1. Estrutura básica do PON
PON (Rede Óptica Passiva)
PON é uma rede de acesso óptico bidirecional de fibra única que usa uma estrutura ponto-multiponto (P2MP).O sistema PON é composto por um terminal de linha óptica (OLT), uma rede de distribuição óptica (ODN) e uma unidade de rede óptica (ONU) no lado do usuário do escritório central e é um sistema bidirecional de fibra única.Na direção downstream (OLT para ONU), o sinal enviado pela OLT chega a cada ONU através do ODN. Na direção upstream (ONU para OLT), o sinal enviado pela ONU chegará apenas à OLT e não alcançará outras ONUs .Para evitar colisão de dados e melhorar a eficiência da rede, a direção do uplink adota o modo de acesso múltiplo TDMA e gerencia a transmissão de dados de cada ONU.O ODN fornece canais ópticos entre o OLT e a ONU.A estrutura de referência da PON é mostrada na figura abaixo.
Estrutura de referência do sistema PON
A OLT está localizada no lado da rede e no escritório central.Pode ser um switch L2 ou um roteador L3, proporcionando concentração e acesso à rede, possibilitando conversão óptica/elétrica, alocação de largura de banda e controle de conexão de cada canal, com monitoramento e gerenciamento em tempo real.E funções de manutenção.A ONU está localizada no lado do usuário para implementar o gerenciamento de processamento e manutenção de vários sinais elétricos e fornece uma interface do lado do usuário.O OLT e a ONU são conectados por um divisor óptico passivo, e o divisor óptico é usado para distribuir dados de downlink e agregar dados de uplink.Além do equipamento terminal, o sistema PON não necessita de componentes elétricos e, portanto, é passivo.
O PON adota uma tecnologia de multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM) com uma combinação de comprimento de onda downlink de 1490 nm/uplink de 1310 nm em uma única fibra.A direção do uplink é um modo ponto a ponto e a direção do downlink é um modo de transmissão.A figura abaixo mostra a estrutura básica do PON.
Estrutura básica de rede do PON
Na direção downstream, o OLT transmite os pacotes de dados para todas as ONUs de forma broadcast, cada pacote carregando um cabeçalho com uma transmissão para o identificador da ONU de destino.Quando o pacote de dados chega à ONU, a camada MAC da ONU realiza a resolução de endereços, extrai o pacote de dados que lhe pertence e descarta os demais pacotes de dados.
A direção do uplink usa a tecnologia Time Division Multiplexing (TDM), e as informações do uplink de múltiplas ONUs constituem um fluxo de informações TDM a ser transmitido ao OLT.
2. Terminal de linha óptica (OLT)
O terminal de linha óptica (OLT) funciona para fornecer uma interface óptica entre a rede de serviço e o ODN e fornece vários meios para transmitir vários serviços.A OLT é composta internamente por uma camada central, uma camada de serviço e uma camada pública.A camada de serviço fornece principalmente portas de serviço e oferece suporte a vários serviços;a camada central fornece conexão cruzada, multiplexação e transmissão;e a camada pública fornece funções de fornecimento de energia e gerenciamento de manutenção.
A presença do OLT pode reduzir o forte acoplamento entre a rede de serviço da camada superior e a interface específica, o portador, a rede e o gerenciamento do dispositivo de acesso, e pode fornecer uma interface unificada de gerenciamento de rede de acesso óptico.
As funções principais do OLT incluem: função de distribuição de agregação e função de adaptação de DN.
As funções da interface de serviço OLT incluem: função de porta de serviço, função de adaptação de interface de serviço, processamento de sinalização de interface e proteção de interface de serviço.
As funções comuns da OLT incluem principalmente funções OAM e funções de fonte de alimentação.
A potência óptica emitida pelo OLT é consumida principalmente nos seguintes locais.
Divisor: Quanto maior o número de shunts, maior será a perda.
l Fibra: Quanto maior a distância, maior a perda.
l ONU: Quanto maior o número, maior será a potência de transmissão OLT necessária.Para garantir que cada potência que chega à ONU seja superior à sensibilidade de recepção e tenha uma certa margem, o orçamento deve basear-se na quantidade real e na distribuição geográfica.
3.Rede de distribuição óptica
A rede de distribuição óptica (ODN) é um meio de fornecer transmissão óptica entre o OLT e a ONU.Sua principal função é completar a transmissão e distribuição de informações entre a OLT e a ONU, e estabelecer um canal de transmissão de informações ponta a ponta entre a ONU e a OLT.
A configuração ODN é geralmente um modo ponto-multiponto, ou seja, múltiplas ONUs são conectadas a um OLT através de um ODN, de modo que múltiplas ONUs podem compartilhar o meio de transmissão óptica entre o OLT e o ODN e o dispositivo optoeletrônico do OLT .
(1) Composição do ODN
Os principais componentes passivos que compõem o ODN são: fibra monomodo e cabo de fibra óptica, conectores, divisores ópticos passivos (OBD), atenuadores ópticos passivos e conectores de fibra óptica.
(2) Estrutura topológica do ODN
A topologia de uma rede ODN é geralmente uma estrutura ponto-multiponto, que pode ser dividida em estrela, árvore, barramento e anel.
