1. מבנה בסיסי של PON
PON (רשת אופטית פסיבית)
PON היא רשת גישה אופטית דו-כיוונית דו-כיוונית המשתמשת במבנה נקודה לריבוי נקודות (P2MP).מערכת ה-PON מורכבת ממסוף קו אופטי (OLT), רשת הפצה אופטית (ODN) ויחידת רשת אופטית (ONU) בצד המשתמש של המשרד המרכזי, והיא מערכת דו-כיוונית חד-סיבית.בכיוון למטה (OLT ל-ONU), האות שנשלח ע"י ה-OLT מגיע לכל ONU דרך ה-ODN. בכיוון ה-Upstream (ONU ל-OLT), האות שנשלח ע"י ה-ONU יגיע רק ל-OLT ולא יגיע ל-ONUs אחרים על מנת למנוע התנגשות נתונים ולשפר את יעילות הרשת, כיוון הקישור מעלה מאמץ מצב גישה מרובה TDMA, ומנהל את העברת הנתונים של כל ONU.ה-ODN מספק ערוצים אופטיים בין ה-OLT ל-ONU.מבנה הייחוס של ה- PON מוצג באיור למטה.
מבנה התייחסות למערכת PON
ה-OLT ממוקם בצד הרשת וממוקם במשרד המרכזי.זה יכול להיות מתג L2 או נתב L3, המספק ריכוז וגישה לרשת, המאפשר המרה אופטית/חשמלית, הקצאת רוחב פס ושליטה בכל חיבור ערוץ, עם ניטור וניהול בזמן אמת.ופונקציות תחזוקה.ה-ONU ממוקם בצד המשתמש כדי ליישם ניהול עיבוד ותחזוקה של אותות חשמליים שונים, ומספק ממשק בצד המשתמש.ה-OLT וה-ONU מחוברים על ידי מפצל אופטי פסיבי, והמפצל האופטי משמש להפצת נתוני קישור למטה ונתוני קישור מצטבר.בנוסף לציוד הקצה, מערכת PON אינה דורשת רכיבים חשמליים ולכן היא פסיבית.
ה-PON מאמץ טכנולוגיית ריבוי חלוקת אורך גל (WDM) עם שילוב אורך גל של 1490 ננומטר למטה/עלייה של 1310 ננומטר על סיב בודד.כיוון הקישור למעלה הוא מצב נקודה לנקודה, וכיוון הקישור למטה הוא מצב שידור.האיור שלהלן מציג את המבנה הבסיסי של ה-PON.
מבנה רשת בסיסי של PON
בכיוון למטה, ה-OLT משדר את מנות הנתונים לכל ה-ONUs באופן שידור, כל מנה נושאת כותרת עם שידור למזהה ONU של היעד.כאשר חבילת הנתונים מגיעה ל-ONU, שכבת ה-MAC של ה-ONU מבצעת רזולוציית כתובות, מחלצת את חבילת הנתונים השייכת לעצמה וזורקת מנות נתונים אחרות.
כיוון ה-uplink משתמש בטכנולוגיית Time Division Multiplexing (TDM), ומידע ה-uplink של מספר ONUs מהווה זרם מידע TDM שישודר ל-OLT.
2. מסוף קו אופטי (OLT)
מסוף הקו האופטי (OLT) מתפקד לספק ממשק אופטי בין רשת השירות ל-ODN, ומספק אמצעים שונים להעברת שירותים שונים.ה-OLT מורכב באופן פנימי משכבת ליבה, שכבת שירות ושכבה ציבורית.שכבת השירות מספקת בעיקר יציאות שירות ותומכת במספר שירותים;שכבת הליבה מספקת חיבור צולב, ריבוי ושידור;והשכבה הציבורית מספקת פונקציות ניהול אספקת חשמל ותחזוקה.
הנוכחות של ה-OLT יכולה להפחית את הצימוד ההדוק בין רשת השירות בשכבה העליונה לממשק הספציפי, הנושא, הרשת וניהול ההתקנים של התקן הגישה, ויכולה לספק ממשק ניהול רשת גישה אופטית אחידה.
פונקציות הליבה של OLT כוללות: פונקציית הפצת צבירה ופונקציית התאמת DN.
