1.PON:n perusrakenne
PON (passiivinen optinen verkko)
PON on yksikuituinen kaksisuuntainen optinen liityntäverkko, joka käyttää point-to-multipoint (P2MP) -rakennetta.PON-järjestelmä koostuu optisesta linjapäätteestä (OLT), optisesta jakeluverkosta (ODN) ja optisesta verkkoyksiköstä (ONU) keskustoimiston käyttäjäpuolella, ja se on yksikuituinen kaksisuuntainen järjestelmä.Loppusuunnassa (OLT - ONU) OLT:n lähettämä signaali saavuttaa jokaisen ONU:n ODN:n kautta. Ylävirran suunnassa (ONU - OLT) ONU:n lähettämä signaali saavuttaa vain OLT: n, mutta ei saavuta muita ONU:ita. Tietojen törmäysten välttämiseksi ja verkon tehokkuuden parantamiseksi nousevan siirtotien suunta ottaa käyttöön TDMA-monipääsytilan ja hallitsee kunkin ONU:n tiedonsiirtoa.ODN tarjoaa optisia kanavia OLT:n ja ONU:n välillä.PON:n referenssirakenne on esitetty alla olevassa kuvassa.
PON-järjestelmän viiterakenne
OLT sijaitsee verkon puolella ja on sijoitettu keskustoimistoon.Se voi olla L2-kytkin tai L3-reititin, joka tarjoaa verkkokeskittymisen ja pääsyn, mahdollistaa optisen/sähköisen muuntamisen, kaistanleveyden jakamisen ja kunkin kanavayhteyden ohjauksen reaaliaikaisella seurannalla ja hallinnalla.Ja huoltotoiminnot.ONU sijaitsee käyttäjän puolella erilaisten sähköisten signaalien käsittelyn ja ylläpidon hallinnan toteuttamiseksi ja tarjoaa käyttäjäpuolen käyttöliittymän.OLT ja ONU on yhdistetty passiivisella optisella jakajalla, ja optista jakajaa käytetään downlink-datan jakamiseen ja uplink-datan kokoamiseen.Päätelaitteiden lisäksi PON-järjestelmä ei vaadi sähkökomponentteja ja on siksi passiivinen.
PON käyttää aallonpituusjakomultipleksointitekniikkaa (WDM) alaslinkin 1490 nm/uplink 1310 nm aallonpituusyhdistelmällä yhdessä kuidussa.Uplink-suunta on point-to-point-tila ja downlink-suunta on yleislähetystila.Alla oleva kuva näyttää PON:n perusrakenteen.
PON:n perusverkkorakenne
Alavirran suunnassa OLT lähettää datapaketit kaikille ONU:ille yleislähetystavalla, ja jokainen paketti kuljettaa otsikon ja lähetyksen kohteen ONU-tunnisteeseen.Kun datapaketti saapuu ONU:lle, ONU:n MAC-kerros suorittaa osoitteenselvityksen, purkaa itselleen kuuluvan datapaketin ja hylkää muut datapaketit.
Uplink-suunnassa käytetään Time Division Multiplexing (TDM) -tekniikkaa, ja useiden ONU:iden uplink-informaatio muodostaa TDM-tietovirran, joka lähetetään OLT:lle.
2.Optinen linjapääte (OLT)
Optinen linjapääte (OLT) tarjoaa optisen rajapinnan palveluverkon ja ODN:n välille ja tarjoaa erilaisia välineitä erilaisten palvelujen lähettämiseen.OLT koostuu sisäisesti ydinkerroksesta, palvelukerroksesta ja julkisesta kerroksesta.Palvelukerros tarjoaa pääasiassa palveluportteja ja tukee useita palveluita;ydinkerros tarjoaa ristikytkennän, multipleksoinnin ja lähetyksen;ja julkinen kerros tarjoaa tehonsyötön ja ylläpidon hallintatoiminnot.
OLT:n läsnäolo voi vähentää tiukkaa kytkentää ylemmän kerroksen palveluverkon ja tietyn rajapinnan, siirtotien, verkottumisen ja pääsylaitteen laitehallinnan välillä ja voi tarjota yhtenäisen optisen liityntäverkon hallintarajapinnan.
OLT:n ydintoimintoja ovat: aggregointijakaumafunktio ja DN-sovitustoiminto.
