1.Structure de base de PON
PON (réseau optique passif)
PON est un réseau d'accès optique bidirectionnel monofibre utilisant une structure point à multipoint (P2MP).Le système PON est composé d'un terminal de ligne optique (OLT), d'un réseau de distribution optique (ODN) et d'une unité de réseau optique (ONU) côté utilisateur du central téléphonique, et est un système bidirectionnel à fibre unique.Dans le sens descendant (OLT vers ONU), le signal envoyé par l'OLT atteint chaque ONU via l'ODN. Dans le sens amont (ONU vers OLT), le signal envoyé par l'ONU n'atteindra que l'OLT et n'atteindra pas les autres ONU. Afin d'éviter les collisions de données et d'améliorer l'efficacité du réseau, la direction de liaison montante adopte le mode d'accès multiple TDMA et gère la transmission de données de chaque ONU.L'ODN fournit des canaux optiques entre l'OLT et l'ONU.La structure de référence du PON est présentée dans la figure ci-dessous.
Structure de référence du système PON
L'OLT est situé côté réseau et placé au niveau du bureau central.Il peut s'agir d'un commutateur L2 ou d'un routeur L3, assurant la concentration et l'accès au réseau, permettant la conversion optique/électrique, l'allocation de bande passante et le contrôle de chaque connexion de canal, avec surveillance et gestion en temps réel.Et des fonctions de maintenance.L'ONU est située du côté utilisateur pour mettre en œuvre le traitement et la gestion de la maintenance de divers signaux électriques, et fournit une interface côté utilisateur.L'OLT et l'ONU sont connectés par un séparateur optique passif, et le séparateur optique est utilisé pour distribuer des données de liaison descendante et agréger des données de liaison montante.En plus de l'équipement terminal, le système PON ne nécessite aucun composant électrique et est donc passif.
Le PON adopte une technologie de multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM) avec une combinaison de longueurs d'onde de liaison descendante de 1 490 nm/liaison montante de 1 310 nm sur une seule fibre.La direction de liaison montante est un mode point à point et la direction de liaison descendante est un mode de diffusion.La figure ci-dessous montre la structure de base du PON.
Structure de réseau de base de PON
Dans le sens aval, l'OLT transmet les paquets de données à toutes les ONU de manière diffusée, chaque paquet portant un en-tête avec une transmission vers l'identifiant de l'ONU de destination.Lorsque le paquet de données arrive à l'ONU, la couche MAC de l'ONU effectue une résolution d'adresse, extrait le paquet de données lui appartenant et rejette les autres paquets de données.
La direction de liaison montante utilise la technologie de multiplexage par répartition dans le temps (TDM), et les informations de liaison montante de plusieurs ONU constituent un flux d'informations TDM à transmettre à l'OLT.
2. Terminal de ligne optique (OLT)
Le terminal de ligne optique (OLT) fonctionne pour fournir une interface optique entre le réseau de service et l'ODN, et fournit divers moyens pour transmettre divers services.L'OLT est composé en interne d'une couche principale, d'une couche de service et d'une couche publique.La couche service fournit principalement des ports de service et prend en charge plusieurs services ;la couche centrale assure la connexion croisée, le multiplexage et la transmission ;et la couche publique fournit des fonctions d'alimentation électrique et de gestion de la maintenance.
La présence de l'OLT peut réduire le couplage étroit entre le réseau de service de couche supérieure et l'interface spécifique, le support, la mise en réseau et la gestion du dispositif d'accès, et peut fournir une interface de gestion de réseau d'accès optique unifiée.
Les fonctions principales de l'OLT comprennent : la fonction de distribution d'agrégation et la fonction d'adaptation DN.
Les fonctions d'interface de service OLT comprennent : la fonction de port de service, la fonction d'adaptation d'interface de service, le traitement de signalisation d'interface et la protection d'interface de service.
Les fonctions communes OLT comprennent principalement les fonctions OAM et les fonctions d'alimentation.
La puissance optique émise par l'OLT est principalement consommée aux endroits suivants.
Répartiteur : plus le nombre de shunts est élevé, plus la perte est importante.
l Fibre : Plus la distance est longue, plus la perte est importante.
l ONU : plus le nombre est élevé, plus la puissance de transmission OLT requise est élevée.Afin de garantir que chaque puissance atteignant l'ONU est supérieure à la sensibilité de réception et dispose d'une certaine marge, le budget doit être basé sur la quantité réelle et la répartition géographique.
3.Réseau de distribution optique
Le réseau de distribution optique (ODN) est un moyen permettant d'assurer une transmission optique entre l'OLT et l'ONU.Sa fonction principale est d'achever la transmission et la distribution des informations entre l'OLT et l'ONU, et d'établir un canal de transmission d'informations de bout en bout entre l'ONU et l'OLT.
La configuration ODN est généralement un mode point à multipoint, c'est-à-dire que plusieurs ONU sont connectées à un OLT via un ODN, de sorte que plusieurs ONU peuvent partager le support de transmission optique entre l'OLT et l'ODN et le dispositif optoélectronique de l'OLT. .
(1) Composition de l’ODN
Les principaux composants passifs qui composent l'ODN sont : les câbles à fibre monomode et à fibre optique, les connecteurs, les répartiteurs optiques passifs (OBD), les atténuateurs optiques passifs et les connecteurs à fibre optique.
(2) Structure topologique de l'ODN
La topologie d'un réseau ODN est généralement une structure point à multipoint, qui peut être divisée en étoile, en arbre, en bus et en anneau.
