1. Grunnleggende struktur av PON
PON (passivt optisk nettverk)
PON er et enkeltfiber toveis optisk aksessnettverk som bruker en punkt-til-multipunkt (P2MP) struktur.PON-systemet består av en optisk linjeterminal (OLT), et optisk distribusjonsnettverk (ODN) og en optisk nettverksenhet (ONU) på brukersiden av sentralkontoret, og er et toveis enkeltfibersystem.I nedstrømsretningen (OLT til ONU), når signalet som sendes av OLT hver ONU gjennom ODN. I oppstrømsretningen (ONU til OLT), vil signalet sendt av ONU bare nå OLT og vil ikke nå andre ONUer .For å unngå datakollisjon og forbedre nettverkseffektiviteten, bruker opplink-retningen TDMA-multitilgangsmodus, og administrerer dataoverføring av hver ONU.ODN gir optiske kanaler mellom OLT og ONU.Referansestrukturen til PON er vist i figuren nedenfor.
PON-systemets referansestruktur
OLT er plassert på nettverkssiden og plassert på sentralkontoret.Det kan være en L2-svitsj eller en L3-ruter, som gir nettverkskonsentrasjon og tilgang, muliggjør optisk/elektrisk konvertering, båndbreddetildeling og kontroll av hver kanalforbindelse, med sanntidsovervåking og administrasjon.Og vedlikeholdsfunksjoner.ONU-en er plassert på brukersiden for å implementere behandlings- og vedlikeholdsstyring av ulike elektriske signaler, og gir et brukergrensesnitt.OLT og ONU er koblet sammen med en passiv optisk splitter, og den optiske splitteren brukes til å distribuere nedlinkdata og samle opplinkdata.I tillegg til terminalutstyret krever ikke PON-systemet elektriske komponenter og er derfor passivt.
PON bruker en bølgelengdedelingsmultipleksing (WDM) teknologi med en nedlink 1490 nm/uplink 1310 nm bølgelengdekombinasjon på en enkelt fiber.Opplink-retningen er en punkt-til-punkt-modus, og nedlink-retningen er en kringkastingsmodus.Figuren nedenfor viser den grunnleggende strukturen til PON.
Grunnleggende nettverksstruktur for PON
I nedstrømsretningen sender OLT datapakkene til alle ONU-er på en kringkastingsmåte, hver pakke har en overskrift med en overføring til destinasjons-ONU-identifikatoren.Når datapakken ankommer ONU, utfører MAC-laget til ONU adresseoppløsning, trekker ut datapakken som tilhører seg selv, og forkaster andre datapakker.
Opplinkretningen bruker Time Division Multiplexing (TDM) teknologi, og opplinkinformasjonen til flere ONUer utgjør en TDM-informasjonsstrøm som skal overføres til OLT.
2. Optisk linjeterminal (OLT)
Den optiske linjeterminalen (OLT) fungerer for å gi et optisk grensesnitt mellom tjenestenettverket og ODN, og tilveiebringer forskjellige midler for overføring av forskjellige tjenester.OLT er internt sammensatt av et kjernelag, et tjenestelag og et offentlig lag.Tjenestelaget gir hovedsakelig tjenesteporter og støtter flere tjenester;kjernelaget gir kryssforbindelse, multipleksing og overføring;og det offentlige laget gir strømforsyning og vedlikeholdsadministrasjonsfunksjoner.
Tilstedeværelsen av OLT kan redusere den tette koblingen mellom det øvre lags tjenestenettverk og det spesifikke grensesnittet, bæreren, nettverket og enhetsadministrasjonen til tilgangsenheten, og kan gi et enhetlig optisk tilgangsnettverksadministrasjonsgrensesnitt.
Kjernefunksjonene til OLT inkluderer: aggregeringsdistribusjonsfunksjon og DN-tilpasningsfunksjon.
OLT-tjenestegrensesnittfunksjonene inkluderer: tjenesteportfunksjon, tjenestegrensesnitttilpasningsfunksjon, grensesnittsignalbehandling og beskyttelse av tjenestegrensesnitt.
OLTs fellesfunksjoner inkluderer hovedsakelig OAM-funksjoner og strømforsyningsfunksjoner.
Den optiske kraften som sendes ut fra OLT forbrukes hovedsakelig på følgende steder.
Splitter: Jo større antall shunter, jo større tap.
l Fiber: Jo lengre avstand, jo større tap.
l ONU: Jo større tall, desto større OLT-sendeeffekt kreves.For å sikre at hver kraft som når ONU er høyere enn mottakssensitiviteten og har en viss margin, bør budsjettet baseres på faktisk mengde og geografisk fordeling.
3.Optisk distribusjonsnettverk
Det optiske distribusjonsnettverket (ODN) er et middel for å gi optisk overføring mellom OLT og ONU.Hovedfunksjonen er å fullføre informasjonsoverføringen og distribusjonen mellom OLT og ONU, og etablere en ende-til-ende informasjonsoverføringskanal mellom ONU og OLT.
ODN-konfigurasjonen er vanligvis en punkt-til-multipunkt-modus, det vil si at flere ONUer er koblet til en OLT gjennom en ODN, slik at flere ONUer kan dele det optiske overføringsmediet mellom OLT og ODN og den optoelektroniske enheten til OLT .
(1) Sammensetning av ODN
De viktigste passive komponentene som utgjør ODN er: enkeltmodus fiber og fiberoptisk kabel, kontakter, passive optiske splittere (OBD), passive optiske attenuatorer og fiberoptiske kontakter.
(2) Topologisk struktur av ODN
Topologien til et ODN-nettverk er vanligvis en punkt-til-multipunkt-struktur, som kan deles inn i en stjerne, et tre, en buss og en ring.