OLT-palvelurajapintatoiminnot sisältävät: palveluporttitoiminnon, palveluliitännän sovitustoiminnon, rajapinnan signaloinnin käsittelyn ja palvelurajapinnan suojauksen.
OLT:n yleisiä toimintoja ovat pääasiassa OAM-toiminnot ja virtalähdetoiminnot.
OLT:n lähettämää optista tehoa kulutetaan pääasiassa seuraavissa paikoissa.
Jakaja: Mitä enemmän shuntteja on, sitä suurempi häviö.
l Kuitu: Mitä pidempi etäisyys, sitä suurempi häviö.
l ONU: Mitä suurempi luku, sitä suurempi OLT-lähetysteho tarvitaan.Sen varmistamiseksi, että jokainen ONU:n saavuttava teho on suurempi kuin vastaanottoherkkyys ja että sillä on tietty marginaali, budjetin tulisi perustua todelliseen määrään ja maantieteelliseen jakautumiseen.
3.Optinen jakeluverkko
Optinen jakeluverkko (ODN) on keino tarjota optista siirtoa OLT:n ja ONU:n välillä.Sen päätehtävänä on saattaa päätökseen tiedonsiirto ja jakelu OLT:n ja ONU:n välillä sekä muodostaa päästä-päähän tiedonsiirtokanava ONU:n ja OLT:n välille.
ODN-konfiguraatio on yleensä pisteestä monipisteeseen -tila, toisin sanoen useita ONU:ita on kytketty yhteen OLT:hen yhden ODN:n kautta, jotta useat ONU:t voivat jakaa optisen tiedonsiirtovälineen OLT:n ja ODN:n sekä OLT:n optoelektronisen laitteen välillä. .
(1) ODN:n koostumus
Tärkeimmät passiiviset komponentit, jotka muodostavat ODN:n, ovat: yksimuotokuitu- ja valokuitukaapeli, liittimet, passiiviset optiset jakajat (OBD), passiiviset optiset vaimentimet ja kuituoptiset liittimet.
(2) ODN:n topologinen rakenne
ODN-verkon topologia on yleensä pisteestä monipisteeseen -rakenne, joka voidaan jakaa tähdeksi, puuksi, väyläksi ja renkaaksi.
ODN-verkon rakenne
(3) Aktiivisuojauksen ja valmiustilan suojauksen asetukset
ODN-verkon aktiivisen/valmiustilan suojausasetus on pääasiassa kahden optisen siirtokanavan perustaminen ODN-verkon lähettämille optisille signaaleille.Kun ensisijainen kanava epäonnistuu, se voi vaihtaa automaattisesti vaihtoehtoiselle kanavalle lähettääkseen optisia signaaleja, mukaan lukien optiset kuidut, OLT:t, ONU:t ja siirtokuidun ensisijaiset ja varasuojausasetukset.
Pää- ja valmiustilan siirtokuidut voivat olla samassa optisessa kaapelissa tai eri optisissa kaapeleissa.Optiset pää- ja varakaapelit voidaan asentaa eri putkiin, jotta suojausteho on parempi.
(4) ODN:n optiset lähetysominaisuudet
ODN:n suunnitteluominaisuuksien tulee varmistaa, että mikä tahansa tällä hetkellä ennakoitavissa oleva palvelu voidaan tarjota ilman suuria muutoksia, millä on suuri vaikutus eri passiivisten komponenttien ominaisuuksiin.Vaatimukset, jotka voivat suoraan vaikuttaa ODN:n optisiin ominaisuuksiin, ovat seuraavat.
l Optisen aallonpituuden läpinäkyvyys: Erilaisten optisten passiivisten komponenttien ei pitäisi vaikuttaa lähetettävän optisen signaalin läpinäkyvyyteen.Suunnitellun optisen verkon vaatima optinen signaali tulee lähettää läpinäkyvästi, mikä tarjoaa tulevaisuuden WDM-järjestelmäsovelluksia.Säätiö.
l Käännettävyys: Kun ODN-verkon lähtö ja tulo vaihdetaan, ODN-verkon siirto-ominaisuudet eivät saisi muuttua merkittävästi, eli lähetyksen kaistanleveyden ja optisten häviöominaisuuksien muutoksen tulee olla minimaalista.Tämä yksinkertaistaa verkon suunnittelua.
l Verkon suorituskyvyn johdonmukaisuus: ODN-verkon tulee säilyttää johdonmukaiset optiset signaalit.ODN-verkon siirto-ominaisuuksien tulee olla yhdenmukaisia koko OFSAN:n ja koko viestintäverkon kanssa.Lähetyksen kaistanleveyden ja optisten häviöominaisuuksien tulee olla sopivia koko OFSAN:lle.