Estrutura da rede ODN
(3) Configurações para proteção ativa e em espera
A configuração de proteção ativa/em espera da rede ODN visa principalmente configurar dois canais de transmissão óptica para os sinais ópticos transmitidos pela rede ODN.Quando o canal primário falha, ele pode mudar automaticamente para o canal alternativo para transmitir sinais ópticos, incluindo fibras ópticas, OLTs, ONUs e configurações de proteção primária e de backup da fibra de transmissão.
As fibras de transmissão principal e standby podem estar no mesmo cabo óptico ou em cabos ópticos diferentes.Os cabos ópticos principal e de backup podem ser instalados em tubulações diferentes, para que o desempenho da proteção seja melhor.
(4) Características de transmissão óptica do ODN
As características de concepção do ODN deverão garantir que qualquer serviço actualmente previsível possa ser fornecido sem grandes alterações, um requisito que tem um impacto importante nas características de vários componentes passivos.Os requisitos que podem afetar diretamente as características ópticas do ODN são os seguintes.
l Transparência do comprimento de onda óptico: Vários componentes ópticos passivos não devem afetar a transparência do sinal óptico transmitido.O sinal óptico exigido pela rede óptica projetada deve ser transmitido de forma transparente, proporcionando assim futuras aplicações do sistema WDM.A Fundação.
l Reversibilidade: Quando a saída e a entrada da rede ODN são trocadas, as características de transmissão da rede ODN não devem mudar significativamente, ou seja, a mudança na largura de banda de transmissão e nas características de perda óptica deve ser mínima.Isso simplifica o projeto da rede.
l Consistência de desempenho da rede: A rede ODN deve manter sinais ópticos consistentes.As características de transmissão da rede ODN devem ser consistentes com todo o OFSAN e toda a rede de comunicação.A largura de banda de transmissão e as características de perda óptica devem ser adequadas para todo o OFSAN.
(5) Parâmetros de desempenho do ODN
Os parâmetros que determinam o desempenho da perda do canal óptico de todo o sistema são principalmente os seguintes.
l Perda de canal óptico ODN: a diferença entre a potência de transmissão mínima e a maior sensibilidade de recepção.
l Perda máxima de canal permitida: a diferença entre a potência máxima de transmissão e a maior sensibilidade de recepção.
l Perda de canal mínima permitida: a diferença entre a potência de transmissão mínima e a sensibilidade de recepção mais baixa (ponto de sobrecarga).
(6) Reflexão do ODN
A reflexão do ODN depende da perda de retorno dos vários componentes que compõem o ODN e de quaisquer pontos de reflexão no canal óptico.Em geral, todas as reflexões discretas devem ser melhores que-35 dB, e a reflexão discreta máxima do acesso à fibra deve ser melhor do que-50dB.
4. Unidade de Rede Óptica (ONU)
A unidade de rede óptica (ONU) está localizada entre o ODN e o equipamento do usuário e fornece uma interface óptica entre o usuário e o ODN e uma interface elétrica com o lado do usuário para implementar o gerenciamento de processamento e manutenção de vários sinais elétricos.A ONU é composta por uma camada central, uma camada de serviço e uma camada pública.A camada de serviço refere-se principalmente às portas do usuário;a camada central fornece interfaces ópticas e de multiplexação;e a camada pública fornece fornecimento de energia e gerenciamento de manutenção.
5. Modo de aplicação PON
A transparência comercial da PON é boa e, em princípio, pode ser aplicada a qualquer sinal padrão e tarifário.Comparada com redes ópticas ativas ponto a ponto, a tecnologia PON é caracterizada por manutenção simples, baixo custo (economizando fibra e interfaces ópticas), alta largura de banda de transmissão e alta relação preço-desempenho.Estas características farão com que mantenha uma vantagem competitiva por muito tempo, e a PON sempre foi considerada como a futura direção de desenvolvimento da rede de acesso.
A aplicação mais adequada para PON é: a parte da rede de acesso próxima ao final do cliente;o cliente do serviço ONU não enfatiza a necessidade de redundância ou proteção de bypass;a OLT pode ser instalada em um nó com bom desempenho de sobrevivência (por exemplo, um nó com proteção rotatória).Um local onde os usuários estão concentrados geograficamente.PON possui principalmente três modos de aplicação.
(1) Substitua a rede de agregação de duas camadas existente: PON pode substituir o switch de camada 2 e o transceptor óptico existentes e direcionar a rede de acesso da LAN para a rede de área metropolitana IP, conforme mostrado na figura:
PON substitui a rede Camada 2 existente
(2) Substitua o cabo de acesso do parágrafo relevante: o sistema PON pode substituir a parte existente do cabo óptico e do equipamento de comutação óptica, economizando assim o cabo de acesso do parágrafo relevante, conforme mostrado:
PON substitui segmentos relevantes para acessar cabos ópticos
(3) Modo de acesso multisserviço (implementação de FTTH): O sistema PON pode fornecer acesso multisserviço e multitaxa que atende a diferentes requisitos de QoS e pode se adaptar à diversidade de usuários e à incerteza do desenvolvimento de negócios, conforme mostrado em a seguinte figura:
Acesso multisserviço