1.Základná štruktúra PON
PON (pasívna optická sieť)
PON je jednovláknová obojsmerná optická prístupová sieť využívajúca štruktúru point-to-multipoint (P2MP). Systém PON sa skladá z koncovky optickej linky (OLT), optická distribučná sieť (ODN) a jednotka optickej siete (ONU) na užívateľskej strane centrály a ide o jednovláknový obojsmerný systém. Smerom po prúde (OLTto ONU), signál vysielanýOLTdosiahne každýONUcez ODN. V smere proti prúdu (ONUto OLT), signál vysielanýONUdosiahne lenOLTa nedosiahne inéONUAby sa predišlo kolíziám údajov a zlepšila sa efektívnosť siete, smer uplink využíva režim viacnásobného prístupu TDMA a riadi prenos údajov každéhoONU. ODN poskytuje optické kanály medziOLTaONU. Referenčná štruktúra PON je znázornená na obrázku nižšie.
Referenčná štruktúra systému PON
TheOLTje umiestnená na strane siete a umiestnená v centrále. Môže to byť L2prepínačalebo L3smerovač, ktorá poskytuje koncentráciu a prístup k sieti, umožňuje optickú/elektrickú konverziu, prideľovanie šírky pásma a riadenie každého kanálového pripojenia s monitorovaním a riadením v reálnom čase. A funkcie údržby. TheONUje umiestnený na strane používateľa na implementáciu správy spracovania a údržby rôznych elektrických signálov a poskytuje rozhranie na strane používateľa. TheOLTaONUsú spojené pasívnym optickým rozdeľovačom a optický rozdeľovač sa používa na distribúciu downlinkových dát a agregáciu uplinkových dát. Okrem koncových zariadení si systém PON nevyžaduje elektrické komponenty, a preto je pasívny.
PON využíva technológiu vlnovej dĺžky multiplexovania (WDM) s kombináciou vlnovej dĺžky 1490 nm/uplink 1310 nm na jedinom vlákne. Uplinkový smer je režim z bodu do bodu a smer zostupu je režim vysielania. Na obrázku nižšie je znázornená základná štruktúra PON.
Základná sieťová štruktúra PON
V smere po prúde jeOLTprenáša dátové pakety všetkýmONUvysielacím spôsobom, pričom každý paket nesie hlavičku s prenosom do cieľaONUidentifikátor. Keď dátový paket dorazí naONU, MAC vrstvaONUvykoná rozlíšenie adries, extrahuje dátový paket patriaci jemu samému a zahodí ostatné dátové pakety.
Uplinkový smer využíva technológiu Time Division Multiplexing (TDM) a uplinkové informácie viacerýchONUtvorí informačný tok TDM, ktorý sa má preniesť doOLT.
2. Terminál optického vedenia (OLT)
Terminál optickej linky (OLT) slúži na poskytovanie optického rozhrania medzi sieťou služieb a ODN a poskytuje rôzne prostriedky na prenos rôznych služieb. TheOLTsa interne skladá z vrstvy jadra, vrstvy služieb a verejnej vrstvy. Servisná vrstva poskytuje hlavne servisné porty a podporuje viacero služieb; jadrová vrstva zabezpečuje krížové prepojenie, multiplexovanie a prenos; a verejná vrstva poskytuje funkcie riadenia napájania a údržby.
PrítomnosťOLTmôže znížiť tesné spojenie medzi sieťou služieb vyššej vrstvy a špecifickým rozhraním, nosičom, sieťou a správou zariadenia prístupového zariadenia a môže poskytnúť jednotné rozhranie správy siete s optickým prístupom.
Základné funkcieOLTpatria: agregačná distribučná funkcia a adaptačná funkcia DN.
TheOLTfunkcie servisného rozhrania zahŕňajú: funkciu servisného portu, funkciu prispôsobenia servisného rozhrania, spracovanie signalizácie rozhrania a ochranu servisného rozhrania.
TheOLTmedzi bežné funkcie patria najmä funkcie OAM a funkcie napájania.
Optická sila vyžarovaná zOLTsa konzumuje hlavne na nasledujúcich miestach.
Splitter: Čím väčší počet skratov, tým väčšia strata.
l Vláknina: Čím väčšia vzdialenosť, tým väčšia strata.
l ONU: Čím väčšie číslo, tým väčšieOLTpotrebný vysielací výkon. Aby sa zabezpečilo, že každá sila dosiahnutáONUje vyššia ako citlivosť príjmu a má určitú rezervu, rozpočet by mal byť založený na skutočnom množstve a geografickom rozložení.
3.Optická distribučná sieť
Optická distribučná sieť (ODN) je prostriedok na zabezpečenie optického prenosu medziOLTaONU. Jeho hlavnou funkciou je dokončiť prenos a distribúciu informácií medziOLTaONUa vytvoriť koncový kanál na prenos informácií medziONUaOLT.
Konfigurácia ODN je zvyčajne režim point-to-multipoint, teda viacnásobnýONUsú spojené s jednýmOLTcez jednu ODN, takže viacnásobnéONUmôžu zdieľať optické prenosové médium medziOLTa ODN a optoelektronické zariadenieOLT.
(1) Zloženie ODN
Hlavnými pasívnymi komponentmi, ktoré tvoria ODN, sú: jednovidový kábel a kábel z optických vlákien, konektory, pasívne optické rozbočovače (OBD), pasívne optické tlmiče a konektory z optických vlákien.
(2) Topologická štruktúra ODN
Topológia siete ODN je zvyčajne štruktúra typu point-to-multipoint, ktorú možno rozdeliť na hviezdu, strom, zbernicu a kruh.
