1.Базовая структура PON
PON (пассивная оптическая сеть)
PON — это одноволоконная двунаправленная оптическая сеть доступа, использующая структуру «точка-многоточка» (P2MP). Система PON состоит из оптического линейного терминала (ОЛТ), оптическая распределительная сеть (ODN) и блок оптической сети (ОНУ) на стороне пользователя центрального офиса и представляет собой одноволоконную двунаправленную систему. В направлении вниз по течению (ОЛТto ОНУ), сигнал, посылаемыйОЛТдостигает каждогоОНУчерез ODN. В восходящем направлении (ОНУto ОЛТ), сигнал, посылаемыйОНУдостигнет толькоОЛТи не достигнет другихONU.Чтобы избежать конфликта данных и повысить эффективность сети, направление восходящей линии связи использует режим множественного доступа TDMA и управляет передачей данных каждогоОНУ. ODN обеспечивает оптические каналы междуОЛТиОНУ. Эталонная структура PON показана на рисунке ниже.
Справочная структура системы PON
ОЛТрасполагается на стороне сети и размещается в центральном офисе. Это может быть L2выключательили L3маршрутизатор, обеспечивая концентрацию сети и доступ, обеспечивая оптическое/электрическое преобразование, распределение полосы пропускания и контроль каждого соединения каналов с мониторингом и управлением в реальном времени. И функции обслуживания.ОНУрасположен на стороне пользователя для реализации обработки и управления обслуживанием различных электрических сигналов и обеспечивает интерфейс на стороне пользователя.ОЛТиОНУсоединены пассивным оптическим разветвителем, а оптический разветвитель используется для распределения данных нисходящей линии связи и агрегирования данных восходящей линии связи. Помимо терминального оборудования, система PON не требует электрических компонентов и поэтому является пассивной.
PON использует технологию мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM) с комбинацией длин волн нисходящей линии связи 1490 нм и восходящей линии связи 1310 нм по одному волокну. Направление восходящей линии связи представляет собой режим «точка-точка», а направление нисходящей линии связи представляет собой широковещательный режим. На рисунке ниже показана базовая структура PON.
Базовая структура сети PON
В нижнем направлении,ОЛТпередает пакеты данных всемONUшироковещательным способом, каждый пакет несет заголовок с передачей к месту назначенияОНУидентификатор. Когда пакет данных достигаетОНУ, уровень MACОНУвыполняет разрешение адреса, извлекает принадлежащий ему пакет данных и отбрасывает другие пакеты данных.
В восходящем направлении используется технология мультиплексирования с временным разделением (TDM), а информация восходящего каналаONUпредставляет собой информационный поток TDM, который должен быть передан вОЛТ.
2. Терминал оптической линии (ОЛТ)
Оптический линейный терминал (ОЛТ) обеспечивает оптический интерфейс между сетью обслуживания и ODN и предоставляет различные средства для передачи различных услуг.ОЛТвнутренне состоит из базового уровня, уровня обслуживания и общедоступного уровня. Уровень обслуживания в основном предоставляет сервисные порты и поддерживает несколько сервисов; базовый уровень обеспечивает перекрестное соединение, мультиплексирование и передачу; а общедоступный уровень обеспечивает функции управления электропитанием и техническим обслуживанием.
НаличиеОЛТможет уменьшить тесную связь между сервисной сетью верхнего уровня и конкретным интерфейсом, каналом связи, сетью и управлением устройством устройства доступа, а также может обеспечить унифицированный интерфейс управления оптической сетью доступа.
Основные функцииОЛТвключают в себя: функцию распределения агрегации и функцию адаптации DN.
ОЛТФункции сервисного интерфейса включают в себя: функцию сервисного порта, функцию адаптации сервисного интерфейса, обработку сигналов интерфейса и защиту сервисного интерфейса.
ОЛТобщие функции в основном включают функции OAM и функции источника питания.
Оптическая мощность, излучаемаяОЛТв основном потребляется в следующих местах.
Сплиттер: Чем больше шунтов, тем больше потери.
l Оптоволокно: чем длиннее расстояние, тем больше потери.
l ОНУ: Чем больше число, тем большеОЛТнеобходимая мощность передачи. Чтобы гарантировать, что каждая власть достигнетОНУвыше, чем чувствительность к приему, и имеет определенный запас, бюджет должен основываться на фактическом количестве и географическом распределении.
3. Оптическая распределительная сеть
Оптическая распределительная сеть (ODN) — это средство обеспечения оптической передачи междуОЛТиОНУ. Его основная функция – обеспечить передачу и распределение информации междуОЛТиОНУи установить сквозной канал передачи информации междуОНУиОЛТ.
Конфигурация ODN обычно представляет собой режим «точка-многоточка», то есть несколькоONUсвязаны с однимОЛТчерез один ODN, так что несколькоONUможет совместно использовать оптическую среду передачи междуОЛТи ОДН и оптико-электронное устройствоОЛТ.
(1) Состав ОДН
Основными пассивными компонентами, составляющими ODN, являются: одномодовое волокно и оптоволоконный кабель, разъемы, пассивные оптические разветвители (OBD), пассивные оптические аттенюаторы и оптоволоконные разъемы.
