwacyjne. TheONUznajduje się po stronie użytkownika i umożliwia zarządzanie przetwarzaniem i konserwacją różnych sygnałów elektrycznych oraz zapewnia interfejs po stronie użytkownika. TheOLTiONUsą połączone pasywnym rozdzielaczem optycznym, a rozdzielacz optyczny służy do dystrybucji danych w łączu w dół i agregowania danych w łączu w górę. Oprócz urządzeń końcowych system PON nie wymaga komponentów elektrycznych i dlatego jest pasywny.
W sieci PON zastosowano technologię multipleksowania z podziałem długości fali (WDM) z kombinacją długości fali łącza w dół 1490 nm i łącza w górę 1310 nm w jednym włóknie. Kierunek łącza w górę to tryb punkt-punkt, a kierunek łącza w dół to tryb rozgłoszeniowy. Poniższy rysunek przedstawia podstawową strukturę PON.
Podstawowa struktura sieci PON
W kierunku dolnym,OLTprzesyła pakiety danych do wszystkichCiężarw sposób rozgłoszeniowy, przy czym każdy pakiet zawiera nagłówek z transmisją do miejsca docelowegoONUidentyfikator. Kiedy pakiet danych dotrze doONU, warstwa MACONUwykonuje rozpoznawanie adresów, wyodrębnia należący do siebie pakiet danych i odrzuca inne pakiety danych.
Kierunek łącza w górę wykorzystuje technologię multipleksowania z podziałem czasu (TDM), a informacje w łączu w górę są wielokrotneCiężarstanowi strumień informacji TDM, który ma być przesłany doOLT.
2. Terminal linii optycznej (OLT)
Terminal linii optycznej (OLT) zapewnia interfejs optyczny pomiędzy siecią usługową a ODN oraz zapewnia różne środki do przesyłania różnych usług. TheOLTskłada się wewnętrznie z warstwy rdzeniowej, warstwy usług i warstwy publicznej. Warstwa usług zapewnia głównie porty usług i obsługuje wiele usług; warstwa rdzeniowa zapewnia połączenia krzyżowe, multipleksowanie i transmisję; a warstwa publiczna zapewnia funkcje zarządzania zasilaniem i konserwacją.
ObecnośćOLTmoże zmniejszyć ścisłe powiązanie między siecią usług wyższej warstwy a konkretnym interfejsem, nośnikiem, siecią i zarządzaniem urządzeniem dostępowym oraz może zapewnić ujednolicony interfejs zarządzania siecią dostępu optycznego.
Podstawowe funkcjeOLTobejmują: funkcję rozkładu agregacji i funkcję adaptacji DN.
TheOLTFunkcje interfejsu serwisowego obejmują: funkcję portu serwisowego, funkcję adaptacji interfejsu serwisowego, przetwarzanie sygnalizacji interfejsu i ochronę interfejsu serwisowego.
TheOLTwspólne funkcje obejmują głównie funkcje OAM i funkcje zasilania.
Moc optyczna emitowana przezOLTjest spożywany głównie w następujących miejscach.
Splitter: Im większa liczba boczników, tym większa strata.
l Włókno: Im większa odległość, tym większa strata.
l ONU: Im większa liczba, tym większaOLTwymagana moc nadawania. Aby zapewnić, że każda moc docierająca doONUjest wyższa niż czułość odbioru i ma pewien margines, budżet powinien opierać się na rzeczywistej ilości i rozmieszczeniu geograficznym.
3.Optyczna sieć dystrybucyjna
Optyczna sieć dystrybucyjna (ODN) jest środkiem zapewniającym transmisję optyczną pomiędzyOLTiONU. Jego główną funkcją jest dokończenie transmisji i dystrybucji informacji pomiędzyOLTiONUi ustanowić kompleksowy kanał transmisji informacji pomiędzyONUiOLT.
Konfiguracja ODN to zazwyczaj tryb punkt-wielopunkt, czyli tryb wielokrotnyCiężarsą połączone z jednymOLTprzez jedno ODN, więc jest ich wieleCiężarmoże dzielić optyczne medium transmisyjne między urządzeniamiOLToraz ODN i urządzenie optoelektroniczneOLT.
(1) Skład ODN
Głównymi elementami pasywnymi tworzącymi ODN są: światłowód jednomodowy i kabel światłowodowy, złącza, pasywne rozdzielacze optyczne (OBD), pasywne tłumiki optyczne i złącza światłowodowe.
(2) Struktura topologiczna ODN
Topologia sieci ODN to zazwyczaj struktura punkt-wielopunkt, którą można podzielić na gwiazdę, drzewo, magistralę i pierścień.
Struktura sieci ODN
(3) Ustawienia ochrony aktywnej i rezerwowej
Ustawienie zabezpieczenia aktywnego/gotowego sieci ODN polega głównie na skonfigurowaniu dwóch optycznych kanałów transmisji dla sygnałów optycznych przesyłanych przez sieć ODN. W przypadku awarii kanału głównego może to nastąpić automatycznieprzełącznikdo kanału alternatywnego w celu przesyłania sygnałów optycznych, w tym światłowodami,OLT, Ciężaroraz Podstawowe i zapasowe ustawienia zabezpieczeń światłowodu transmisyjnego.