(5) ODN-suorituskykyparametrit
Parametrit, jotka määrittävät koko järjestelmän optisen kanavahäviön suorituskyvyn, ovat pääasiassa seuraavat.
l ODN optisen kanavan häviö: pienimmän lähetystehon ja suurimman vastaanottoherkkyyden välinen ero.
l Suurin sallittu kanavahäviö: suurimman lähetystehon ja suurimman vastaanottoherkkyyden välinen ero.
l Pienin sallittu kanavahäviö: pienimmän lähetystehon ja alimman vastaanottoherkkyyden (ylikuormituspiste) välinen ero.
(6) ODN:n heijastus
ODN:n heijastus riippuu ODN:n muodostavien eri komponenttien paluuhäviöstä ja mahdollisista optisen kanavan heijastuspisteistä.Yleensä kaikkien diskreettien heijastusten on oltava parempia kuin−35 dB, ja kuituyhteyden diskreetin maksimiheijastuksen pitäisi olla parempi kuin−50 dB.
4. Optinen verkkoyksikkö (ONU)
Optinen verkkoyksikkö (ONU) sijaitsee ODN:n ja käyttäjälaitteen välissä ja tarjoaa optisen rajapinnan käyttäjän ja ODN:n välille sekä sähköisen rajapinnan käyttäjäpuolen kanssa erilaisten sähköisten signaalien käsittelyn ja ylläpidon hallinnan toteuttamiseksi.ONU koostuu ydinkerroksesta, palvelukerroksesta ja julkisesta kerroksesta.Palvelukerros viittaa pääasiassa käyttäjäportteihin;ydinkerros tarjoaa multipleksointi- ja optiset rajapinnat;ja julkinen kerros tarjoaa virtalähteen ja ylläpidon hallinnan.
5. PON-sovellustila
PON:n liiketoiminnan läpinäkyvyys on hyvä, ja sitä voidaan periaatteessa soveltaa mihin tahansa standardi- ja nopeussignaaliin.Verrattuna pisteestä pisteeseen aktiivisiin optisiin verkkoihin, PON-teknologialle on ominaista yksinkertainen ylläpito, alhaiset kustannukset (säästökuitu- ja optiset rajapinnat), suuri lähetyskaistanleveys ja korkea suorituskyvyn hintasuhde.Näiden ominaisuuksien ansiosta se säilyttää kilpailuedun pitkään, ja PON on aina pidetty tilaajaverkon tulevaisuuden kehityssuuntana.
PON:lle sopivin sovellus on: tilaajaverkon osa, joka on lähellä asiakkaan päätä;ONU-palvelun asiakas ei korosta redundanssi- tai ohitussuojauksen tarvetta;OLT voidaan asettaa solmuun, jossa on hyvä selviytymiskyky (esimerkiksi solmu, jossa on kiertoliittymäsuojaus).Paikka, jossa käyttäjät ovat maantieteellisesti keskittyneet.PON:lla on pääasiassa kolme sovellustilaa.
(1) Korvaa olemassa oleva kaksikerroksinen yhdistämisverkko: PON voi korvata olemassa olevan Layer 2 -kytkimen ja optisen lähetin-vastaanottimen ja ohjata lähiverkon liityntäverkon IP-pääkaupunkiseutuverkkoon kuvan osoittamalla tavalla:
PON korvaa olemassa olevan Layer 2 -verkon
(2) Vaihda asianomaisen kohdan liityntäkaapeli: PON-järjestelmä voi korvata optisen kaapelin ja optisen kytkentälaitteen olemassa olevan osan, mikä säästää asianomaisen kohdan pääsykaapelin, kuten kuvassa:
PON korvaa asiaankuuluvat segmentit päästäkseen käsiksi optiseen kaapeliin
(3) Monipalveluyhteystila (toteuttamalla FTTH:n): PON-järjestelmä voi tarjota monipalvelu- ja moninopeuksisen pääsyn, joka täyttää erilaiset QoS-vaatimukset, ja se voi mukautua käyttäjien monimuotoisuuteen ja liiketoiminnan kehityksen epävarmuuteen, kuten kuvassa näkyy. seuraava kuva:
Monipalveluyhteys