(2) Топологическая структура ODN
Топология сети ODN обычно представляет собой структуру «точка-множество точек», которую можно разделить на звезду, дерево, шину и кольцо.
Структура сети ODN
(3) Настройки активной и резервной защиты.
Настройка активной/резервной защиты сети ODN в основном предназначена для установки двух оптических каналов передачи для оптических сигналов, передаваемых сетью ODN. При выходе из строя основного канала он может автоматическивыключательна резервный канал для передачи оптических сигналов, в том числе по оптоволокну,ОЛТ, ONUи Параметры основной и резервной защиты оптоволокна передачи.
Основное и резервное волокна передачи могут находиться в одном и том же оптическом кабеле или в разных оптических кабелях. Основной и резервный оптические кабели можно прокладывать в разных трубопроводах, что повышает эффективность защиты.
(4) Характеристики оптической передачи ODN
Особенности конструкции ODN должны гарантировать, что любая прогнозируемая в настоящее время услуга может предоставляться без серьезных изменений, а это требование оказывает существенное влияние на характеристики различных пассивных компонентов. Требования, которые могут непосредственно влиять на оптические характеристики ODN, заключаются в следующем.
l Прозрачность оптической длины волны: различные оптические пассивные компоненты не должны влиять на прозрачность передаваемого оптического сигнала. Оптический сигнал, необходимый для спроектированной оптической сети, должен передаваться прозрачно, что обеспечивает будущие приложения системы WDM. Фундамент.
l Обратимость: когда выход и вход сети ODN взаимозаменяемы, характеристики передачи сети ODN не должны существенно меняться, то есть изменение ширины полосы передачи и характеристик оптических потерь должно быть минимальным. Это упрощает проектирование сети.
l Стабильность производительности сети. Сеть ODN должна поддерживать согласованность оптических сигналов. Характеристики передачи сети ODN должны быть согласованы со всей OFSAN и всей сетью связи. Полоса пропускания передачи и характеристики оптических потерь должны быть подходящими для всей OFSAN.
(5) Параметры производительности ODN
Параметры, определяющие характеристики потерь в оптическом канале всей системы, в основном следующие.
l Потери оптического канала ODN: разница между минимальной мощностью передачи и максимальной чувствительностью приема.
l Максимально допустимые потери в канале: разница между максимальной мощностью передачи и максимальной чувствительностью приема.
l Минимально допустимые потери в канале: разница между минимальной мощностью передачи и минимальной чувствительностью приема (точка перегрузки).
(6) Отражение ODN
Отражение ODN зависит от обратных потерь различных компонентов, составляющих ODN, и любых точек отражения на оптическом канале. В общем, все дискретные отражения должны быть лучше, чем−35 дБ, а максимальное дискретное отражение доступа к оптоволокну должно быть лучше, чем−50 дБ.
4. Блок оптической сети (ОНУ)
Оптический сетевой блок (ОНУ) расположен между ODN и пользовательским оборудованием и обеспечивает оптический интерфейс между пользователем и ODN и электрический интерфейс со стороной пользователя для реализации обработки и управления обслуживанием различных электрических сигналов.ОНУсостоит из базового уровня, уровня обслуживания и общедоступного уровня. Уровень обслуживания в основном относится к пользовательским портам; базовый уровень обеспечивает мультиплексирование и оптические интерфейсы; а общедоступный уровень обеспечивает управление электропитанием и техническим обслуживанием.
5. Режим приложения PON
Бизнес-прозрачность PON хороша и в принципе может быть применена к сигналу любого стандарта и скорости. По сравнению с активными оптическими сетями «точка-точка» технология PON характеризуется простотой обслуживания, низкой стоимостью (экономия оптоволоконных и оптических интерфейсов), высокой пропускной способностью передачи и высоким соотношением цены и качества. Эти характеристики позволят ему сохранять конкурентное преимущество в течение длительного времени, а PON всегда считался будущим направлением развития сети доступа.
Наиболее подходящим применением для PON является: часть сети доступа, близкая к концу абонента; клиентОНУсервис не подчеркивает необходимость резервирования или обходной защиты; тотОЛТможет быть установлен на узле с хорошими показателями выживания (например, на узле с обходной защитой). Место, где пользователи географически сконцентрированы. PON в основном имеет три режима применения.
(1) Заменить существующую двухуровневую сеть агрегации: PON может заменить существующий уровень 2.выключательи оптический приемопередатчик и направьте сеть доступа локальной сети на городскую IP-сеть, как показано на рисунке:
PON заменяет существующую сеть уровня 2
(2) Замените кабель доступа, указанный в соответствующем параграфе: Система PON может заменить существующую часть оптического кабеля и оптического коммутационного оборудования, тем самым сохраняя кабель доступа, указанный в соответствующем параграфе, как показано:
PON заменяет соответствующие сегменты для доступа к оптическому кабелю
(3) Режим мультисервисного доступа (реализация FTTH): система PON может предоставлять мультисервисный и многоскоростной доступ, отвечающий различным требованиям QoS, и может адаптироваться к разнообразию пользователей и неопределенности развития бизнеса, как показано на рис. следующий рисунок:
Мультисервисный доступ