1. Structura de bază a PON
PON (Rețea optică pasivă)
PON este o rețea de acces optică bidirecțională cu o singură fibră care utilizează o structură punct-la-multipunct (P2MP).Sistemul PON este compus dintr-un terminal de linie optică (OLT), o rețea de distribuție optică (ODN) și o unitate de rețea optică (ONU) pe partea de utilizator a biroului central și este un sistem bidirecțional cu o singură fibră.În direcția aval (OLT la ONU), semnalul trimis de OLT ajunge la fiecare ONU prin ODN. În direcția amonte (ONU la OLT), semnalul trimis de ONU va ajunge doar la OLT și nu va ajunge la alte ONU-uri. .Pentru a evita coliziunea datelor și pentru a îmbunătăți eficiența rețelei, direcția uplink adoptă modul de acces multiplu TDMA și gestionează transmisia de date a fiecărei ONU.ODN furnizează canale optice între OLT și ONU.Structura de referință a PON este prezentată în figura de mai jos.
Structura de referință a sistemului PON
OLT este situat pe partea de rețea și plasat la biroul central.Poate fi un comutator L2 sau un router L3, oferind concentrare și acces la rețea, permițând conversia optică/electrică, alocarea lățimii de bandă și controlul fiecărei conexiuni de canal, cu monitorizare și management în timp real.Și funcții de întreținere.ONU este situat pe partea utilizatorului pentru a implementa gestionarea procesării și întreținerii diferitelor semnale electrice și oferă o interfață pe partea utilizatorului.OLT și ONU sunt conectate printr-un divizor optic pasiv, iar divizorul optic este utilizat pentru a distribui date pe legătura descendentă și pentru a agrega datele pe legătura ascendentă.Pe lângă echipamentul terminal, sistemul PON nu necesită componente electrice și, prin urmare, este pasiv.
PON adoptă o tehnologie de multiplexare prin diviziune a lungimii de undă (WDM) cu o combinație de lungime de undă de 1490 nm pe legătura descendentă / legătura ascendentă de 1310 nm pe o singură fibră.Direcția uplink este un mod punct la punct, iar direcția downlink este un mod de difuzare.Figura de mai jos arată structura de bază a PON.
Structura de bază a rețelei PON
În direcția în aval, OLT transmite pachetele de date către toate ONU într-o manieră de difuzare, fiecare pachet purtând un antet cu o transmisie către identificatorul ONU de destinație.Când pachetul de date ajunge la ONU, stratul MAC al ONU efectuează rezoluția adresei, extrage pachetul de date care îi aparține și renunță la alte pachete de date.
Direcția uplink utilizează tehnologia Time Division Multiplexing (TDM), iar informațiile uplink ale mai multor ONU-uri constituie un flux de informații TDM care trebuie transmis la OLT.
2. Terminal de linie optică (OLT)
Terminalul de linie optică (OLT) funcționează pentru a furniza o interfață optică între rețeaua de servicii și ODN și oferă diverse mijloace pentru transmiterea diferitelor servicii.OLT este compus intern dintr-un strat de bază, un strat de serviciu și un strat public.Stratul de servicii oferă în principal porturi de servicii și acceptă mai multe servicii;stratul de bază asigură interconectarea, multiplexarea și transmisia;iar stratul public oferă funcții de gestionare a alimentării cu energie și a întreținerii.
Prezența OLT poate reduce cuplarea strânsă dintre rețeaua de servicii de nivel superior și interfața specifică, purtător, rețea și gestionarea dispozitivului de acces și poate oferi o interfață unificată de gestionare a rețelei de acces optic.
Funcțiile de bază ale OLT includ: funcția de distribuție de agregare și funcția de adaptare DN.
Funcțiile interfeței de serviciu OLT includ: funcția port de serviciu, funcția de adaptare a interfeței de serviciu, procesarea semnalizării interfeței și protecția interfeței de serviciu.
Funcțiile comune OLT includ în principal funcții OAM și funcții de alimentare.
Puterea optică emisă de OLT este consumată în principal în următoarele locuri.
Splitter: cu cât este mai mare numărul de șunturi, cu atât este mai mare pierderea.
l Fibră: cu cât distanța este mai mare, cu atât pierderile sunt mai mari.
l ONU: Cu cât este mai mare numărul, cu atât este mai mare puterea de transmisie OLT necesară.Pentru a ne asigura că fiecare putere care ajunge la ONU este mai mare decât sensibilitatea de recepție și are o anumită marjă, bugetul ar trebui să se bazeze pe cantitatea reală și distribuția geografică.
3.Rețea de distribuție optică
Rețeaua de distribuție optică (ODN) este un mijloc de furnizare a transmisiei optice între OLT și ONU.Funcția sa principală este de a finaliza transmisia și distribuția de informații între OLT și ONU și de a stabili un canal de transmitere a informațiilor de la capăt la capăt între ONU și OLT.
Configurația ODN este de obicei un mod punct-la-multipunct, adică mai multe ONU sunt conectate la un OLT printr-un ODN, astfel încât mai multe ONU-uri să poată partaja mediul de transmisie optic între OLT și ODN și dispozitivul optoelectronic al OLT .
(1) Compoziția ODN
Principalele componente pasive care alcătuiesc ODN-ul sunt: cablu de fibră și fibră optică monomod, conectori, splittere optice pasive (OBD), atenuatoare optice pasive și conectori de fibră optică.
(2) Structura topologică a ODN
Topologia unei rețele ODN este de obicei o structură punct-la-multipunct, care poate fi împărțită într-o stea, un arbore, o magistrală și un inel.
