1. Basisstructuur van PON
PON (passief optisch netwerk)
PON is een bidirectioneel optisch toegangsnetwerk met één vezel dat gebruik maakt van een point-to-multipoint (P2MP) structuur.Het PON-systeem bestaat uit een optische lijnterminal (OLT), een optisch distributienetwerk (ODN) en een optische netwerkeenheid (ONU) aan de gebruikerszijde van het hoofdkantoor, en is een bidirectioneel systeem met één vezel.In de stroomafwaartse richting (OLT naar ONU) bereikt het door de OLT verzonden signaal elke ONU via de ODN. In de stroomopwaartse richting (ONU naar OLT) zal het door de ONU verzonden signaal alleen de OLT bereiken en geen andere ONU's bereiken Om gegevensbotsing te voorkomen en de netwerkefficiëntie te verbeteren, gebruikt de uplink-richting de TDMA-modus voor meervoudige toegang en wordt de gegevensoverdracht van elke ONU beheerd.De ODN biedt optische kanalen tussen de OLT en de ONU.De referentiestructuur van de PON is weergegeven in onderstaande figuur.
PON-systeemreferentiestructuur
De OLT bevindt zich aan de netwerkzijde en wordt bij het centrale kantoor geplaatst.Het kan een L2-switch of een L3-router zijn, die netwerkconcentratie en -toegang biedt, optische/elektrische conversie, toewijzing van bandbreedte en controle van elke kanaalverbinding mogelijk maakt, met realtime monitoring en beheer.En onderhoudsfuncties.De ONU bevindt zich aan de gebruikerszijde om het verwerkings- en onderhoudsbeheer van verschillende elektrische signalen te implementeren, en biedt een interface aan de gebruikerszijde.De OLT en de ONU zijn verbonden door een passieve optische splitter, en de optische splitter wordt gebruikt om downlinkgegevens te distribueren en uplinkgegevens te verzamelen.Naast de eindapparatuur heeft het PON-systeem geen elektrische componenten nodig en is daarom passief.
De PON maakt gebruik van een golflengteverdelingsmultiplextechnologie (WDM) met een downlink-golflengtecombinatie van 1490 nm/uplink 1310 nm op één enkele vezel.De uplink-richting is een point-to-point-modus en de downlink-richting is een broadcast-modus.Onderstaande figuur toont de basisstructuur van de PON.
Basisnetwerkstructuur van PON
In de stroomafwaartse richting verzendt de OLT de datapakketten op een broadcast-manier naar alle ONU's, waarbij elk pakket een header draagt met een transmissie naar de bestemming-ONU-identificator.Wanneer het datapakket bij de ONU arriveert, voert de MAC-laag van de ONU de adresresolutie uit, extraheert het datapakket dat bij hemzelf hoort en gooit andere datapakketten weg.
De uplink-richting maakt gebruik van Time Division Multiplexing (TDM)-technologie, en de uplink-informatie van meerdere ONU's vormt een TDM-informatiestroom die naar de OLT moet worden verzonden.
2.Optische lijnterminal (OLT)
De optische lijnterminal (OLT) functioneert om een optische interface te verschaffen tussen het servicenetwerk en de ODN, en biedt verschillende middelen voor het verzenden van verschillende services.De OLT bestaat intern uit een kernlaag, een servicelaag en een publieke laag.De servicelaag biedt voornamelijk servicepoorten en ondersteunt meerdere services;de kernlaag zorgt voor kruisverbinding, multiplexing en transmissie;en de publieke laag biedt functies voor stroomvoorziening en onderhoudsbeheer.
De aanwezigheid van de OLT kan de nauwe koppeling tussen het servicenetwerk van de bovenste laag en de specifieke interface, de drager, het netwerk en het apparaatbeheer van het toegangsapparaat verminderen, en kan een uniforme interface voor het beheer van het optische toegangsnetwerk bieden.
De kernfuncties van de OLT omvatten: aggregatiedistributiefunctie en DN-aanpassingsfunctie.
