1.Базовая структура PON
PON (пассивная оптическая сеть)
PON — это одноволоконная двунаправленная оптическая сеть доступа, использующая структуру «точка-многоточка» (P2MP).Система PON состоит из терминала оптической линии (OLT), оптической распределительной сети (ODN) и блока оптической сети (ONU) на стороне пользователя центрального офиса и представляет собой одноволоконную двунаправленную систему.В нисходящем направлении (от OLT к ONU) сигнал, отправленный OLT, достигает каждого ONU через ODN. В восходящем направлении (от ONU к OLT) сигнал, отправленный ONU, достигнет только OLT и не достигнет других ONU. .Чтобы избежать коллизий данных и повысить эффективность сети, направление восходящей линии связи использует режим множественного доступа TDMA и управляет передачей данных каждого ONU.ODN обеспечивает оптические каналы между OLT и ONU.Эталонная структура PON показана на рисунке ниже.
Справочная структура системы PON
OLT расположен на стороне сети и расположен в центральном офисе.Это может быть коммутатор L2 или маршрутизатор L3, обеспечивающий концентрацию сети и доступ, обеспечивающий оптическое/электрическое преобразование, распределение полосы пропускания и контроль каждого соединения каналов с мониторингом и управлением в реальном времени.И функции обслуживания.ONU расположен на стороне пользователя для реализации обработки и управления обслуживанием различных электрических сигналов и обеспечивает интерфейс на стороне пользователя.OLT и ONU соединены пассивным оптическим разветвителем, который используется для распределения данных нисходящей линии связи и агрегирования данных восходящей линии связи.Помимо терминального оборудования, система PON не требует электрических компонентов и поэтому является пассивной.
В сети PON используется технология мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM) с комбинацией длин волн нисходящей линии связи 1490 нм и восходящей линии связи 1310 нм по одному волокну.Направление восходящей линии связи представляет собой режим «точка-точка», а направление нисходящей линии связи представляет собой широковещательный режим.На рисунке ниже показана базовая структура PON.
Базовая структура сети PON
В нисходящем направлении OLT передает пакеты данных всем ONU широковещательным способом, причем каждый пакет несет заголовок с передачей идентификатору ONU назначения.Когда пакет данных поступает в ONU, уровень MAC ONU выполняет разрешение адреса, извлекает принадлежащий ему пакет данных и отбрасывает другие пакеты данных.
В восходящем направлении используется технология мультиплексирования с временным разделением (TDM), а информация восходящего канала от нескольких ONU образует поток информации TDM, передаваемый на OLT.
2. Терминал оптической линии (OLT)
Терминал оптической линии (OLT) обеспечивает оптический интерфейс между сетью обслуживания и ODN и предоставляет различные средства для передачи различных услуг.OLT внутренне состоит из базового уровня, уровня обслуживания и общедоступного уровня.Уровень обслуживания в основном предоставляет сервисные порты и поддерживает несколько сервисов;базовый уровень обеспечивает перекрестное соединение, мультиплексирование и передачу;а общедоступный уровень обеспечивает функции управления электропитанием и техническим обслуживанием.
Наличие OLT может уменьшить тесную связь между сервисной сетью верхнего уровня и конкретным интерфейсом, каналом связи, сетью и управлением устройством устройства доступа, а также может обеспечить унифицированный интерфейс управления оптической сетью доступа.
К основным функциям OLT относятся: функция агрегирования распределения и функция адаптации DN.
Функции сервисного интерфейса OLT включают в себя: функцию сервисного порта, функцию адаптации сервисного интерфейса, обработку сигналов интерфейса и защиту сервисного интерфейса.
Общие функции OLT в основном включают функции OAM и функции электропитания.
Оптическая мощность, излучаемая OLT, в основном потребляется в следующих местах.
Сплиттер: Чем больше шунтов, тем больше потери.
l Оптоволокно: чем длиннее расстояние, тем больше потери.
l ONU: чем больше число, тем большая мощность передачи OLT требуется.Чтобы гарантировать, что каждая мощность, достигающая ONU, превышает чувствительность приема и имеет определенный запас, бюджет должен основываться на фактическом количестве и географическом распределении.
3. Оптическая распределительная сеть
Оптическая распределительная сеть (ODN) — это средство обеспечения оптической передачи между OLT и ONU.Его основная функция — завершить передачу и распределение информации между OLT и ONU, а также установить сквозной канал передачи информации между ONU и OLT.
Конфигурация ODN обычно представляет собой режим «точка-множество точек», то есть несколько ONU подключаются к одному OLT через один ODN, так что несколько ONU могут совместно использовать оптическую среду передачи между OLT и ODN и оптоэлектронным устройством OLT. .
(1) Состав ОДН
Основными пассивными компонентами, составляющими ODN, являются: одномодовое волокно и оптоволоконный кабель, разъемы, пассивные оптические разветвители (OBD), пассивные оптические аттенюаторы и оптоволоконные разъемы.
(2) Топологическая структура ODN
Топология сети ODN обычно представляет собой структуру «точка-множество точек», которую можно разделить на звезду, дерево, шину и кольцо.