Structura rețelei ODN
(3) Setări pentru protecția activă și în așteptare
Setarea de protecție activă/standby a rețelei ODN este în principal de a configura două canale optice de transmisie pentru semnalele optice transmise de rețeaua ODN.Când canalul primar eșuează, acesta poate comuta automat la canalul alternativ pentru a transmite semnale optice, inclusiv fibre optice, OLT, ONU și setările de protecție primară și de rezervă ale fibrei de transmisie.
Fibrele de transmisie principală și de rezervă pot fi în același cablu optic sau în cabluri optice diferite.Cablurile optice principale și de rezervă pot fi instalate în diferite conducte, astfel încât performanța de protecție să fie mai bună.
(4) Caracteristicile de transmisie optică ale ODN
Caracteristicile de proiectare ale ODN ar trebui să asigure că orice serviciu previzibil în prezent poate fi furnizat fără modificări majore, o cerință care are un impact major asupra caracteristicilor diferitelor componente pasive.Cerințele care pot afecta direct caracteristicile optice ale ODN-ului sunt următoarele.
l Transparența lungimii de undă optică: Diverse componente optice pasive nu ar trebui să afecteze transparența semnalului optic transmis.Semnalul optic necesar rețelei optice proiectate ar trebui să fie transmis în mod transparent, oferind astfel aplicații viitoare ale sistemului WDM.Fundatia.
l Reversibilitate: Când ieșirea și intrarea rețelei ODN sunt interschimbate, caracteristicile de transmisie ale rețelei ODN nu ar trebui să se schimbe semnificativ, adică modificarea lățimii de bandă de transmisie și a caracteristicilor de pierdere optică ar trebui să fie minimă.Acest lucru simplifică proiectarea rețelei.
l Consecvența performanței rețelei: Rețeaua ODN ar trebui să mențină semnale optice consistente.Caracteristicile de transmisie ale rețelei ODN ar trebui să fie în concordanță cu întregul OFSAN și cu întreaga rețea de comunicații.Lățimea de bandă de transmisie și caracteristicile de pierdere optică ar trebui să fie adecvate pentru întregul OFSAN.
(5) Parametrii de performanță ODN
Parametrii care determină performanța de pierdere a canalului optic al întregului sistem sunt în principal următorii.
l Pierderea canalului optic ODN: diferența dintre puterea minimă de transmisie și cea mai mare sensibilitate de recepție.
l Pierdere maximă admisă de canal: diferența dintre puterea maximă de transmisie și cea mai mare sensibilitate de recepție.
l Pierderea minimă admisă de canal: diferența dintre puterea minimă de transmisie și cea mai mică sensibilitate de recepție (punct de supraîncărcare).
(6) Reflectarea ODN-ului
Reflexia ODN-ului depinde de pierderea de întoarcere a diferitelor componente care alcătuiesc ODN-ul și de orice puncte de reflexie pe canalul optic.În general, toate reflexiile discrete trebuie să fie mai bune decât−35 dB, iar reflectarea discretă maximă a accesului la fibre ar trebui să fie mai bună decât−50 dB.
4. Unitate de rețea optică (ONU)
Unitatea de rețea optică (ONU) este situată între ODN și echipamentul utilizatorului și oferă o interfață optică între utilizator și ODN și o interfață electrică cu partea utilizatorului pentru a implementa gestionarea procesării și întreținerii diferitelor semnale electrice.ONU este compus dintr-un strat de bază, un strat de serviciu și un strat public.Nivelul de servicii se referă în principal la porturile de utilizator;stratul de bază oferă multiplexare și interfețe optice;iar stratul public asigură alimentarea cu energie și gestionarea întreținerii.
5. Modul de aplicare PON
Transparența în afaceri a PON este bună și, în principiu, poate fi aplicată oricărui semnal standard și de rată.În comparație cu rețelele optice active punct-la-punct, tehnologia PON se caracterizează prin întreținere simplă, costuri reduse (economisirea fibrei și a interfețelor optice), lățime de bandă mare de transmisie și raport preț de înaltă performanță.Aceste caracteristici îl vor face să mențină un avantaj competitiv pentru o lungă perioadă de timp, iar PON a fost întotdeauna privit ca direcția viitoare de dezvoltare a rețelei de acces.
Cea mai potrivită aplicație pentru PON este: partea rețelei de acces aproape de capătul clientului;clientul serviciului ONU nu subliniază necesitatea protecției redundanței sau by-pass;OLT poate fi configurat la un nod cu performanțe bune de supraviețuire (de exemplu, un nod cu protecție giratorie).Un loc în care utilizatorii sunt concentrați geografic.PON are în principal trei moduri de aplicare.
(1) Înlocuiți rețeaua de agregare cu două straturi existente: PON poate înlocui comutatorul și transceiver-ul optic existent de Layer 2 și poate direcționa rețeaua de acces a LAN către rețeaua IP metropolitană, așa cum se arată în figură:
PON înlocuiește rețeaua Layer 2 existentă
(2) Înlocuiți cablul de acces din paragraful relevant: sistemul PON poate înlocui partea existentă a cablului optic și a echipamentului de comutare optică, salvând astfel cablul de acces din paragraful relevant, după cum se arată:
PON înlocuiește segmentele relevante pentru a accesa cablul optic
(3) Mod de acces multi-serviciu (implementând FTTH): sistemul PON poate oferi acces multi-serviciu și multi-rată care îndeplinesc diferite cerințe QoS și se poate adapta la diversitatea utilizatorilor și la incertitudinea dezvoltării afacerii, așa cum se arată în următoarea figură:
Acces multi-serviciu