De OLT-service-interfacefuncties omvatten: servicepoortfunctie, service-interface-aanpassingsfunctie, interfacesignaleringsverwerking en service-interfacebescherming.
De gemeenschappelijke OLT-functies omvatten voornamelijk OAM-functies en voedingsfuncties.
Het optische vermogen dat door de OLT wordt uitgezonden, wordt voornamelijk op de volgende plaatsen verbruikt.
Splitter: Hoe groter het aantal shunts, hoe groter het verlies.
l Vezel: hoe langer de afstand, hoe groter het verlies.
l ONU: Hoe groter het getal, hoe groter het benodigde OLT-zendvermogen.Om ervoor te zorgen dat elke macht die de ONU bereikt hoger is dan de ontvangstgevoeligheid en een bepaalde marge heeft, moet het budget gebaseerd zijn op de werkelijke hoeveelheid en geografische spreiding.
3.Optisch distributienetwerk
Het optische distributienetwerk (ODN) is een middel om optische transmissie tussen de OLT en de ONU te verzorgen.De belangrijkste functie ervan is het voltooien van de informatieoverdracht en -distributie tussen de OLT en de ONU, en het opzetten van een end-to-end informatieoverdrachtkanaal tussen de ONU en de OLT.
De ODN-configuratie is meestal een point-to-multipoint-modus, dat wil zeggen dat meerdere ONU's via één ODN op één OLT zijn aangesloten, zodat meerdere ONU's het optische transmissiemedium kunnen delen tussen de OLT en de ODN en het opto-elektronische apparaat van de OLT .
(1) Samenstelling van ODN
De belangrijkste passieve componenten waaruit de ODN bestaat, zijn: single-mode glasvezel- en glasvezelkabel, connectoren, passieve optische splitters (OBD), passieve optische verzwakkers en glasvezelconnectoren.
(2) Topologische structuur van ODN
De topologie van een ODN-netwerk is doorgaans een point-to-multipoint-structuur, die kan worden onderverdeeld in een ster, een boom, een bus en een ring.
ODN-netwerkstructuur
(3) Instellingen voor actieve en stand-bybescherming
De actieve/standby-beveiligingsinstelling van het ODN-netwerk is voornamelijk bedoeld om twee optische transmissiekanalen in te stellen voor de optische signalen die door het ODN-netwerk worden verzonden.Wanneer het primaire kanaal uitvalt, kan het automatisch overschakelen naar het alternatieve kanaal om optische signalen te verzenden, inclusief optische vezels, OLT's, ONU's en de primaire en back-upbeveiligingsinstellingen van de transmissievezel.
De hoofd- en standby-transmissievezels kunnen zich in dezelfde optische kabel of in verschillende optische kabels bevinden.De hoofd- en back-up optische kabels kunnen in verschillende pijpleidingen worden geïnstalleerd, zodat de beschermingsprestaties beter zijn.
(4) Optische transmissiekarakteristieken van ODN
De ontwerpkenmerken van ODN moeten ervoor zorgen dat elke momenteel te verwachten dienst zonder grote veranderingen kan worden geleverd, een vereiste die een grote impact heeft op de kenmerken van verschillende passieve componenten.De vereisten die rechtstreeks van invloed kunnen zijn op de optische kenmerken van de ODN zijn als volgt.
l Optische golflengtetransparantie: Verschillende optische passieve componenten mogen de transparantie van het verzonden optische signaal niet beïnvloeden.Het optische signaal dat vereist is door het ontworpen optische netwerk moet transparant worden verzonden, waardoor toekomstige WDM-systeemtoepassingen worden geboden.De stichting.
l Omkeerbaarheid: Wanneer de output en input van het ODN-netwerk worden uitgewisseld, mogen de transmissiekarakteristieken van het ODN-netwerk niet significant veranderen, dat wil zeggen dat de verandering in transmissiebandbreedte en optische verlieskarakteristieken minimaal moeten zijn.Dit vereenvoudigt het ontwerp van het netwerk.
l Consistentie van netwerkprestaties: het ODN-netwerk moet consistente optische signalen behouden.De transmissiekarakteristieken van het ODN-netwerk moeten consistent zijn met het gehele OFSAN en het gehele communicatienetwerk.De transmissiebandbreedte en optische verlieskarakteristieken moeten geschikt zijn voor het gehele OFSAN.