Структура сети ODN
(3) Настройки активной и резервной защиты.
Настройка активной/резервной защиты сети ODN в основном предназначена для установки двух оптических каналов передачи для оптических сигналов, передаваемых сетью ODN.При выходе из строя основного канала он может автоматически переключаться на альтернативный канал для передачи оптических сигналов, включая оптические волокна, OLT, ONU, а также основные и резервные настройки защиты передающего волокна.
Основное и резервное волокна передачи могут находиться в одном и том же оптическом кабеле или в разных оптических кабелях.Основной и резервный оптические кабели можно прокладывать в разных трубопроводах, что повышает эффективность защиты.
(4) Характеристики оптической передачи ODN
Особенности конструкции ODN должны гарантировать, что любая прогнозируемая в настоящее время услуга может предоставляться без серьезных изменений, а это требование оказывает существенное влияние на характеристики различных пассивных компонентов.Требования, которые могут непосредственно влиять на оптические характеристики ODN, заключаются в следующем.
l Прозрачность оптической длины волны: различные оптические пассивные компоненты не должны влиять на прозрачность передаваемого оптического сигнала.Оптический сигнал, необходимый для спроектированной оптической сети, должен передаваться прозрачно, что обеспечивает будущие приложения системы WDM.Основа.
l Обратимость: когда выход и вход сети ODN взаимозаменяемы, характеристики передачи сети ODN не должны существенно меняться, то есть изменение ширины полосы передачи и характеристик оптических потерь должно быть минимальным.Это упрощает проектирование сети.
l Стабильность производительности сети. Сеть ODN должна поддерживать согласованность оптических сигналов.Характеристики передачи сети ODN должны быть согласованы со всей OFSAN и всей сетью связи.Полоса пропускания передачи и характеристики оптических потерь должны быть подходящими для всей OFSAN.
(5) Параметры производительности ODN
Параметры, определяющие характеристики потерь в оптическом канале всей системы, в основном следующие.
l Потери оптического канала ODN: разница между минимальной мощностью передачи и максимальной чувствительностью приема.
l Максимально допустимые потери в канале: разница между максимальной мощностью передачи и максимальной чувствительностью приема.
l Минимально допустимые потери в канале: разница между минимальной мощностью передачи и минимальной чувствительностью приема (точка перегрузки).
(6) Отражение ODN
Отражение ODN зависит от обратных потерь различных компонентов, составляющих ODN, и любых точек отражения на оптическом канале.В общем, все дискретные отражения должны быть лучше, чем−35 дБ, а максимальное дискретное отражение доступа к оптоволокну должно быть лучше, чем−50 дБ.
4. Оптический сетевой блок (ОНУ)
Блок оптической сети (ONU) расположен между ODN и пользовательским оборудованием и обеспечивает оптический интерфейс между пользователем и ODN и электрический интерфейс со стороной пользователя для реализации обработки и управления обслуживанием различных электрических сигналов.ONU состоит из базового уровня, уровня обслуживания и общедоступного уровня.Уровень обслуживания в основном относится к пользовательским портам;базовый уровень обеспечивает мультиплексирование и оптические интерфейсы;а общедоступный уровень обеспечивает управление электропитанием и техническим обслуживанием.
5. Режим приложения PON
Бизнес-прозрачность PON хороша и в принципе может быть применена к сигналу любого стандарта и скорости.По сравнению с активными оптическими сетями «точка-точка» технология PON характеризуется простотой обслуживания, низкой стоимостью (экономия оптоволоконных и оптических интерфейсов), высокой пропускной способностью передачи и высоким соотношением цены и качества.Эти характеристики позволят ему сохранять конкурентное преимущество в течение длительного времени, а PON всегда считался будущим направлением развития сети доступа.
Наиболее подходящим применением для PON является: часть сети доступа, близкая к концу абонента;заказчик услуги ONU не подчеркивает необходимость резервирования или обходной защиты;OLT может быть установлен на узле с хорошими показателями выживания (например, на узле с обходной защитой).Место, где пользователи географически сконцентрированы.PON в основном имеет три режима применения.
(1) Замените существующую двухуровневую сеть агрегации: PON может заменить существующий коммутатор уровня 2 и оптический приемопередатчик и направить сеть доступа локальной сети на городскую IP-сеть, как показано на рисунке:
PON заменяет существующую сеть уровня 2
(2) Замените кабель доступа, указанный в соответствующем параграфе: Система PON может заменить существующую часть оптического кабеля и оптического коммутационного оборудования, тем самым сохраняя кабель доступа, указанный в соответствующем параграфе, как показано:
PON заменяет соответствующие сегменты для доступа к оптическому кабелю
(3) Режим мультисервисного доступа (реализация FTTH): система PON может предоставлять мультисервисный и многоскоростной доступ, отвечающий различным требованиям QoS, и может адаптироваться к разнообразию пользователей и неопределенности развития бизнеса, как показано на рис. следующий рисунок:
Мультисервисный доступ