1.Základná štruktúra PON
PON (pasívna optická sieť)
PON je jednovláknová obojsmerná optická prístupová sieť využívajúca štruktúru point-to-multipoint (P2MP).Systém PON sa skladá z optického linkového terminálu (OLT), optickej distribučnej siete (ODN) a optickej sieťovej jednotky (ONU) na užívateľskej strane centrály a ide o jednovláknový obojsmerný systém.V smere po prúde (OLT do ONU) signál vyslaný OLT dosiahne každú ONU cez ODN. V smere proti smeru (ONU do OLT) signál vyslaný ONU dosiahne iba OLT a nedosiahne iné ONU. Aby sa predišlo kolíziám údajov a zlepšila sa efektívnosť siete, uplinkový smer využíva režim viacnásobného prístupu TDMA a riadi prenos údajov každej ONU.ODN poskytuje optické kanály medzi OLT a ONU.Referenčná štruktúra PON je znázornená na obrázku nižšie.
Referenčná štruktúra systému PON
OLT sa nachádza na strane siete a je umiestnený v centrále.Môže to byť prepínač L2 alebo smerovač L3, ktorý poskytuje koncentráciu a prístup k sieti, umožňuje optickú/elektrickú konverziu, prideľovanie šírky pásma a kontrolu pripojenia každého kanála s monitorovaním a riadením v reálnom čase.A funkcie údržby.ONU je umiestnená na strane používateľa, aby implementovala správu spracovania a údržby rôznych elektrických signálov a poskytuje rozhranie na strane používateľa.OLT a ONU sú prepojené pasívnym optickým rozdeľovačom a optický rozdeľovač sa používa na distribúciu downlinkových dát a agregáciu uplinkových dát.Okrem koncových zariadení si systém PON nevyžaduje elektrické komponenty, a preto je pasívny.
PON využíva technológiu vlnovej dĺžky multiplexovania (WDM) s kombináciou vlnovej dĺžky 1490 nm/uplink 1310 nm na jedinom vlákne.Uplinkový smer je režim z bodu do bodu a smer zostupu je režim vysielania.Na obrázku nižšie je znázornená základná štruktúra PON.
Základná sieťová štruktúra PON
V smere zostupu OLT vysiela dátové pakety všetkým ONU spôsobom broadcast, pričom každý paket nesie hlavičku s prenosom do cieľového identifikátora ONU.Keď dátový paket dorazí do ONU, vrstva MAC ONU vykoná rozlíšenie adresy, extrahuje dátový paket, ktorý jej patrí, a zahodí ostatné dátové pakety.
Uplinkový smer využíva technológiu Time Division Multiplexing (TDM) a uplinkové informácie viacerých ONU tvoria TDM informačný tok, ktorý sa má preniesť do OLT.
2. Terminál optického vedenia (OLT)
Terminál optického vedenia (OLT) funguje na poskytovanie optického rozhrania medzi servisnou sieťou a ODN a poskytuje rôzne prostriedky na prenos rôznych služieb.OLT sa interne skladá z základnej vrstvy, servisnej vrstvy a verejnej vrstvy.Servisná vrstva poskytuje hlavne servisné porty a podporuje viacero služieb;jadrová vrstva zabezpečuje krížové prepojenie, multiplexovanie a prenos;a verejná vrstva poskytuje funkcie riadenia napájania a údržby.
Prítomnosť OLT môže znížiť tesné spojenie medzi sieťou služieb vyššej vrstvy a špecifickým rozhraním, nosičom, sieťou a správou zariadenia prístupového zariadenia a môže poskytnúť jednotné rozhranie správy siete s optickým prístupom.
Medzi základné funkcie OLT patria: agregačná distribučná funkcia a adaptačná funkcia DN.
Funkcie servisného rozhrania OLT zahŕňajú: funkciu servisného portu, funkciu prispôsobenia servisného rozhrania, spracovanie signalizácie rozhrania a ochranu servisného rozhrania.
Medzi bežné funkcie OLT patria hlavne funkcie OAM a funkcie napájania.
Optický výkon vyžarovaný z OLT sa spotrebúva hlavne na nasledujúcich miestach.
Splitter: Čím väčší počet skratov, tým väčšia strata.
l Vláknina: Čím väčšia vzdialenosť, tým väčšia strata.
l ONU: Čím väčšie číslo, tým väčší je požadovaný vysielací výkon OLT.Aby sa zabezpečilo, že každý výkon, ktorý dosiahne ONU, bude vyšší ako citlivosť príjmu a bude mať určitú rezervu, rozpočet by mal byť založený na skutočnom množstve a geografickom rozložení.
3.Optická distribučná sieť
Optická distribučná sieť (ODN) je prostriedok na poskytovanie optického prenosu medzi OLT a ONU.Jeho hlavnou funkciou je dokončenie prenosu a distribúcie informácií medzi OLT a ONU a vytvorenie end-to-end kanála prenosu informácií medzi ONU a OLT.
Konfigurácia ODN je zvyčajne režim point-to-multipoint, to znamená, že viacero ONU je pripojených k jednému OLT prostredníctvom jedného ODN, takže viacero ONU môže zdieľať optické prenosové médium medzi OLT a ODN a optoelektronickým zariadením OLT. .
(1) Zloženie ODN
Hlavnými pasívnymi komponentmi, ktoré tvoria ODN, sú: jednovidový kábel a kábel z optických vlákien, konektory, pasívne optické rozbočovače (OBD), pasívne optické tlmiče a konektory z optických vlákien.
(2) Topologická štruktúra ODN
Topológia siete ODN je zvyčajne štruktúra typu point-to-multipoint, ktorú možno rozdeliť na hviezdu, strom, zbernicu a kruh.
