1.Estructura bàsica del PON
PON (xarxa òptica passiva)
PON és una xarxa d'accés òptic bidireccional d'una sola fibra que utilitza una estructura punt a multipunt (P2MP).El sistema PON es compon d'un terminal de línia òptica (OLT), una xarxa de distribució òptica (ODN) i una unitat de xarxa òptica (ONU) al costat de l'usuari de l'oficina central, i és un sistema bidireccional d'una sola fibra.En la direcció avall (OLT a ONU), el senyal enviat per l'OLT arriba a cada ONU a través de l'ODN. En la direcció amunt (ONU a OLT), el senyal enviat per l'ONU només arribarà a l'OLT i no arribarà a altres ONU. .Per tal d'evitar la col·lisió de dades i millorar l'eficiència de la xarxa, la direcció de l'enllaç ascendent adopta el mode d'accés múltiple TDMA i gestiona la transmissió de dades de cada ONU.L'ODN proporciona canals òptics entre l'OLT i la ONU.L'estructura de referència del PON es mostra a la figura següent.
Estructura de referència del sistema PON
L'OLT es troba al costat de la xarxa i es troba a l'oficina central.Pot ser un commutador L2 o un encaminador L3, que proporciona concentració i accés a la xarxa, permetent la conversió òptica/elèctrica, l'assignació d'ample de banda i el control de cada connexió de canal, amb supervisió i gestió en temps real.I funcions de manteniment.L'ONU es troba al costat de l'usuari per implementar la gestió de processament i manteniment de diversos senyals elèctrics i proporciona una interfície del costat de l'usuari.L'OLT i l'ONU estan connectats per un divisor òptic passiu, i el divisor òptic s'utilitza per distribuir dades d'enllaç descendent i agregar dades d'enllaç ascendent.A més de l'equip terminal, el sistema PON no requereix components elèctrics i, per tant, és passiu.
El PON adopta una tecnologia de multiplexació per divisió de longitud d'ona (WDM) amb una combinació de longitud d'ona d'enllaç descendent de 1490 nm/enllaç ascendent de 1310 nm en una sola fibra.La direcció de l'enllaç ascendent és un mode punt a punt, i la direcció de l'enllaç descendent és un mode de difusió.La figura següent mostra l'estructura bàsica del PON.
Estructura bàsica de xarxa de PON
En la direcció descendent, l'OLT transmet els paquets de dades a totes les ONU d'una manera de difusió, cada paquet transportant una capçalera amb una transmissió a l'identificador de la ONU de destinació.Quan el paquet de dades arriba a la ONU, la capa MAC de la ONU realitza la resolució d'adreces, extreu el paquet de dades que li pertany i descarta altres paquets de dades.
La direcció de l'enllaç ascendent utilitza la tecnologia Time Division Multiplexing (TDM) i la informació de l'enllaç ascendent de múltiples ONU constitueix un flux d'informació TDM que s'ha de transmetre a l'OLT.
2. Terminal de línia òptica (OLT)
El terminal de línia òptica (OLT) funciona per proporcionar una interfície òptica entre la xarxa de servei i l'ODN, i proporciona diversos mitjans per transmetre diversos serveis.L'OLT es compon internament d'una capa bàsica, una capa de servei i una capa pública.La capa de servei proporciona principalment ports de servei i admet diversos serveis;la capa central proporciona connexió creuada, multiplexació i transmissió;i la capa pública proporciona funcions de gestió de subministrament d'energia i manteniment.
La presència de l'OLT pot reduir l'acoblament estret entre la xarxa de serveis de la capa superior i la interfície específica, el portador, la xarxa i la gestió del dispositiu d'accés, i pot proporcionar una interfície de gestió de xarxa d'accés òptica unificada.
Les funcions bàsiques de l'OLT inclouen: funció de distribució d'agregació i funció d'adaptació de DN.
Les funcions de la interfície de servei OLT inclouen: funció de port de servei, funció d'adaptació de la interfície de servei, processament de senyalització de la interfície i protecció de la interfície de servei.
Les funcions comunes de l'OLT inclouen principalment funcions OAM i funcions d'alimentació.
La potència òptica emesa des de l'OLT es consumeix principalment als llocs següents.
Splitter: com més gran és el nombre de derivacions, més gran és la pèrdua.
l Fibra: com més llarga sigui la distància, més gran és la pèrdua.
l ONU: Com més gran sigui el nombre, més gran serà la potència de transmissió OLT necessària.Per garantir que cada potència que arriba a la ONU sigui superior a la sensibilitat de recepció i tingui un cert marge, el pressupost s'ha de basar en la quantitat real i la distribució geogràfica.
3.Xarxa de distribució òptica
La xarxa de distribució òptica (ODN) és un mitjà per proporcionar transmissió òptica entre l'OLT i la ONU.La seva funció principal és completar la transmissió i distribució d'informació entre l'OLT i l'ONU, i establir un canal de transmissió d'informació d'extrem a extrem entre l'ONU i l'OLT.
La configuració ODN sol ser un mode punt a multipunt, és a dir, diverses ONU es connecten a una OLT mitjançant una ODN, de manera que diverses ONU poden compartir el mitjà de transmissió òptica entre l'OLT i l'ODN i el dispositiu optoelectrònic de l'OLT. .
(1) Composició de l'ODN
Els principals components passius que conformen l'ODN són: fibra monomode i cable de fibra òptica, connectors, divisors òptics passius (OBD), atenuadors òptics passius i connectors de fibra òptica.