פונקציות ממשק השירות OLT כוללות: פונקציית יציאת שירות, פונקציית התאמת ממשק שירות, עיבוד איתות ממשק והגנה על ממשק שירות.
הפונקציות הנפוצות של OLT כוללות בעיקר פונקציות OAM ופונקציות אספקת חשמל.
ההספק האופטי הנפלט מה-OLT נצרך בעיקר במקומות הבאים.
מפצל: ככל שמספר השאנטים גדול יותר, כך ההפסד גדול יותר.
l סיבים: ככל שהמרחק ארוך יותר, כך ההפסד גדול יותר.
l ONU: ככל שהמספר גדול יותר, עוצמת השידור הנדרשת OLT גדולה יותר.על מנת להבטיח שכל כוח שמגיע ל-ONU גבוה מהרגישות המקבלת ובעל מרווח מסוים, התקציב צריך להתבסס על הכמות בפועל ועל פיזור גיאוגרפי.
3. רשת הפצה אופטית
רשת ההפצה האופטית (ODN) היא אמצעי למתן שידור אופטי בין ה-OLT ל-ONU.תפקידו העיקרי הוא להשלים את העברת המידע והפצת המידע בין ה- OLT ל- ONU, וליצור ערוץ העברת מידע מקצה לקצה בין ONU ל- OLT.
תצורת ה-ODN היא בדרך כלל מצב מנקודה לריבוי נקודות, כלומר, מספר ONUs מחוברים ל-OLT אחד דרך ODN אחד, כך שמספר ONUs יכולים לחלוק את מדיום השידור האופטי בין ה-OLT וה-ODN וההתקן האופטו-אלקטרוני של ה-OLT .
(1) הרכב ODN
הרכיבים הפאסיביים העיקריים המרכיבים את ה-ODN הם: כבל סיבים וסיבים אופטיים במצב יחיד, מחברים, מפצלים אופטיים פסיביים (OBD), מנחתים אופטיים פסיביים ומחברי סיבים אופטיים.
(2) מבנה טופולוגי של ODN
הטופולוגיה של רשת ODN היא בדרך כלל מבנה מנקודה לריבוי נקודות, אותו ניתן לחלק לכוכב, עץ, אוטובוס וטבעת.
מבנה רשת ODN
(3) הגדרות להגנה אקטיבית והמתנה
הגדרת ההגנה הפעילה/המתנה של רשת ה-ODN היא בעיקר הגדרת שני ערוצי שידור אופטיים עבור האותות האופטיים המשודרים על ידי רשת ה-ODN.כאשר הערוץ הראשי נכשל, הוא יכול לעבור אוטומטית לערוץ החלופי כדי לשדר אותות אופטיים, כולל סיבים אופטיים, OLTs, ONUs והגדרות ההגנה הראשיות והגיבוי של סיב השידור.
סיבי השידור הראשיים וההמתנה יכולים להיות באותו כבל אופטי או בכבלים אופטיים שונים.ניתן להתקין את הכבלים האופטיים הראשיים והגיבוי בצינורות שונים, כך שביצועי ההגנה טובים יותר.
(4) מאפייני שידור אופטיים של ODN
תכונות העיצוב של ODN אמורות להבטיח שניתן לספק כל שירות שניתן לצפות כעת ללא שינויים גדולים, דרישה שיש לה השפעה רבה על המאפיינים של רכיבים פסיביים שונים.הדרישות שעשויות להשפיע ישירות על המאפיינים האופטיים של ה-ODN הן כדלקמן.
l שקיפות אורך גל אופטי: רכיבים פסיביים אופטיים שונים אינם אמורים להשפיע על השקיפות של האות האופטי המשודר.האות האופטי הנדרש על ידי הרשת האופטית המעוצבת צריך להיות מועבר בשקיפות, ובכך לספק יישומי מערכת WDM עתידיים.הקרן.
l הפיכות: כאשר הפלט והקלט של רשת ה-ODN מוחלפים, מאפייני השידור של רשת ה-ODN לא צריכים להשתנות באופן משמעותי, כלומר, השינוי ברוחב הפס של השידור ומאפייני האובדן האופטי צריכים להיות מינימליים.זה מפשט את העיצוב של הרשת.
l עקביות של ביצועי הרשת: רשת ODN צריכה לשמור על אותות אופטיים עקביים.מאפייני השידור של רשת ה-ODN צריכים להיות עקביים עם כל ה-OFSAN ורשת התקשורת כולה.מאפייני רוחב הפס והפסד האופטי צריכים להתאים לכל ה-OFSAN.