Štruktúra siete ODN
(3) Nastavenia aktívnej a pohotovostnej ochrany
Nastavenie aktívnej/pohotovostnej ochrany siete ODN spočíva najmä v nastavení dvoch optických prenosových kanálov pre optické signály prenášané sieťou ODN.Keď primárny kanál zlyhá, môže sa automaticky prepnúť na alternatívny kanál na prenos optických signálov, vrátane optických vlákien, OLT, ONU a nastavení primárnej a záložnej ochrany prenosového vlákna.
Hlavné a záložné prenosové vlákna môžu byť v rovnakom optickom kábli alebo v rôznych optických kábloch.Hlavné a záložné optické káble môžu byť inštalované v rôznych potrubiach, takže výkon ochrany je lepší.
(4) Charakteristiky optického prenosu ODN
Konštrukčné vlastnosti ODN by mali zabezpečiť, že akákoľvek v súčasnosti predvídateľná služba môže byť poskytovaná bez veľkých zmien, čo je požiadavka, ktorá má veľký vplyv na charakteristiky rôznych pasívnych komponentov.Požiadavky, ktoré môžu priamo ovplyvniť optické charakteristiky ODN, sú nasledovné.
l Transparentnosť optickej vlnovej dĺžky: Rôzne optické pasívne komponenty by nemali ovplyvňovať transparentnosť prenášaného optického signálu.Optický signál požadovaný navrhovanou optickou sieťou by mal byť prenášaný transparentne, čím by sa zabezpečili budúce aplikácie systému WDM.Základ.
l Reverzibilita: Pri zámene výstupu a vstupu siete ODN by sa prenosové charakteristiky siete ODN nemali výrazne meniť, to znamená, že zmena šírky prenosového pásma a charakteristiky optickej straty by mali byť minimálne.To zjednodušuje návrh siete.
l Konzistentnosť výkonu siete: Sieť ODN by mala udržiavať konzistentné optické signály.Prenosové charakteristiky siete ODN by mali byť konzistentné s celým OFSAN a celou komunikačnou sieťou.Charakteristiky šírky prenosového pásma a optickej straty by mali byť vhodné pre celý OFSAN.
(5) Výkonnostné parametre ODN
Parametre, ktoré určujú výkon straty optického kanála celého systému, sú hlavne nasledovné.
l Strata optického kanála ODN: rozdiel medzi minimálnym vysielacím výkonom a najvyššou citlivosťou príjmu.
l Maximálna povolená strata kanála: rozdiel medzi maximálnym vysielacím výkonom a najvyššou citlivosťou príjmu.
l Minimálna povolená strata kanála: rozdiel medzi minimálnym vysielacím výkonom a najnižšou citlivosťou príjmu (bod preťaženia).
(6) Odraz ODN
Odraz ODN závisí od straty odrazu rôznych komponentov, ktoré tvoria ODN, a akýchkoľvek odrazových bodov na optickom kanáli.Vo všeobecnosti musia byť všetky diskrétne odrazy lepšie ako−35 dB a maximálny diskrétny odraz prístupu cez vlákno by mal byť lepší ako−50 dB.
4. Optická sieťová jednotka (ONU)
Jednotka optickej siete (ONU) je umiestnená medzi ODN a užívateľským zariadením a poskytuje optické rozhranie medzi užívateľom a ODN a elektrické rozhranie s užívateľskou stranou na implementáciu spracovania a správy údržby rôznych elektrických signálov.ONU sa skladá z základnej vrstvy, servisnej vrstvy a verejnej vrstvy.Vrstva služieb sa týka hlavne používateľských portov;jadrová vrstva poskytuje multiplexné a optické rozhrania;a verejná vrstva zabezpečuje napájanie a správu údržby.
5. Režim aplikácie PON
Transparentnosť podnikania PON je dobrá av zásade sa dá použiť na akýkoľvek štandardný a sadzobný signál.V porovnaní s point-to-point aktívnymi optickými sieťami sa technológia PON vyznačuje jednoduchou údržbou, nízkymi nákladmi (úspora optických a optických rozhraní), veľkou šírkou prenosového pásma a vysokým pomerom ceny a výkonu.Vďaka týmto vlastnostiam si bude dlhodobo udržiavať konkurenčnú výhodu a PON bol vždy považovaný za smer budúceho rozvoja prístupovej siete.
Najvhodnejšia aplikácia pre PON je: časť prístupovej siete v blízkosti konca zákazníka;zákazník služby ONU nezdôrazňuje potrebu redundancie alebo ochrany premostením;OLT možno nastaviť v uzle s dobrým výkonom pri prežití (napríklad uzol s ochranou proti kruhovému objazdu).Miesto, kde sú používatelia geograficky sústredení.PON má hlavne tri aplikačné režimy.
(1) Nahradiť existujúcu dvojvrstvovú agregovanú sieť: PON môže nahradiť existujúci prepínač vrstvy 2 a optický transceiver a nasmerovať prístupovú sieť LAN do metropolitnej siete IP, ako je znázornené na obrázku:
PON nahrádza existujúcu sieť vrstvy 2
(2) Vymeňte prístupový kábel príslušného odseku: Systém PON môže nahradiť existujúcu časť optického kábla a optického prepínacieho zariadenia, čím sa ušetrí prístupový kábel príslušného odseku, ako je znázornené:
PON nahrádza príslušné segmenty pre prístup k optickému káblu
(3) Režim prístupu k viacerým službám (implementácia FTTH): Systém PON môže poskytovať viacslužbový a viacrýchlostný prístup, ktorý spĺňa rôzne požiadavky QoS a môže sa prispôsobiť rôznorodosti používateľov a neistote rozvoja podnikania, ako je znázornené na nasledujúci obrázok:
Multi-servisný prístup