Structure du réseau ODN
(3) Paramètres de protection active et veille
Le paramètre de protection actif/veille du réseau ODN consiste principalement à configurer deux canaux de transmission optique pour les signaux optiques transmis par le réseau ODN.Lorsque le canal principal tombe en panne, il peut automatiquement basculer vers le canal alternatif pour transmettre des signaux optiques, y compris les fibres optiques, les OLT, les ONU et les paramètres de protection primaires et de secours de la fibre de transmission.
Les fibres de transmission principale et de secours peuvent se trouver dans le même câble optique ou dans des câbles optiques différents.Les câbles optiques principaux et de secours peuvent être installés dans différentes canalisations, afin d'améliorer les performances de protection.
(4) Caractéristiques de transmission optique de l'ODN
Les caractéristiques de conception de l'ODN devraient garantir que tout service actuellement prévisible puisse être fourni sans changements majeurs, une exigence qui a un impact majeur sur les caractéristiques des divers composants passifs.Les exigences qui peuvent affecter directement les caractéristiques optiques de l'ODN sont les suivantes.
l Transparence de la longueur d'onde optique : divers composants optiques passifs ne doivent pas affecter la transparence du signal optique transmis.Le signal optique requis par le réseau optique conçu doit être transmis de manière transparente, fournissant ainsi de futures applications du système WDM.La Fondation.
l Réversibilité : lorsque la sortie et l'entrée du réseau ODN sont échangées, les caractéristiques de transmission du réseau ODN ne devraient pas changer de manière significative, c'est-à-dire que le changement de bande passante de transmission et les caractéristiques de perte optique devraient être minimes.Cela simplifie la conception du réseau.
l Cohérence des performances du réseau : le réseau ODN doit maintenir des signaux optiques cohérents.Les caractéristiques de transmission du réseau ODN doivent être cohérentes avec l'ensemble de l'OFSAN et l'ensemble du réseau de communication.La bande passante de transmission et les caractéristiques de perte optique doivent être adaptées à l'ensemble de l'OFSAN.
(5) Paramètres de performances ODN
Les paramètres qui déterminent les performances de perte de canal optique de l'ensemble du système sont principalement les suivants.
l Perte de canal optique ODN : la différence entre la puissance d'émission minimale et la sensibilité de réception la plus élevée.
l Perte de canal maximale autorisée : la différence entre la puissance d'émission maximale et la sensibilité de réception la plus élevée.
l Perte de canal minimale autorisée : la différence entre la puissance d'émission minimale et la sensibilité de réception la plus basse (point de surcharge).
(6) Reflet de l’ODN
La réflexion de l'ODN dépend de la perte de réflexion des différents composants qui composent l'ODN et des éventuels points de réflexion sur le canal optique.En général, toutes les réflexions discrètes doivent être meilleures que−35 dB, et la réflexion discrète maximale de l'accès fibre devrait être meilleure que−50 dB.
4. Unité de réseau optique (ONU)
L'unité de réseau optique (ONU) est située entre l'ODN et l'équipement utilisateur, et fournit une interface optique entre l'utilisateur et l'ODN et une interface électrique avec le côté utilisateur pour mettre en œuvre le traitement et la gestion de maintenance de divers signaux électriques.L'ONU est composée d'une couche centrale, d'une couche de service et d'une couche publique.La couche service fait principalement référence aux ports utilisateur ;la couche centrale fournit des interfaces de multiplexage et optiques ;et la couche publique assure l'alimentation électrique et la gestion de la maintenance.
5. Mode d'application PON
La transparence commerciale de PON est bonne et peut en principe être appliquée à n'importe quel signal standard et tarifaire.Par rapport aux réseaux optiques actifs point à point, la technologie PON se caractérise par une maintenance simple, un faible coût (économie des interfaces fibre et optique), une bande passante de transmission élevée et un rapport prix-performance élevé.Ces caractéristiques lui permettront de conserver un avantage concurrentiel pendant longtemps, et PON a toujours été considéré comme l'orientation future du développement du réseau d'accès.
L'application la plus appropriée pour PON est : la partie du réseau d'accès proche de l'extrémité du client ;le client du service ONU n'insiste pas sur la nécessité d'une redondance ou d'une protection de contournement ;l'OLT peut être installé sur un nœud ayant de bonnes performances de survie (par exemple, un nœud avec protection contre les ronds-points).Un lieu où les utilisateurs sont géographiquement concentrés.PON a principalement trois modes d'application.
(1) Remplacer le réseau d'agrégation à deux couches existant : PON peut remplacer le commutateur de couche 2 et l'émetteur-récepteur optique existants, et diriger le réseau d'accès du LAN vers le réseau métropolitain IP, comme indiqué dans la figure :
PON remplace le réseau de couche 2 existant
(2) Remplacez le câble d'accès du paragraphe concerné : le système PON peut remplacer la partie existante du câble optique et de l'équipement de commutation optique, économisant ainsi le câble d'accès du paragraphe concerné, comme indiqué :
PON remplace les segments pertinents pour accéder au câble optique
(3) Mode d'accès multiservice (implémentant FTTH) : le système PON peut fournir un accès multiservice et multi-débit qui répond à différentes exigences de QoS, et peut s'adapter à la diversité des utilisateurs et à l'incertitude du développement commercial, comme le montre le chiffre suivant :
Accès multiservices