1.Основна структура на PON
PON (пасивна оптична мрежа)
PON е едновлакнеста двупосочна оптична мрежа за достъп, използваща структура от точка към много точки (P2MP).Системата PON се състои от терминал за оптична линия (OLT), оптична разпределителна мрежа (ODN) и оптична мрежова единица (ONU) от потребителската страна на централния офис и е двупосочна система с едно влакно.В посока надолу по веригата (OLT към ONU), сигналът, изпратен от OLT, достига до всяко ONU през ODN. В посока нагоре (ONU към OLT) сигналът, изпратен от ONU, ще достигне само до OLT и няма да достигне до други ONU .За да се избегне сблъсък на данни и да се подобри ефективността на мрежата, посоката на връзката нагоре приема режим на множествен достъп TDMA и управлява предаването на данни на всяко ONU.ODN осигурява оптични канали между OLT и ONU.Референтната структура на PON е показана на фигурата по-долу.
Референтна структура на системата PON
OLT е разположен от страната на мрежата и е поставен в централния офис.Това може да бъде L2 комутатор или L3 рутер, осигуряващ мрежова концентрация и достъп, позволяващ оптично/електрическо преобразуване, разпределение на честотната лента и контрол на всяка канална връзка, с наблюдение и управление в реално време.И функции за поддръжка.ONU се намира от страната на потребителя, за да реализира управление на обработката и поддръжката на различни електрически сигнали и осигурява интерфейс от страната на потребителя.OLT и ONU са свързани чрез пасивен оптичен сплитер, а оптичният сплитер се използва за разпространение на данни за връзка надолу и агрегиране на данни за връзка нагоре.В допълнение към крайното оборудване PON системата не изисква електрически компоненти и следователно е пасивна.
PON използва технология за мултиплексиране по дължина на вълната (WDM) с комбинация от дължина на вълната 1490 nm за връзка надолу/1310 nm връзка нагоре на едно влакно.Посоката на връзката нагоре е режим от точка до точка, а посоката на връзката надолу е режим на излъчване.Фигурата по-долу показва основната структура на PON.
Основна мрежова структура на PON
В низходяща посока OLT предава пакетите данни към всички ONU по начин на излъчване, като всеки пакет носи заглавка с предаване към идентификатора на ONU местоназначението.Когато пакетът с данни пристигне в ONU, MAC слоят на ONU извършва разделителна способност на адреса, извлича пакета с данни, който му принадлежи, и изхвърля други пакети с данни.
Посоката на връзката нагоре използва технологията за мултиплексиране с разделяне по време (TDM) и информацията за връзката нагоре на множество ONU представлява TDM информационен поток, който трябва да бъде предаден към OLT.
2. Терминал за оптична линия (OLT)
Терминалът за оптична линия (OLT) функционира за осигуряване на оптичен интерфейс между обслужващата мрежа и ODN и предоставя различни средства за предаване на различни услуги.OLT е вътрешно съставен от основен слой, сервизен слой и публичен слой.Слоят на услугите осигурява основно портове за услуги и поддържа множество услуги;основният слой осигурява кръстосано свързване, мултиплексиране и предаване;а публичният слой осигурява функции за управление на захранването и поддръжката.
Наличието на OLT може да намали тясното свързване между обслужващата мрежа от горния слой и специфичния интерфейс, носителя, мрежата и управлението на устройството на устройството за достъп и може да осигури унифициран интерфейс за управление на оптична мрежа за достъп.
Основните функции на OLT включват: функция за разпределение на агрегиране и функция за адаптиране на DN.
Функциите на сервизния интерфейс на OLT включват: функция на сервизен порт, функция за адаптиране на сервизен интерфейс, обработка на сигнализация на интерфейса и защита на сервизен интерфейс.
OLT общите функции включват основно OAM функции и функции за захранване.
Оптичната мощност, излъчвана от OLT, се консумира главно на следните места.
Сплитер: Колкото по-голям е броят на шунтовете, толкова по-голяма е загубата.
l Влакна: Колкото по-дълго е разстоянието, толкова по-голяма е загубата.
l ONU: Колкото по-голямо е числото, толкова по-голяма е необходимата OLT предавателна мощност.За да се гарантира, че всяка мощност, достигаща до ONU, е по-висока от чувствителността на приемане и има определен запас, бюджетът трябва да се основава на действителното количество и географското разпределение.
3.Оптична разпределителна мрежа
Оптичната разпределителна мрежа (ODN) е средство за осигуряване на оптично предаване между OLT и ONU.Основната му функция е да завърши предаването и разпространението на информация между OLT и ONU и да установи канал за предаване на информация от край до край между ONU и OLT.
ODN конфигурацията обикновено е режим от точка до много точки, т.е. множество ONU са свързани към един OLT чрез един ODN, така че множество ONU могат да споделят оптичната среда за предаване между OLT и ODN и оптоелектронното устройство на OLT .
(1) Състав на ОДН
Основните пасивни компоненти, които съставляват ODN, са: едномодово влакно и оптичен кабел, конектори, пасивни оптични сплитери (OBD), пасивни оптични атенюатори и оптични конектори.
(2) Топологична структура на ODN
Топологията на ODN мрежа обикновено е структура от точка към много точки, която може да бъде разделена на звезда, дърво, шина и пръстен.