ODN-nettverksstruktur
(3) Innstillinger for aktiv beskyttelse og standby-beskyttelse
Aktiv/standby-beskyttelsesinnstillingen til ODN-nettverket er hovedsakelig å sette opp to optiske overføringskanaler for de optiske signalene som sendes av ODN-nettverket.Når primærkanalen svikter, kan den automatisk bytte til den alternative kanalen for å overføre optiske signaler, inkludert optiske fibre, OLT-er, ONU-er og innstillingene for primær- og sikkerhetskopibeskyttelse for overføringsfiberen.
Hoved- og standby-overføringsfibrene kan være i samme optiske kabel eller i forskjellige optiske kabler.De optiske hoved- og backupkablene kan installeres i forskjellige rørledninger, slik at beskyttelsesytelsen blir bedre.
(4) Optiske overføringsegenskaper til ODN
ODNs designfunksjoner skal sikre at enhver påregnelig tjeneste kan leveres uten store endringer, et krav som har stor innvirkning på egenskapene til ulike passive komponenter.Kravene som direkte kan påvirke de optiske egenskapene til ODN er som følger.
l Optisk bølgelengdetransparens: Ulike optiske passive komponenter skal ikke påvirke gjennomsiktigheten til det overførte optiske signalet.Det optiske signalet som kreves av det utformede optiske nettverket bør overføres transparent, og dermed gi fremtidige WDM-systemapplikasjoner.Stiftelsen.
l Reversibilitet: Når utgangen og inngangen til ODN-nettverket byttes om, bør overføringskarakteristikkene til ODN-nettverket ikke endres vesentlig, det vil si at endringen av overføringsbåndbredde og optiske tapskarakteristikk skal være minimal.Dette forenkler utformingen av nettverket.
l Konsistens i nettverksytelsen: ODN-nettverket bør opprettholde konsistente optiske signaler.Overføringsegenskapene til ODN-nettverket bør være konsistente med hele OFSAN og hele kommunikasjonsnettverket.Overføringsbåndbredden og optiske tapskarakteristikk bør være egnet for hele OFSAN.
(5) ODN-ytelsesparametere
Parametrene som bestemmer den optiske kanaltapsytelsen til hele systemet er hovedsakelig som følger.
l ODN optisk kanaltap: forskjellen mellom minimum sendeeffekt og høyeste mottaksfølsomhet.
l Maksimalt tillatt kanaltap: forskjellen mellom maksimal sendeeffekt og høyeste mottaksfølsomhet.
l Minimum tillatt kanaltap: forskjellen mellom minimum sendeeffekt og laveste mottaksfølsomhet (overbelastningspunkt).
(6) Refleksjon av ODN
Refleksjonen av ODN avhenger av returtapet til de ulike komponentene som utgjør ODN og eventuelle refleksjonspunkter på den optiske kanalen.Generelt må alle diskrete refleksjoner være bedre enn−35 dB, og maksimal diskret refleksjon av fibertilgang bør være bedre enn−50 dB.
4. Optisk nettverksenhet (ONU)
Den optiske nettverksenheten (ONU) er plassert mellom ODN og brukerutstyret, og gir et optisk grensesnitt mellom bruker og ODN og et elektrisk grensesnitt mot brukersiden for å implementere prosessering og vedlikeholdsstyring av ulike elektriske signaler.ONU består av et kjernelag, et tjenestelag og et offentlig lag.Tjenestelaget refererer hovedsakelig til brukerporter;kjernelaget gir multipleksing og optiske grensesnitt;og det offentlige laget sørger for strømforsyning og vedlikeholdsstyring.
5. PON-applikasjonsmodus
PONs forretningstransparens er god, og kan i prinsippet brukes på alle standard- og ratesignaler.Sammenlignet med punkt-til-punkt aktive optiske nettverk, er PON-teknologien preget av enkelt vedlikehold, lave kostnader (sparer fiber og optiske grensesnitt), høy overføringsbåndbredde og høy ytelsesprisforhold.Disse egenskapene vil gjøre at den opprettholder et konkurransefortrinn i lang tid, og PON har alltid vært ansett som den fremtidige utviklingsretningen for aksessnettet.
Den mest passende applikasjonen for PON er: delen av aksessnettverket som er nær slutten av kunden;kunden av ONU-tjenesten understreker ikke behovet for redundans eller bypass-beskyttelse;OLT kan settes opp på en node med god overlevelsesytelse (for eksempel en node med rundkjøringsbeskyttelse).Et sted hvor brukerne er geografisk konsentrert.PON har hovedsakelig tre applikasjonsmoduser.
(1) Bytt ut det eksisterende to-lags aggregeringsnettverket: PON kan erstatte den eksisterende Layer 2-svitsjen og den optiske transceiveren, og dirigere LAN-tilgangsnettverket til IP-storbynettverket, som vist i figuren:
PON erstatter eksisterende lag 2-nettverk
(2) Bytt ut tilgangskabelen i det relevante avsnittet: PON-systemet kan erstatte den eksisterende delen av den optiske kabelen og det optiske svitsjeutstyret, og sparer dermed tilgangskabelen til det relevante avsnittet, som vist:
PON erstatter relevante segmenter for å få tilgang til optisk kabel
(3) Multi-service tilgangsmodus (implementerer FTTH): PON-systemet kan gi multi-service og multi-rate tilgang som oppfyller ulike QoS-krav, og kan tilpasse seg mangfoldet av brukere og usikkerheten i forretningsutvikling, som vist i følgende figur:
Multi-tjeneste tilgang