1. Osnovna struktura PON
PON (pasivno optično omrežje)
PON je dvosmerno optično dostopovno omrežje z enim vlaknom, ki uporablja strukturo od točke do več točk (P2MP).Sistem PON je sestavljen iz terminala optične linije (OLT), optičnega distribucijskega omrežja (ODN) in enote optičnega omrežja (ONU) na uporabniški strani centralne pisarne in je dvosmerni sistem z enim vlaknom.V smeri navzdol (OLT proti ONU) doseže signal, ki ga pošlje OLT, vsak ONU prek ODN. V smeri navzgor (ONU proti OLT) bo signal, ki ga pošlje ONU, dosegel samo OLT in ne bo dosegel drugih ONU Da bi se izognili koliziji podatkov in izboljšali učinkovitost omrežja, smer navzgornje povezave sprejme način večkratnega dostopa TDMA in upravlja prenos podatkov vsakega ONU.ODN zagotavlja optične kanale med OLT in ONU.Referenčna struktura PON je prikazana na spodnji sliki.
Referenčna struktura sistema PON
OLT se nahaja na strani omrežja in je nameščen v centralni pisarni.Lahko je stikalo L2 ali usmerjevalnik L3, ki zagotavlja koncentracijo omrežja in dostop, omogoča optično/električno pretvorbo, dodeljevanje pasovne širine in nadzor vsake kanalske povezave s spremljanjem in upravljanjem v realnem času.In vzdrževalne funkcije.ONU se nahaja na uporabniški strani za izvajanje upravljanja obdelave in vzdrževanja različnih električnih signalov ter zagotavlja vmesnik na uporabniški strani.OLT in ONU sta povezana s pasivnim optičnim razdelilnikom, optični razdelilnik pa se uporablja za distribucijo podatkov navzdol in združevanje podatkov navzgor.Sistem PON poleg terminalske opreme ne potrebuje električnih komponent in je zato pasiven.
PON uporablja tehnologijo multipleksiranja po valovnih dolžinah (WDM) s kombinacijo valovne dolžine 1490 nm navzdol/navzgor 1310 nm na enem vlaknu.Smer povezave navzgor je način od točke do točke, smer povezave navzdol pa način oddajanja.Spodnja slika prikazuje osnovno strukturo PON.
Osnovna struktura omrežja PON
V smeri navzdol OLT prenaša podatkovne pakete vsem enotam ONU na način oddajanja, pri čemer vsak paket nosi glavo s prenosom do ciljnega identifikatorja ONU.Ko podatkovni paket prispe na ONU, sloj MAC ONU izvede razrešitev naslova, ekstrahira podatkovni paket, ki pripada sebi, in zavrže druge podatkovne pakete.
Smer navzgornje povezave uporablja tehnologijo časovnega multipleksiranja (TDM), informacije o navzgornji povezavi več enot ONU pa tvorijo tok informacij TDM, ki se prenese v OLT.
2. Optični linijski terminal (OLT)
Optični linijski terminal (OLT) deluje kot optični vmesnik med storitvenim omrežjem in ODN ter ponuja različna sredstva za prenos različnih storitev.OLT je notranje sestavljen iz osnovne plasti, storitvene plasti in javne plasti.Storitvena plast zagotavlja predvsem storitvena vrata in podpira več storitev;jedrni sloj zagotavlja navzkrižno povezavo, multipleksiranje in prenos;javna plast pa zagotavlja funkcije upravljanja napajanja in vzdrževanja.
Prisotnost OLT lahko zmanjša tesno povezavo med storitvenim omrežjem višjega sloja in posebnim vmesnikom, nosilcem, omrežjem in upravljanjem naprave za dostop ter lahko zagotovi enoten vmesnik za upravljanje optičnega dostopovnega omrežja.
Glavne funkcije OLT vključujejo: funkcijo porazdelitve združevanja in funkcijo prilagajanja DN.
Funkcije storitvenega vmesnika OLT vključujejo: funkcijo storitvenega vmesnika, funkcijo prilagajanja storitvenega vmesnika, obdelavo signalizacije vmesnika in zaščito storitvenega vmesnika.
Skupne funkcije OLT vključujejo predvsem funkcije OAM in funkcije napajanja.
Optična moč, ki jo oddaja OLT, se v glavnem porabi na naslednjih mestih.