ODN мрежова структура
(3) Настройки за активна и стендбай защита
Настройката за активна/резервна защита на ODN мрежата е основно да настрои два оптични предавателни канала за оптичните сигнали, предавани от ODN мрежата.Когато основният канал се повреди, той може автоматично да превключи към алтернативния канал за предаване на оптични сигнали, включително оптични влакна, OLT, ONU и настройките за основна и резервна защита на предавателното влакно.
Основните и резервните предавателни влакна могат да бъдат в един и същ оптичен кабел или в различни оптични кабели.Основните и резервните оптични кабели могат да бъдат монтирани в различни тръбопроводи, така че ефективността на защитата да е по-добра.
(4) Оптични характеристики на предаване на ODN
Характеристиките на дизайна на ODN трябва да гарантират, че всяка предвидима в момента услуга може да бъде предоставена без големи промени, изискване, което оказва голямо влияние върху характеристиките на различни пасивни компоненти.Изискванията, които могат пряко да повлияят на оптичните характеристики на ODN, са както следва.
l Прозрачност на оптичната дължина на вълната: Различните оптични пасивни компоненти не трябва да влияят на прозрачността на предавания оптичен сигнал.Оптичният сигнал, изискван от проектираната оптична мрежа, трябва да се предава прозрачно, като по този начин осигурява бъдещи приложения на WDM система.Основата.
l Обратимост: Когато изходът и входът на ODN мрежата се разменят, характеристиките на предаване на ODN мрежата не трябва да се променят значително, тоест промяната на честотната лента на предаване и характеристиките на оптичните загуби трябва да са минимални.Това опростява дизайна на мрежата.
l Съгласуваност на работата на мрежата: ODN мрежата трябва да поддържа постоянни оптични сигнали.Характеристиките на предаване на ODN мрежата трябва да бъдат съвместими с цялата OFSAN и цялата комуникационна мрежа.Широчината на честотната лента на предаване и характеристиките на оптичните загуби трябва да са подходящи за целия OFSAN.
(5) Параметри на производителност на ODN
Параметрите, които определят производителността на загубата на оптичен канал на цялата система, са основно както следва.
l Загуба на оптичен канал на ODN: разликата между минималната предавателна мощност и най-високата чувствителност на приемане.
l Максимално допустима загуба на канал: разликата между максималната предавателна мощност и най-високата чувствителност на приемане.
l Минимално допустима загуба на канал: разликата между минималната предавателна мощност и най-ниската чувствителност на приемане (точка на претоварване).
(6) Отражение на ODN
Отражението на ODN зависи от обратната загуба на различните компоненти, които съставляват ODN, и всички точки на отражение на оптичния канал.Като цяло всички дискретни отражения трябва да са по-добри от−35 dB, а максималното дискретно отражение на достъпа до влакна трябва да бъде по-добро от−50 dB.
4. Оптичен мрежов модул (ONU)
Модулът за оптична мрежа (ONU) е разположен между ODN и потребителското оборудване и осигурява оптичен интерфейс между потребителя и ODN и електрически интерфейс с потребителската страна за прилагане на обработка и управление на поддръжката на различни електрически сигнали.ONU се състои от основен слой, сервизен слой и публичен слой.Слоят на услугата се отнася главно до потребителски портове;основният слой осигурява мултиплексиране и оптични интерфейси;а публичният слой осигурява захранване и управление на поддръжката.
5. PON режим на приложение
Бизнес прозрачността на PON е добра и по принцип може да се приложи към всеки стандартен и скоростен сигнал.В сравнение с активните оптични мрежи от точка до точка, технологията PON се характеризира с лесна поддръжка, ниска цена (спестяващи влакна и оптични интерфейси), висока честотна лента на предаване и високо съотношение цена на производителността.Тези характеристики ще я накарат да поддържа конкурентно предимство за дълго време и PON винаги е бил разглеждан като бъдеща посока на развитие на мрежата за достъп.
Най-подходящото приложение за PON е: частта от мрежата за достъп в близост до края на клиента;клиентът на услугата ONU не подчертава необходимостта от резервиране или защита от байпас;OLT може да бъде настроен на възел с добра производителност на оцеляване (например възел със защита от кръгово движение).Място, където потребителите са географски концентрирани.PON има основно три режима на приложение.
(1) Заменете съществуващата двуслойна мрежа за агрегиране: PON може да замени съществуващия комутатор на ниво 2 и оптичен приемо-предавател и да насочи мрежата за достъп на LAN към IP мрежата на градския район, както е показано на фигурата:
PON заменя съществуващата мрежа от слой 2
(2) Сменете кабела за достъп на съответния параграф: PON системата може да замени съществуващата част от оптичния кабел и оптичното комутационно оборудване, като по този начин спести кабела за достъп на съответния параграф, както е показано:
PON замества съответните сегменти за достъп до оптичен кабел
(3) Режим на мултисервизен достъп (внедряване на FTTH): PON системата може да осигури многосервизен и многоскоростен достъп, който отговаря на различни изисквания за QoS и може да се адаптира към разнообразието от потребители и несигурността на бизнес развитието, както е показано в следната фигура:
Мултисервизен достъп