1.Estructura básica de PON
PON (red óptica pasiva)
PON es una red de acceso óptico bidireccional de fibra única que utiliza una estructura punto a multipunto (P2MP).El sistema PON se compone de un terminal de línea óptica (OLT), una red de distribución óptica (ODN) y una unidad de red óptica (ONU) en el lado del usuario de la oficina central, y es un sistema bidireccional de fibra única.En sentido descendente (OLT a ONU), la señal enviada por el OLT llega a cada ONU a través del ODN. En sentido ascendente (ONU a OLT), la señal enviada por la ONU solo llegará al OLT y no llegará a otras ONU. Para evitar colisiones de datos y mejorar la eficiencia de la red, la dirección del enlace ascendente adopta el modo de acceso múltiple TDMA y gestiona la transmisión de datos de cada ONU.El ODN proporciona canales ópticos entre el OLT y la ONU.La estructura de referencia de PON se muestra en la siguiente figura.
Estructura de referencia del sistema PON
La OLT está ubicada en el lado de la red y ubicada en la oficina central.Puede ser un conmutador L2 o un enrutador L3, que proporciona concentración y acceso a la red, permitiendo la conversión óptica/eléctrica, la asignación de ancho de banda y el control de la conexión de cada canal, con monitoreo y administración en tiempo real.Y funciones de mantenimiento.La ONU está ubicada en el lado del usuario para implementar la gestión de procesamiento y mantenimiento de diversas señales eléctricas y proporciona una interfaz del lado del usuario.El OLT y la ONU están conectados mediante un divisor óptico pasivo, y el divisor óptico se utiliza para distribuir datos de enlace descendente y agregar datos de enlace ascendente.Además del equipo terminal, el sistema PON no requiere componentes eléctricos y, por tanto, es pasivo.
La PON adopta una tecnología de multiplexación por división de longitud de onda (WDM) con una combinación de longitud de onda de enlace descendente de 1490 nm/enlace ascendente de 1310 nm en una sola fibra.La dirección del enlace ascendente es un modo punto a punto y la dirección del enlace descendente es un modo de transmisión.La siguiente figura muestra la estructura básica de la PON.
Estructura de red básica de PON
En la dirección descendente, el OLT transmite los paquetes de datos a todas las ONU en forma de difusión, llevando cada paquete un encabezado con un identificador de transmisión al ONU de destino.Cuando el paquete de datos llega a la ONU, la capa MAC de la ONU realiza la resolución de direcciones, extrae el paquete de datos que le pertenece y descarta otros paquetes de datos.
La dirección del enlace ascendente utiliza tecnología de multiplexación por división de tiempo (TDM), y la información del enlace ascendente de múltiples ONU constituye un flujo de información TDM que se transmitirá al OLT.
2.Terminal de línea óptica (OLT)
El terminal de línea óptica (OLT) funciona para proporcionar una interfaz óptica entre la red de servicio y el ODN, y proporciona diversos medios para transmitir diversos servicios.La OLT se compone internamente de una capa central, una capa de servicio y una capa pública.La capa de servicio proporciona principalmente puertos de servicio y admite múltiples servicios;la capa central proporciona conexión cruzada, multiplexación y transmisión;y la capa pública proporciona funciones de gestión de mantenimiento y suministro de energía.
La presencia de OLT puede reducir el estrecho acoplamiento entre la red de servicio de capa superior y la interfaz específica, el portador, la red y la gestión del dispositivo del dispositivo de acceso, y puede proporcionar una interfaz de gestión de red de acceso óptico unificada.
Las funciones principales de la OLT incluyen: función de distribución de agregación y función de adaptación de DN.
Las funciones de la interfaz de servicio OLT incluyen: función de puerto de servicio, función de adaptación de interfaz de servicio, procesamiento de señalización de interfaz y protección de interfaz de servicio.
Las funciones comunes de OLT incluyen principalmente funciones OAM y funciones de fuente de alimentación.
La potencia óptica emitida por la OLT se consume principalmente en los siguientes lugares.
Divisor: Cuanto mayor sea el número de derivaciones, mayor será la pérdida.
l Fibra: Cuanto mayor sea la distancia, mayor será la pérdida.
l ONU: cuanto mayor sea el número, mayor será la potencia de transmisión OLT requerida.Para garantizar que cada potencia que llega a la ONU sea superior a la sensibilidad de recepción y tenga un cierto margen, el presupuesto debe basarse en la cantidad real y la distribución geográfica.
3.Red de distribución óptica.
La red de distribución óptica (ODN) es un medio para proporcionar transmisión óptica entre la OLT y la ONU.Su función principal es completar la transmisión y distribución de información entre la OLT y la ONU, y establecer un canal de transmisión de información de extremo a extremo entre la ONU y la OLT.
La configuración de ODN suele ser un modo punto a multipunto, es decir, se conectan varias ONU a un OLT a través de un ODN, de modo que varias ONU pueden compartir el medio de transmisión óptica entre el OLT y el ODN y el dispositivo optoelectrónico del OLT. .
(1) Composición de ODN
Los principales componentes pasivos que componen el ODN son: fibra monomodo y cable de fibra óptica, conectores, divisores ópticos pasivos (OBD), atenuadores ópticos pasivos y conectores de fibra óptica.
(2) Estructura topológica de ODN
La topología de una red ODN suele ser una estructura punto a multipunto, que se puede dividir en estrella, árbol, bus y anillo.
