1. Grundlæggende struktur af PON
PON (passivt optisk netværk)
PON er et enkeltfiber tovejs optisk adgangsnetværk, der bruger en punkt-til-multipunkt (P2MP) struktur.PON-systemet er sammensat af en optisk linjeterminal (OLT), et optisk distributionsnetværk (ODN) og en optisk netværksenhed (ONU) på brugersiden af hovedkontoret og er et enkeltfiber tovejs system.I nedstrømsretningen (OLT til ONU) når signalet sendt af OLT'en hver ONU gennem ODN'et. I opstrømsretningen (ONU til OLT) vil signalet sendt af ONU kun nå OLT'en og vil ikke nå andre ONU'er .For at undgå datakollision og forbedre netværkseffektiviteten anvender uplink-retningen TDMA multiple access mode og styrer datatransmission af hver ONU.ODN giver optiske kanaler mellem OLT og ONU.Referencestrukturen for PON er vist i figuren nedenfor.
PON-systemets referencestruktur
OLT'en er placeret på netværkssiden og placeret på hovedkontoret.Det kan være en L2-switch eller en L3-router, der giver netværkskoncentration og adgang, hvilket muliggør optisk/elektrisk konvertering, båndbreddeallokering og kontrol af hver kanalforbindelse med overvågning og styring i realtid.Og vedligeholdelsesfunktioner.ONU'en er placeret på brugersiden for at implementere behandlings- og vedligeholdelsesstyring af forskellige elektriske signaler og giver en brugerflade.OLT'en og ONU'en er forbundet med en passiv optisk splitter, og den optiske splitter bruges til at distribuere downlink-data og samle uplink-data.Udover terminaludstyret kræver PON-systemet ikke elektriske komponenter og er derfor passivt.
PON anvender en WDM-teknologi (bølgelængdedelingsmultipleksing) med en downlink 1490 nm/uplink 1310 nm bølgelængdekombination på en enkelt fiber.Uplink-retningen er en punkt-til-punkt-tilstand, og downlink-retningen er en broadcast-tilstand.Nedenstående figur viser den grundlæggende struktur af PON.
Grundlæggende netværksstruktur for PON
I nedstrømsretningen transmitterer OLT'en datapakkerne til alle ONU'er på en broadcast-måde, idet hver pakke bærer en header med en transmission til destination ONU-identifikatoren.Når datapakken ankommer til ONU'en, udfører ONU'ens MAC-lag adresseopløsning, udtrækker datapakken, der tilhører sig selv, og kasserer andre datapakker.
Uplink-retningen bruger Time Division Multiplexing (TDM) teknologi, og uplink-informationen fra flere ONU'er udgør en TDM-informationsstrøm, der skal transmitteres til OLT'en.
2. Optisk linjeterminal (OLT)
Den optiske linjeterminal (OLT) fungerer til at tilvejebringe en optisk grænseflade mellem tjenestenetværket og ODN'et og tilvejebringer forskellige midler til at transmittere forskellige tjenester.OLT er internt sammensat af et kernelag, et servicelag og et offentligt lag.Servicelaget leverer primært serviceporte og understøtter flere tjenester;kernelaget giver krydsforbindelse, multipleksing og transmission;og det offentlige lag giver strømforsyning og vedligeholdelsesstyringsfunktioner.
Tilstedeværelsen af OLT kan reducere den tætte kobling mellem det øverste lags servicenetværk og den specifikke grænseflade, bæreren, netværket og enhedsstyringen af adgangsenheden og kan give en samlet optisk adgangsnetværksadministrationsgrænseflade.
OLT'ens kernefunktioner omfatter: aggregeringsdistributionsfunktion og DN-tilpasningsfunktion.
OLT-servicegrænsefladefunktionerne omfatter: serviceportfunktion, servicegrænsefladetilpasningsfunktion, interfacesignalbehandling og servicegrænsefladebeskyttelse.
OLT's almindelige funktioner omfatter hovedsageligt OAM-funktioner og strømforsyningsfunktioner.
Den optiske effekt, der udsendes fra OLT'en, forbruges hovedsageligt de følgende steder.
Splitter: Jo større antal shunts, jo større tab.
l Fiber: Jo længere afstand, jo større tab.
l ONU: Jo større tal, desto større kræves OLT-sendeeffekt.For at sikre, at hver effekt, der når ONU, er højere end den modtagende følsomhed og har en vis margin, bør budgettet baseres på den faktiske mængde og geografisk fordeling.
3.Optisk distributionsnetværk
Det optiske distributionsnetværk (ODN) er et middel til at tilvejebringe optisk transmission mellem OLT og ONU.Dens hovedfunktion er at fuldføre informationstransmissionen og distributionen mellem OLT'en og ONU'en og etablere en ende-til-ende informationstransmissionskanal mellem ONU'en og OLT'en.
ODN-konfigurationen er normalt en punkt-til-multipunkt-tilstand, det vil sige, at flere ONU'er er forbundet til en OLT gennem en ODN, så flere ONU'er kan dele det optiske transmissionsmedie mellem OLT'en og ODN'en og OLT'ens optoelektroniske enhed .
(1) Sammensætning af ODN
De vigtigste passive komponenter, der udgør ODN, er: single-mode fiber og fiberoptisk kabel, stik, passive optiske splittere (OBD), passive optiske dæmpere og fiberoptiske stik.
(2) Topologisk struktur af ODN
Topologien af et ODN-netværk er normalt en punkt-til-multipunkt-struktur, som kan opdeles i en stjerne, et træ, en bus og en ring.