(2) Estructura topològica de l'ODN
La topologia d'una xarxa ODN sol ser una estructura punt a multipunt, que es pot dividir en una estrella, un arbre, un bus i un anell.
Estructura de xarxa ODN
(3) Configuració per a la protecció activa i en espera
La configuració de protecció activa/espera de la xarxa ODN consisteix principalment a configurar dos canals de transmissió òptics per als senyals òptics transmesos per la xarxa ODN.Quan falla el canal principal, pot canviar automàticament al canal alternatiu per transmetre senyals òptics, incloses fibres òptiques, OLT, ONU i la configuració de protecció principal i de seguretat de la fibra de transmissió.
Les fibres de transmissió principal i d'espera poden estar en el mateix cable òptic o en cables òptics diferents.Els cables òptics principals i de seguretat es poden instal·lar en diferents canonades, de manera que el rendiment de protecció sigui millor.
(4) Característiques de transmissió òptica de l'ODN
Les característiques de disseny d'ODN haurien d'assegurar que qualsevol servei previsible actualment es pugui oferir sense grans canvis, un requisit que té un impacte important en les característiques de diversos components passius.Els requisits que poden afectar directament les característiques òptiques de l'ODN són els següents.
l Transparència de la longitud d'ona òptica: diversos components òptics passius no haurien d'afectar la transparència del senyal òptic transmès.El senyal òptic requerit per la xarxa òptica dissenyada s'ha de transmetre de manera transparent, proporcionant així futures aplicacions del sistema WDM.La Fundació.
l Reversibilitat: quan la sortida i l'entrada de la xarxa ODN s'intercanvien, les característiques de transmissió de la xarxa ODN no haurien de canviar significativament, és a dir, el canvi de l'amplada de banda de transmissió i les característiques de pèrdua òptica hauria de ser mínim.Això simplifica el disseny de la xarxa.
l Coherència del rendiment de la xarxa: la xarxa ODN hauria de mantenir senyals òptics coherents.Les característiques de transmissió de la xarxa ODN han de ser coherents amb tota l'OFSAN i amb tota la xarxa de comunicacions.L'amplada de banda de transmissió i les característiques de pèrdua òptica han de ser adequades per a tot l'OFSAN.
(5) Paràmetres de rendiment ODN
Els paràmetres que determinen el rendiment de pèrdua de canal òptic de tot el sistema són principalment els següents.
l Pèrdua de canal òptic ODN: la diferència entre la potència de transmissió mínima i la sensibilitat de recepció més alta.
l Pèrdua de canal màxima permesa: la diferència entre la potència de transmissió màxima i la sensibilitat de recepció més alta.
l Pèrdua de canal mínima admissible: la diferència entre la potència de transmissió mínima i la sensibilitat de recepció més baixa (punt de sobrecàrrega).
(6) Reflexió de l'ODN
La reflexió de l'ODN depèn de la pèrdua de retorn dels diferents components que componen l'ODN i de qualsevol punt de reflexió al canal òptic.En general, totes les reflexions discretes han de ser millors que−35 dB i la màxima reflexió discreta de l'accés de fibra hauria de ser millor que−50 dB.
4. Unitat de xarxa òptica (ONU)
La unitat de xarxa òptica (ONU) es troba entre l'ODN i l'equip de l'usuari i proporciona una interfície òptica entre l'usuari i l'ODN i una interfície elèctrica amb el costat de l'usuari per implementar la gestió de processament i manteniment de diversos senyals elèctrics.La ONU es compon d'una capa central, una capa de servei i una capa pública.La capa de servei es refereix principalment als ports d'usuari;la capa central proporciona interfícies de multiplexació i òptiques;i la capa pública proporciona subministrament elèctric i gestió del manteniment.
5. Mode d'aplicació PON
La transparència empresarial de PON és bona i, en principi, es pot aplicar a qualsevol senyal estàndard i de velocitat.En comparació amb les xarxes òptiques actives punt a punt, la tecnologia PON es caracteritza per un manteniment senzill, baix cost (estalvi de fibra i interfícies òptiques), gran ample de banda de transmissió i relació preu d'alt rendiment.Aquestes característiques faran que mantingui un avantatge competitiu durant molt de temps, i PON sempre s'ha considerat com la direcció de desenvolupament futur de la xarxa d'accés.
L'aplicació més adequada per a PON és: la part de la xarxa d'accés propera al final del client;el client del servei ONU no posa èmfasi en la necessitat de la redundància o la protecció de bypass;l'OLT es pot configurar en un node amb un bon rendiment de supervivència (per exemple, un node amb protecció de rotonda).Un lloc on es concentren geogràficament els usuaris.PON té principalment tres modes d'aplicació.
(1) Substituïu la xarxa d'agregació de dues capes existent: PON pot substituir el commutador i el transceptor òptic de capa 2 existents i dirigir la xarxa d'accés de la LAN a la xarxa d'àrea metropolitana IP, tal com es mostra a la figura:
PON substitueix la xarxa de capa 2 existent
(2) Substituïu el cable d'accés del paràgraf rellevant: el sistema PON pot substituir la part existent del cable òptic i l'equip de commutació òptica, estalviant així el cable d'accés del paràgraf rellevant, tal com es mostra:
PON substitueix els segments rellevants per accedir al cable òptic
(3) Mode d'accés multiservei (implementació de FTTH): el sistema PON pot proporcionar un accés multiservei i multitaxa que compleixin diferents requisits de QoS i es pot adaptar a la diversitat d'usuaris i a la incertesa del desenvolupament empresarial, tal com es mostra a la figura següent:
Accés multiservei