Włókna transmisyjne główne i rezerwowe mogą znajdować się w tym samym kablu optycznym lub w różnych kablach optycznych. Główny i zapasowy kabel optyczny można instalować w różnych rurociągach, co zapewnia lepszą skuteczność ochrony.
(4) Charakterystyka transmisji optycznej ODN
Cechy konstrukcyjne ODN powinny zapewnić, że każda obecnie przewidywalna usługa będzie mogła być świadczona bez większych zmian, co jest wymaganiem, które ma poważny wpływ na charakterystykę różnych elementów pasywnych. Wymagania, które mogą bezpośrednio wpływać na właściwości optyczne ODN, są następujące.
l Przezroczystość długości fali optycznej: Różne elementy pasywne optyczne nie powinny wpływać na przezroczystość przesyłanego sygnału optycznego. Sygnał optyczny wymagany przez projektowaną sieć optyczną powinien być transmitowany w sposób transparentny, zapewniając w ten sposób przyszłe zastosowania systemu WDM. Fundament.
l Odwracalność: W przypadku zamiany wyjścia i wejścia sieci ODN charakterystyka transmisji sieci ODN nie powinna znacząco się zmienić, to znaczy zmiana szerokości pasma transmisji i charakterystyki strat optycznych powinna być minimalna. Upraszcza to projektowanie sieci.
l Spójność wydajności sieci: Sieć ODN powinna utrzymywać spójne sygnały optyczne. Charakterystyki transmisyjne sieci ODN powinny być spójne z całym OFSAN i całą siecią komunikacyjną. Szerokość pasma transmisji i charakterystyka strat optycznych powinny być odpowiednie dla całego OFSAN.
(5) Parametry wydajności ODN
Parametry określające stratę kanału optycznego w całym systemie są głównie następujące.
l Strata kanału optycznego ODN: różnica pomiędzy minimalną mocą nadawania a najwyższą czułością odbioru.
l Maksymalna dopuszczalna strata kanału: różnica pomiędzy maksymalną mocą nadawania a najwyższą czułością odbioru.
l Minimalna dopuszczalna strata kanału: różnica pomiędzy minimalną mocą nadawania a najniższą czułością odbioru (punkt przeciążenia).
(6) Odbicie ODN
Odbicie ODN zależy od strat odbiciowych różnych składników tworzących ODN i wszelkich punktów odbicia w kanale optycznym. Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie dyskretne odbicia muszą być lepsze niż−35 dB, a maksymalne dyskretne odbicie dostępu do światłowodu powinno być lepsze niż−50dB.
4. Jednostka sieci optycznej (ONU)
Jednostka sieci optycznej (ONU) znajduje się pomiędzy ODN a sprzętem użytkownika i zapewnia interfejs optyczny pomiędzy użytkownikiem a ODN oraz interfejs elektryczny ze stroną użytkownika w celu wdrożenia zarządzania przetwarzaniem i konserwacją różnych sygnałów elektrycznych. TheONUskłada się z warstwy podstawowej, warstwy usług i warstwy publicznej. Warstwa usług odnosi się głównie do portów użytkowników; warstwa rdzeniowa zapewnia multipleksowanie i interfejsy optyczne; a warstwa publiczna zapewnia zarządzanie zasilaniem i konserwacją.
5. Tryb aplikacji PON
Przejrzystość biznesowa PON jest dobra i w zasadzie można ją zastosować do dowolnego sygnału standardowego i szybkościowego. W porównaniu z aktywnymi sieciami optycznymi typu punkt-punkt, technologię PON charakteryzuje prosta konserwacja, niski koszt (oszczędność interfejsów światłowodowych i optycznych), duża przepustowość transmisji i wysoki stosunek ceny do wydajności. Cechy te sprawią, że przez długi czas utrzyma ona przewagę konkurencyjną, a PON od zawsze był postrzegany jako przyszły kierunek rozwoju sieci dostępowej.
Najbardziej odpowiednim zastosowaniem dla PON jest: część sieci dostępowej znajdująca się blisko końca klienta; klient firmyONUusługa nie podkreśla potrzeby redundancji ani zabezpieczenia obejściowego; theOLTmożna ustawić w węźle o dobrych parametrach przetrwania (na przykład węźle z zabezpieczeniem rond). Miejsce, w którym użytkownicy są skupieni geograficznie. PON ma głównie trzy tryby aplikacji.
(1) Wymień istniejącą dwuwarstwową sieć agregacyjną: PON może zastąpić istniejącą warstwę 2przełączniki transceivera optycznego oraz kierują sieć dostępową LAN do sieci metropolitalnej IP, jak pokazano na rysunku:
PON zastępuje istniejącą sieć warstwy 2
(2) Wymień kabel dostępowy zgodnie z odpowiednim paragrafem: System PON może zastąpić istniejącą część kabla optycznego i optyczny sprzęt przełączający, oszczędzając w ten sposób kabel dostępowy z odpowiedniego paragrafu, jak pokazano:
PON zastępuje odpowiednie segmenty w celu uzyskania dostępu do kabla optycznego
(3) Tryb dostępu wielousługowego (implementacja FTTH): System PON może zapewnić dostęp wielousługowy i wieloszybkościowy, spełniając różne wymagania QoS i może dostosować się do różnorodności użytkowników i niepewności rozwoju biznesu, jak pokazano w następujący rysunek:
Dostęp do wielu usług