Štruktúra siete ODN
(3) Nastavenia aktívnej a pohotovostnej ochrany
Nastavenie aktívnej/pohotovostnej ochrany siete ODN spočíva najmä v nastavení dvoch optických prenosových kanálov pre optické signály prenášané sieťou ODN. Keď primárny kanál zlyhá, môže to byť automatickyprepínačdo alternatívneho kanála na prenos optických signálov vrátane optických vlákien,OLT, ONUa Nastavenia primárnej a záložnej ochrany prenosového vlákna.
Hlavné a záložné prenosové vlákna môžu byť v rovnakom optickom kábli alebo v rôznych optických kábloch. Hlavné a záložné optické káble môžu byť inštalované v rôznych potrubiach, takže výkon ochrany je lepší.
(4) Charakteristiky optického prenosu ODN
Konštrukčné vlastnosti ODN by mali zabezpečiť, že akákoľvek v súčasnosti predvídateľná služba môže byť poskytovaná bez veľkých zmien, čo je požiadavka, ktorá má veľký vplyv na charakteristiky rôznych pasívnych komponentov. Požiadavky, ktoré môžu priamo ovplyvniť optické charakteristiky ODN, sú nasledovné.
l Transparentnosť optickej vlnovej dĺžky: Rôzne optické pasívne komponenty by nemali ovplyvňovať transparentnosť prenášaného optického signálu. Optický signál požadovaný navrhovanou optickou sieťou by mal byť prenášaný transparentne, čím by sa zabezpečili budúce aplikácie systému WDM. Základom.
l Reverzibilita: Pri zámene výstupu a vstupu siete ODN by sa prenosové charakteristiky siete ODN nemali výrazne meniť, to znamená, že zmena šírky prenosového pásma a charakteristiky optickej straty by mali byť minimálne. To zjednodušuje návrh siete.
l Konzistentnosť výkonu siete: Sieť ODN by mala udržiavať konzistentné optické signály. Prenosové charakteristiky siete ODN by mali byť konzistentné s celým OFSAN a celou komunikačnou sieťou. Charakteristiky šírky prenosového pásma a optickej straty by mali byť vhodné pre celý OFSAN.
(5) Výkonnostné parametre ODN
Parametre, ktoré určujú výkon straty optického kanála celého systému, sú hlavne nasledovné.
l Strata optického kanála ODN: rozdiel medzi minimálnym vysielacím výkonom a najvyššou citlivosťou príjmu.
l Maximálna povolená strata kanála: rozdiel medzi maximálnym vysielacím výkonom a najvyššou citlivosťou príjmu.
l Minimálna povolená strata kanála: rozdiel medzi minimálnym vysielacím výkonom a najnižšou citlivosťou príjmu (bod preťaženia).
(6) Odraz ODN
Odraz ODN závisí od straty odrazu rôznych komponentov, ktoré tvoria ODN, a akýchkoľvek odrazových bodov na optickom kanáli. Vo všeobecnosti musia byť všetky diskrétne odrazy lepšie ako−35 dB a maximálny diskrétny odraz prístupu cez vlákno by mal byť lepší ako−50 dB.
4. Optická sieťová jednotka (ONU)
Jednotka optickej siete (ONU) sa nachádza medzi ODN a užívateľským zariadením a poskytuje optické rozhranie medzi užívateľom a ODN a elektrické rozhranie s užívateľskou stranou na implementáciu spracovania a správy údržby rôznych elektrických signálov. TheONUpozostáva z základnej vrstvy, servisnej vrstvy a verejnej vrstvy. Vrstva služieb sa týka hlavne používateľských portov; jadrová vrstva poskytuje multiplexné a optické rozhrania; a verejná vrstva zabezpečuje napájanie a správu údržby.
5. Režim aplikácie PON
Transparentnosť podnikania PON je dobrá av zásade sa dá použiť na akýkoľvek štandardný a sadzobný signál. V porovnaní s point-to-point aktívnymi optickými sieťami sa technológia PON vyznačuje jednoduchou údržbou, nízkymi nákladmi (úspora optických a optických rozhraní), veľkou šírkou prenosového pásma a vysokým pomerom ceny a výkonu. Vďaka týmto vlastnostiam si bude dlhodobo udržiavať konkurenčnú výhodu a PON bol vždy považovaný za smer budúceho rozvoja prístupovej siete.
Najvhodnejšia aplikácia pre PON je: časť prístupovej siete v blízkosti konca zákazníka; zákazník spoločnostiONUslužba nezdôrazňuje potrebu redundancie alebo ochrany proti premosteniu; aOLTmôže byť zriadený v uzle s dobrým výkonom prežitia (napríklad uzol s ochranou kruhového objazdu). Miesto, kde sú používatelia geograficky sústredení. PON má hlavne tri aplikačné režimy.
(1) Nahradiť existujúcu dvojvrstvovú agregovanú sieť: PON môže nahradiť existujúcu vrstvu 2prepínača optický transceiver a nasmerujte prístupovú sieť LAN do metropolitnej siete IP, ako je znázornené na obrázku:
PON nahrádza existujúcu sieť vrstvy 2
(2) Vymeňte prístupový kábel príslušného odseku: Systém PON môže nahradiť existujúcu časť optického kábla a optického prepínacieho zariadenia, čím sa ušetrí prístupový kábel príslušného odseku, ako je znázornené:
PON nahrádza príslušné segmenty pre prístup k optickému káblu
(3) Režim prístupu s viacerými službami (implementácia FTTH): Systém PON môže poskytovať prístup s viacerými službami a viacerými rýchlosťami, ktorý spĺňa rôzne požiadavky na QoS a môže sa prispôsobiť rôznorodosti používateľov a neistote rozvoja podnikania, ako je znázornené na nasledujúci obrázok:
Multi-servisný prístup