(5) ODN-prestatieparameters
De parameters die de prestaties van het optische kanaalverlies van het gehele systeem bepalen, zijn hoofdzakelijk als volgt.
l ODN optisch kanaalverlies: het verschil tussen het minimale zendvermogen en de hoogste ontvangstgevoeligheid.
l Maximaal toegestaan kanaalverlies: het verschil tussen het maximale zendvermogen en de hoogste ontvangstgevoeligheid.
l Minimaal toegestaan kanaalverlies: het verschil tussen het minimale zendvermogen en de laagste ontvangstgevoeligheid (overbelastingspunt).
(6) Weerspiegeling van ODN
De reflectie van de ODN hangt af van het retourverlies van de verschillende componenten waaruit de ODN bestaat en eventuele reflectiepunten op het optische kanaal.Over het algemeen moeten alle discrete reflecties beter zijn dan−35 dB, en de maximale discrete reflectie van glasvezeltoegang zou beter moeten zijn dan−50dB.
4. Optische netwerkeenheid (ONU)
De optische netwerkeenheid (ONU) bevindt zich tussen de ODN en de gebruikersapparatuur en biedt een optische interface tussen de gebruiker en de ODN en een elektrische interface met de gebruikerszijde om verwerkings- en onderhoudsbeheer van verschillende elektrische signalen te implementeren.De ONU bestaat uit een kernlaag, een servicelaag en een publieke laag.De servicelaag heeft voornamelijk betrekking op gebruikerspoorten;de kernlaag biedt multiplex- en optische interfaces;en de publieke laag zorgt voor het beheer van de stroomvoorziening en het onderhoud.
5. PON-toepassingsmodus
De zakelijke transparantie van PON is goed en kan in principe op ieder norm- en tariefsignaal worden toegepast.Vergeleken met point-to-point actieve optische netwerken wordt PON-technologie gekenmerkt door eenvoudig onderhoud, lage kosten (besparing op glasvezel- en optische interfaces), hoge transmissiebandbreedte en een hoge prestatieprijsverhouding.Deze kenmerken zullen ervoor zorgen dat het gedurende lange tijd een concurrentievoordeel zal behouden, en PON is altijd beschouwd als de toekomstige ontwikkelingsrichting van het toegangsnetwerk.
De meest geschikte toepassing voor PON is: het deel van het toegangsnetwerk dichtbij het einde van de klant;de klant van de ONU-dienst benadrukt niet de noodzaak van redundantie of bypass-beveiliging;de OLT kan worden opgesteld op een knooppunt met goede overlevingsprestaties (bijvoorbeeld een knooppunt met rotondebeveiliging).Een plek waar gebruikers geografisch geconcentreerd zijn.PON kent hoofdzakelijk drie toepassingsmodi.
(1) Vervang het bestaande tweelaagse aggregatienetwerk: PON kan de bestaande Layer 2-switch en optische transceiver vervangen en het toegangsnetwerk van het LAN naar het IP grootstedelijke netwerk leiden, zoals weergegeven in de afbeelding:
PON vervangt het bestaande Layer 2-netwerk
(2) Vervang de toegangskabel van de relevante paragraaf: het PON-systeem kan het bestaande deel van de optische kabel en optische schakelapparatuur vervangen, waardoor de toegangskabel van de relevante paragraaf wordt bespaard, zoals weergegeven:
PON vervangt relevante segmenten om toegang te krijgen tot optische kabel
(3) Multi-service toegangsmodus (implementatie van FTTH): Het PON-systeem kan multi-service en multi-rate toegang bieden die aan verschillende QoS-vereisten voldoet, en kan zich aanpassen aan de diversiteit van gebruikers en de onzekerheid van de bedrijfsontwikkeling, zoals weergegeven in de volgende figuur:
Toegang voor meerdere services