ODN netværksstruktur
(3) Indstillinger for aktiv beskyttelse og standbybeskyttelse
Aktiv/standby-beskyttelsesindstillingen for ODN-netværket er hovedsageligt at oprette to optiske transmissionskanaler for de optiske signaler, der transmitteres af ODN-netværket.Når den primære kanal fejler, kan den automatisk skifte til den alternative kanal for at transmittere optiske signaler, herunder optiske fibre, OLT'er, ONU'er og de primære og backup-beskyttelsesindstillinger for transmissionsfiberen.
Hoved- og standby-transmissionsfibrene kan være i det samme optiske kabel eller i forskellige optiske kabler.De optiske hoved- og backupkabler kan installeres i forskellige rørledninger, så beskyttelsesydelsen er bedre.
(4) Optiske transmissionskarakteristika for ODN
ODNs designfunktioner skal sikre, at enhver aktuelt forudsigelig service kan leveres uden større ændringer, et krav, der har stor betydning for de forskellige passive komponenters egenskaber.De krav, der direkte kan påvirke ODN'ens optiske egenskaber, er som følger.
l Optisk bølgelængdegennemsigtighed: Forskellige optiske passive komponenter bør ikke påvirke gennemsigtigheden af det transmitterede optiske signal.Det optiske signal, der kræves af det designede optiske netværk, bør transmitteres transparent, hvilket giver fremtidige WDM-systemapplikationer.Fonden.
l Reversibilitet: Når output og input fra ODN-netværket udveksles, bør transmissionskarakteristika for ODN-netværket ikke ændre sig væsentligt, det vil sige, at ændringen af transmissionsbåndbredde og optiske tabskarakteristika skal være minimale.Dette forenkler designet af netværket.
l Konsistens i netværkets ydeevne: ODN-netværket bør opretholde konsistente optiske signaler.ODN-netværkets transmissionskarakteristika bør være i overensstemmelse med hele OFSAN og hele kommunikationsnetværket.Transmissionsbåndbredden og optiske tabskarakteristika bør være egnede til hele OFSAN.
(5) ODN-ydeevneparametre
De parametre, der bestemmer den optiske kanaltabsydelse for hele systemet, er hovedsageligt som følger.
l ODN optisk kanaltab: forskellen mellem den minimale sendeeffekt og den højeste modtagefølsomhed.
l Maksimalt tilladt kanaltab: forskellen mellem den maksimale sendeeffekt og den højeste modtagefølsomhed.
l Minimum tilladte kanaltab: forskellen mellem den minimale sendeeffekt og den laveste modtagefølsomhed (overbelastningspunkt).
(6) Refleksion af ODN
Refleksionen af ODN afhænger af returtabet af de forskellige komponenter, der udgør ODN'et, og eventuelle reflektionspunkter på den optiske kanal.Generelt skal alle diskrete refleksioner være bedre end−35 dB, og den maksimale diskrete afspejling af fiberadgang burde være bedre end−50 dB.
4. Optisk netværksenhed (ONU)
Den optiske netværksenhed (ONU) er placeret mellem ODN'en og brugerudstyret og giver en optisk grænseflade mellem brugeren og ODN'en og en elektrisk grænseflade med brugersiden for at implementere behandling og vedligeholdelsesstyring af forskellige elektriske signaler.ONU'en er sammensat af et kernelag, et servicelag og et offentligt lag.Servicelaget refererer hovedsageligt til brugerporte;kernelaget giver multipleksing og optiske grænseflader;og det offentlige lag sørger for strømforsyning og vedligeholdelsesstyring.
5. PON-applikationstilstand
PONs forretningsgennemsigtighed er god, og kan i princippet anvendes på ethvert standard- og ratesignal.Sammenlignet med punkt-til-punkt aktive optiske netværk er PON-teknologien karakteriseret ved enkel vedligeholdelse, lave omkostninger (besparelse af fiber og optiske grænseflader), høj transmissionsbåndbredde og høj ydeevne prisforhold.Disse egenskaber vil gøre det til en konkurrencemæssig fordel i lang tid, og PON har altid været betragtet som den fremtidige udviklingsretning for accessnettet.
Den mest velegnede applikation til PON er: den del af adgangsnetværket, der er tæt på enden af kunden;kunden af ONU-tjenesten understreger ikke behovet for redundans eller bypass-beskyttelse;OLT kan sættes op ved en knude med god overlevelsesevne (f.eks. en knude med rundkørselsbeskyttelse).Et sted, hvor brugerne er geografisk koncentreret.PON har hovedsageligt tre applikationstilstande.
(1) Udskift det eksisterende to-lags aggregeringsnetværk: PON kan erstatte den eksisterende Layer 2-switch og optiske transceiver og dirigere LAN'ets adgangsnetværk til IP-storbynetværket, som vist i figuren:
PON erstatter eksisterende Layer 2-netværk
(2) Udskift adgangskablet i det relevante afsnit: PON-systemet kan erstatte den eksisterende del af det optiske kabel og det optiske koblingsudstyr og dermed gemme adgangskablet i det relevante afsnit, som vist:
PON erstatter relevante segmenter for at få adgang til optisk kabel
(3) Multi-service-adgangstilstand (implementering af FTTH): PON-systemet kan give multi-service og multi-rate-adgang, der opfylder forskellige QoS-krav og kan tilpasse sig brugernes mangfoldighed og usikkerheden i forretningsudvikling, som vist i følgende figur:
Multi-service adgang