1.Základní struktura PON
PON (pasivní optická síť)
PON je jednovláknová obousměrná optická přístupová síť využívající strukturu point-to-multipoint (P2MP).Systém PON se skládá z optického linkového terminálu (OLT), optické distribuční sítě (ODN) a optické síťové jednotky (ONU) na uživatelské straně centrály a jedná se o jednovláknový obousměrný systém.V sestupném směru (OLT k ONU) signál vyslaný OLT dosáhne každé ONU přes ODN. Ve směru proti proudu (ONU k OLT) signál vyslaný ONU dosáhne pouze OLT a nedosáhne jiných ONU. Aby se zabránilo kolizi dat a zlepšila se efektivita sítě, uplinkový směr přijímá režim vícenásobného přístupu TDMA a řídí přenos dat každé ONU.ODN poskytuje optické kanály mezi OLT a ONU.Referenční struktura PON je znázorněna na obrázku níže.
Referenční struktura systému PON
OLT je umístěn na straně sítě a umístěn v centrále.Může to být přepínač L2 nebo směrovač L3, poskytující koncentraci a přístup k síti, umožňující optickou/elektrickou konverzi, přidělování šířky pásma a řízení připojení každého kanálu s monitorováním a správou v reálném čase.A funkce údržby.ONU je umístěna na straně uživatele, aby implementovala správu zpracování a údržby různých elektrických signálů a poskytuje uživatelské rozhraní.OLT a ONU jsou propojeny pasivním optickým rozdělovačem a optický rozdělovač se používá k distribuci sestupných dat a agregaci uplinkových dat.Systém PON kromě koncového zařízení nevyžaduje elektrické komponenty a je tedy pasivní.
PON využívá technologii vlnových délek multiplexování (WDM) s kombinací vlnové délky 1490 nm/uplink 1310 nm na jediném vláknu.Uplinkový směr je dvoubodový režim a sestupný směr je broadcast režim.Níže uvedený obrázek ukazuje základní strukturu PON.
Základní struktura sítě PON
V sestupném směru OLT vysílá datové pakety všem ONU způsobem vysílání, přičemž každý paket nese hlavičku s přenosem do cílového identifikátoru ONU.Když datový paket dorazí do ONU, vrstva MAC ONU provede rozlišení adresy, extrahuje datový paket, který jí patří, a zahodí ostatní datové pakety.
Uplinkový směr využívá technologii Time Division Multiplexing (TDM) a uplinkové informace více ONU tvoří TDM informační tok, který má být vysílán do OLT.
2. Terminál optické linky (OLT)
Terminál optické linky (OLT) funguje tak, že poskytuje optické rozhraní mezi servisní sítí a ODN a poskytuje různé prostředky pro přenos různých služeb.OLT se vnitřně skládá z vrstvy jádra, vrstvy služeb a veřejné vrstvy.Vrstva služeb poskytuje hlavně servisní porty a podporuje více služeb;jádrová vrstva zajišťuje křížové propojení, multiplexování a přenos;a veřejná vrstva poskytuje funkce řízení napájení a údržby.
Přítomnost OLT může snížit těsné spojení mezi servisní sítí vyšší vrstvy a specifickým rozhraním, nosičem, sítí a správou zařízení přístupového zařízení a může poskytnout jednotné rozhraní pro správu optické přístupové sítě.
Mezi základní funkce OLT patří: agregační distribuční funkce a adaptační funkce DN.
Mezi funkce servisního rozhraní OLT patří: funkce servisního portu, funkce přizpůsobení servisního rozhraní, zpracování signalizace rozhraní a ochrana servisního rozhraní.
Mezi běžné funkce OLT patří především funkce OAM a funkce napájení.
Optický výkon vyzařovaný z OLT se spotřebovává hlavně v následujících místech.
Splitter: Čím větší počet bočníků, tím větší ztráta.
l Vlákno: Čím delší vzdálenost, tím větší ztráta.
l ONU: Čím vyšší číslo, tím větší požadovaný vysílací výkon OLT.Aby bylo zajištěno, že každý výkon, který dosáhne ONU, bude vyšší než citlivost příjmu a bude mít určitou rezervu, měl by být rozpočet založen na skutečném množství a geografickém rozložení.
3.Optická distribuční síť
Optická distribuční síť (ODN) je prostředek pro poskytování optického přenosu mezi OLT a ONU.Jeho hlavní funkcí je dokončit přenos a distribuci informací mezi OLT a ONU a vytvořit end-to-end kanál pro přenos informací mezi ONU a OLT.
Konfigurace ODN je obvykle režim point-to-multipoint, to znamená, že více ONU je připojeno k jednomu OLT prostřednictvím jednoho ODN, takže více ONU může sdílet optické přenosové médium mezi OLT a ODN a optoelektronickým zařízením OLT. .
(1) Složení ODN
Hlavní pasivní komponenty, které tvoří ODN, jsou: jednovidové kabely a optické kabely, konektory, pasivní optické rozbočovače (OBD), pasivní optické útlumové články a konektory z optických vláken.
(2) Topologická struktura ODN
Topologie sítě ODN je obvykle struktura typu point-to-multipoint, kterou lze rozdělit na hvězdu, strom, sběrnici a kruh.