Estructura de red ODN
(3) Configuraciones para protección activa y en espera
La configuración de protección activa/en espera de la red ODN consiste principalmente en configurar dos canales de transmisión óptica para las señales ópticas transmitidas por la red ODN.Cuando el canal principal falla, puede cambiar automáticamente al canal alternativo para transmitir señales ópticas, incluidas fibras ópticas, OLT, ONU y las configuraciones de protección primaria y de respaldo de la fibra de transmisión.
Las fibras de transmisión principal y de reserva pueden estar en el mismo cable óptico o en cables ópticos diferentes.Los cables ópticos principal y de respaldo se pueden instalar en diferentes tuberías, para que el rendimiento de la protección sea mejor.
(4) Características de transmisión óptica de ODN
Las características de diseño de ODN deberían garantizar que cualquier servicio actualmente previsible pueda proporcionarse sin cambios importantes, un requisito que tiene un impacto importante en las características de varios componentes pasivos.Los requisitos que pueden afectar directamente las características ópticas del ODN son los siguientes.
l Transparencia de la longitud de onda óptica: varios componentes ópticos pasivos no deberían afectar la transparencia de la señal óptica transmitida.La señal óptica requerida por la red óptica diseñada debe transmitirse de forma transparente, proporcionando así futuras aplicaciones del sistema WDM.La Fundación.
l Reversibilidad: cuando se intercambian la salida y la entrada de la red ODN, las características de transmisión de la red ODN no deben cambiar significativamente, es decir, el cambio en el ancho de banda de transmisión y las características de pérdida óptica deben ser mínimos.Esto simplifica el diseño de la red.
l Coherencia del rendimiento de la red: la red ODN debe mantener señales ópticas consistentes.Las características de transmisión de la red ODN deben ser consistentes con toda la OFSAN y toda la red de comunicación.El ancho de banda de transmisión y las características de pérdida óptica deben ser adecuadas para toda la OFSAN.
(5) Parámetros de rendimiento de ODN
Los parámetros que determinan el rendimiento de pérdida del canal óptico de todo el sistema son principalmente los siguientes.
l Pérdida del canal óptico ODN: la diferencia entre la potencia de transmisión mínima y la sensibilidad de recepción más alta.
l Pérdida de canal máxima permitida: la diferencia entre la potencia máxima de transmisión y la sensibilidad de recepción más alta.
l Pérdida de canal mínima permitida: la diferencia entre la potencia de transmisión mínima y la sensibilidad de recepción más baja (punto de sobrecarga).
(6) Reflexión de ODN
La reflexión del ODN depende de la pérdida de retorno de los distintos componentes que componen el ODN y de cualquier punto de reflexión en el canal óptico.En general, todas las reflexiones discretas deben ser mejores que−35 dB, y la reflexión discreta máxima del acceso a la fibra debería ser mejor que−50 dB.
4. Unidad de red óptica (ONU)
La unidad de red óptica (ONU) está ubicada entre el ODN y el equipo de usuario, y proporciona una interfaz óptica entre el usuario y el ODN y una interfaz eléctrica con el lado del usuario para implementar la gestión de procesamiento y mantenimiento de diversas señales eléctricas.La ONU se compone de una capa central, una capa de servicio y una capa pública.La capa de servicio se refiere principalmente a los puertos de usuario;la capa central proporciona interfaces ópticas y de multiplexación;y la capa pública proporciona suministro de energía y gestión de mantenimiento.
5. Modo de aplicación PON
La transparencia comercial de PON es buena y, en principio, se puede aplicar a cualquier señal estándar y tarifaria.En comparación con las redes ópticas activas punto a punto, la tecnología PON se caracteriza por un mantenimiento sencillo, un bajo coste (ahorro de fibra y interfaces ópticas), un gran ancho de banda de transmisión y una alta relación precio-rendimiento.Estas características le permitirán mantener una ventaja competitiva durante mucho tiempo, y PON siempre se ha considerado como la dirección de desarrollo futuro de la red de acceso.
La aplicación más adecuada para PON es: la parte de la red de acceso cercana al final del cliente;el cliente del servicio ONU no enfatiza la necesidad de redundancia o protección de derivación;la OLT se puede configurar en un nodo con buen rendimiento de supervivencia (por ejemplo, un nodo con protección de rotonda).Un lugar donde los usuarios están concentrados geográficamente.PON tiene principalmente tres modos de aplicación.
(1) Reemplace la red de agregación de dos capas existente: PON puede reemplazar el conmutador de capa 2 y el transceptor óptico existentes y dirigir la red de acceso de la LAN a la red de área metropolitana IP, como se muestra en la figura:
PON reemplaza la red de Capa 2 existente
(2) Reemplace el cable de acceso del párrafo correspondiente: el sistema PON puede reemplazar la parte existente del cable óptico y el equipo de conmutación óptica, ahorrando así el cable de acceso del párrafo correspondiente, como se muestra:
PON reemplaza segmentos relevantes para acceder al cable óptico
(3) Modo de acceso multiservicio (implementación de FTTH): el sistema PON puede proporcionar acceso multiservicio y de múltiples velocidades que cumplen con diferentes requisitos de QoS y puede adaptarse a la diversidad de usuarios y la incertidumbre del desarrollo empresarial, como se muestra en la siguiente figura:
Acceso multiservicio