(5) פרמטרים של ביצועי ODN
הפרמטרים הקובעים את ביצועי אובדן הערוץ האופטי של המערכת כולה הם בעיקר כדלקמן.
l אובדן ערוץ אופטי ODN: ההבדל בין הספק השידור המינימלי לבין רגישות הקבלה הגבוהה ביותר.
l אובדן ערוץ מרבי מותר: ההפרש בין הספק השידור המרבי לרגישות הקבלה הגבוהה ביותר.
l אובדן ערוץ מינימלי מותר: ההפרש בין הספק השידור המינימלי לבין רגישות הקבלה הנמוכה ביותר (נקודת עומס יתר).
(6) השתקפות של ODN
השתקפות ה-ODN תלויה באובדן ההחזר של הרכיבים השונים המרכיבים את ה-ODN ובכל נקודות השתקפות בערוץ האופטי.באופן כללי, כל ההשתקפויות הבדידות חייבות להיות טובות יותר מאשר-35 dB, וההשתקפות הבדידה המקסימלית של גישה לסיבים צריכה להיות טובה יותר מאשר-50 dB.
4. יחידת רשת אופטית (ONU)
יחידת הרשת האופטית (ONU) ממוקמת בין ה-ODN לציוד המשתמש, ומספקת ממשק אופטי בין המשתמש ל-ODN וממשק חשמלי עם צד המשתמש ליישום ניהול עיבוד ותחזוקה של אותות חשמליים שונים.ה-ONU מורכב משכבת ליבה, שכבת שירות ושכבה ציבורית.שכבת השירות מתייחסת בעיקר ליציאות משתמש;שכבת הליבה מספקת ריבוי וממשקים אופטיים;והשכבה הציבורית מספקת אספקת חשמל ותחזוקה.
5. מצב יישום PON
השקיפות העסקית של PON טובה, ובאופן עקרוני ניתן ליישם אותה על כל אות תקן וקצב.בהשוואה לרשתות אופטיות אקטיביות מנקודה לנקודה, טכנולוגיית PON מאופיינת בתחזוקה פשוטה, עלות נמוכה (חיסכון בסיבים וממשקים אופטיים), רוחב פס שידור גבוה ויחס מחיר ביצועים גבוה.מאפיינים אלו יגרמו לה לשמור על יתרון תחרותי לאורך זמן, ו-PON תמיד נחשבה לכיוון הפיתוח העתידי של רשת הגישה.
האפליקציה המתאימה ביותר ל-PON היא: החלק של רשת הגישה הקרוב לקצה הלקוח;הלקוח של שירות ONU אינו מדגיש את הצורך בהגנה על יתירות או עקיפת;ניתן להגדיר את ה-OLT בצומת עם ביצועי שרידות טובים (לדוגמה, צומת עם הגנת סיבוב).מקום בו משתמשים מרוכזים גיאוגרפית.ל-PON יש בעיקר שלושה מצבי יישום.
(1) החלף את רשת הצבירה הדו-שכבתית הקיימת: PON יכולה להחליף את מתג שכבה 2 ואת מקלט המשדר האופטי הקיים, ולנתב את רשת הגישה של ה-LAN לרשת המטרופולין IP, כפי שמוצג באיור:
PON מחליף את רשת שכבה 2 הקיימת
(2) החלף את כבל הגישה של הפסקה הרלוונטית: מערכת PON יכולה להחליף את החלק הקיים של הכבל האופטי וציוד המיתוג האופטי, ובכך לחסוך את כבל הגישה של הפסקה הרלוונטית, כפי שמוצג:
PON מחליף מקטעים רלוונטיים לגישה לכבל אופטי
(3) מצב גישה מרובת שירותים (הטמעת FTTH): מערכת PON יכולה לספק גישה מרובת שירותים וגישה מרובת קצבים העומדות בדרישות QoS שונות, ויכולה להתאים את עצמה למגוון המשתמשים ולאי הוודאות של הפיתוח העסקי, כפי שמוצג ב- הדמות הבאה:
גישה מרובת שירותים