Struktura sítě ODN
(3) Nastavení aktivní a pohotovostní ochrany
Nastavení aktivní/pohotovostní ochrany sítě ODN spočívá především v nastavení dvou optických přenosových kanálů pro optické signály přenášené sítí ODN.Když primární kanál selže, může se automaticky přepnout na alternativní kanál pro přenos optických signálů, včetně optických vláken, OLT, ONU a nastavení primární a záložní ochrany přenosového vlákna.
Hlavní a záložní přenosová vlákna mohou být ve stejném optickém kabelu nebo v různých optických kabelech.Hlavní a záložní optické kabely mohou být instalovány v různých potrubích, takže výkon ochrany je lepší.
(4) Optické přenosové charakteristiky ODN
Konstrukční vlastnosti ODN by měly zajistit, že jakákoliv aktuálně předvídatelná služba může být poskytována bez zásadních změn, což je požadavek, který má zásadní dopad na vlastnosti různých pasivních komponent.Požadavky, které mohou přímo ovlivnit optické charakteristiky ODN, jsou následující.
l Transparentnost optické vlnové délky: Různé optické pasivní komponenty by neměly ovlivnit průhlednost přenášeného optického signálu.Optický signál požadovaný navrženou optickou sítí by měl být přenášen transparentně, a tak zajistit budoucí aplikace systému WDM.Nadace.
l Reverzibilita: Při záměně výstupu a vstupu sítě ODN by se přenosové charakteristiky sítě ODN neměly výrazně měnit, to znamená, že změna šířky přenosového pásma a charakteristiky optické ztráty by měly být minimální.To zjednodušuje návrh sítě.
l Konzistence výkonu sítě: Síť ODN by měla udržovat konzistentní optické signály.Přenosové charakteristiky sítě ODN by měly být konzistentní s celým OFSAN a celou komunikační sítí.Charakteristiky šířky přenosového pásma a optické ztráty by měly být vhodné pro celý OFSAN.
(5) Parametry výkonu ODN
Parametry, které určují výkon ztráty optického kanálu celého systému, jsou hlavně následující.
l Ztráta optického kanálu ODN: rozdíl mezi minimálním vysílacím výkonem a nejvyšší citlivostí příjmu.
l Maximální povolená ztráta kanálu: rozdíl mezi maximálním vysílacím výkonem a nejvyšší citlivostí příjmu.
l Minimální přípustná ztráta kanálu: rozdíl mezi minimálním vysílacím výkonem a nejnižší citlivostí příjmu (bod přetížení).
(6) Odraz ODN
Odraz ODN závisí na ztrátě odrazu různých složek, které tvoří ODN, a jakýchkoli odrazových bodech na optickém kanálu.Obecně platí, že všechny diskrétní odrazy musí být lepší než−35 dB a maximální diskrétní odraz přístupu k vláknu by měl být lepší než−50 dB.
4. Optická síťová jednotka (ONU)
Jednotka optické sítě (ONU) je umístěna mezi ODN a uživatelským zařízením a poskytuje optické rozhraní mezi uživatelem a ODN a elektrické rozhraní s uživatelskou stranou pro implementaci správy zpracování a údržby různých elektrických signálů.ONU se skládá z vrstvy jádra, vrstvy služeb a veřejné vrstvy.Vrstva služeb se týká hlavně uživatelských portů;jádrová vrstva poskytuje multiplexování a optická rozhraní;a veřejná vrstva zajišťuje napájení a správu údržby.
5. Režim aplikace PON
Transparentnost podnikání PON je dobrá a v zásadě ji lze aplikovat na jakýkoli standardní a sazbový signál.Ve srovnání s aktivními optickými sítěmi typu point-to-point se technologie PON vyznačuje jednoduchou údržbou, nízkou cenou (úspora optických a optických rozhraní), velkou přenosovou šířkou pásma a vysokým poměrem ceny a výkonu.Díky těmto vlastnostem si udrží konkurenční výhodu po dlouhou dobu a PON byl vždy považován za budoucí směr rozvoje přístupové sítě.
Nejvhodnější aplikací pro PON je: část přístupové sítě v blízkosti konce zákazníka;zákazník služby ONU nezdůrazňuje nutnost redundance nebo ochrany bypassem;OLT lze nastavit v uzlu s dobrým výkonem pro přežití (například uzel s ochranou kruhového objezdu).Místo, kde jsou uživatelé geograficky soustředěni.PON má především tři aplikační režimy.
(1) Nahraďte stávající dvouvrstvou agregační síť: PON může nahradit stávající přepínač vrstvy 2 a optický transceiver a nasměrovat přístupovou síť LAN do IP metropolitní sítě, jak je znázorněno na obrázku:
PON nahrazuje stávající síť vrstvy 2
(2) Vyměňte přístupový kabel podle příslušného odstavce: Systém PON může nahradit stávající část optického kabelu a optického přepínacího zařízení, čímž ušetří přístupový kabel příslušného odstavce, jak je znázorněno:
PON nahrazuje příslušné segmenty pro přístup k optickému kabelu
(3) Režim přístupu pro více služeb (implementace FTTH): Systém PON může poskytovat více služeb a vícerychlostní přístup, který splňuje různé požadavky na QoS a může se přizpůsobit rozmanitosti uživatelů a nejistotě rozvoje podnikání, jak je znázorněno na následující obrázek:
Multi-servisní přístup