Razdelilnik: večje kot je število shuntov, večja je izguba.
l Vlakna: daljša kot je razdalja, večja je izguba.
l ONU: večje kot je število, večja je potrebna oddajna moč OLT.Da bi zagotovili, da je vsaka moč, ki doseže ONU, višja od sprejemne občutljivosti in ima določeno rezervo, mora proračun temeljiti na dejanski količini in geografski porazdelitvi.
3.Optično distribucijsko omrežje
Optično distribucijsko omrežje (ODN) je sredstvo za zagotavljanje optičnega prenosa med OLT in ONU.Njegova glavna funkcija je dokončanje prenosa in distribucije informacij med OLT in ONU ter vzpostavitev kanala za prenos informacij od konca do konca med ONU in OLT.
Konfiguracija ODN je običajno način od točke do več točk, kar pomeni, da je več enot ONU povezanih z enim OLT prek enega ODN, tako da lahko več enot ONU deli optični prenosni medij med OLT in ODN ter optoelektronsko napravo OLT. .
(1) Sestava ODN
Glavne pasivne komponente, ki sestavljajo ODN, so: enomodna vlakna in optični kabel, konektorji, pasivni optični razdelilniki (OBD), pasivni optični dušilniki in konektorji za optična vlakna.
(2) Topološka struktura ODN
Topologija omrežja ODN je običajno struktura od točke do več točk, ki jo lahko razdelimo na zvezdo, drevo, vodilo in obroč.
Struktura omrežja ODN
(3) Nastavitve za aktivno zaščito in zaščito v stanju pripravljenosti
Aktivna/pripravljena zaščitna nastavitev omrežja ODN je predvsem nastavitev dveh optičnih prenosnih kanalov za optične signale, ki jih prenaša omrežje ODN.Ko primarni kanal odpove, lahko samodejno preklopi na nadomestni kanal za prenos optičnih signalov, vključno z optičnimi vlakni, OLT-ji, ONU-ji ter nastavitvami primarne in rezervne zaščite prenosnega vlakna.
Glavna in rezervna prenosna vlakna so lahko v istem optičnem kablu ali v različnih optičnih kablih.Glavni in rezervni optični kabli se lahko namestijo v različne cevovode, tako da je zaščitna zmogljivost boljša.
(4) Značilnosti optičnega prenosa ODN
Značilnosti zasnove ODN bi morale zagotoviti, da se lahko vsaka trenutno predvidljiva storitev zagotovi brez večjih sprememb, kar je zahteva, ki močno vpliva na lastnosti različnih pasivnih komponent.Zahteve, ki lahko neposredno vplivajo na optične značilnosti ODN, so naslednje.
l Preglednost optične valovne dolžine: različne optične pasivne komponente ne smejo vplivati na preglednost oddanega optičnega signala.Optični signal, ki ga zahteva projektirano optično omrežje, mora biti transparentno prenesen, kar bo omogočilo prihodnje aplikacije sistema WDM.Temelj.
l Reverzibilnost: Ko se izhod in vhod omrežja ODN zamenjata, se značilnosti prenosa omrežja ODN ne bi smele bistveno spremeniti, kar pomeni, da mora biti sprememba pasovne širine prenosa in značilnosti optične izgube minimalna.To poenostavlja načrtovanje omrežja.
l Doslednost delovanja omrežja: Omrežje ODN mora vzdrževati dosledne optične signale.Prenosne karakteristike omrežja ODN morajo biti skladne s celotnim OFSAN in celotnim komunikacijskim omrežjem.Pasovna širina prenosa in karakteristike optične izgube morajo biti primerne za celoten OFSAN.
(5) Parametri delovanja ODN
Parametri, ki določajo zmogljivost izgube optičnega kanala celotnega sistema, so v glavnem naslednji.
l Izguba optičnega kanala ODN: razlika med najmanjšo oddajno močjo in najvišjo sprejemno občutljivostjo.
l Največja dovoljena izguba kanala: razlika med največjo oddajno močjo in najvišjo sprejemno občutljivostjo.
l Najmanjša dovoljena izguba kanala: razlika med najmanjšo oddajno močjo in najnižjo sprejemno občutljivostjo (točka preobremenitve).
(6) Odraz ODN
Odboj ODN je odvisen od povratne izgube različnih komponent, ki sestavljajo ODN, in vseh odbojnih točk na optičnem kanalu.Na splošno morajo biti vsi diskretni odboji boljši od−35 dB, največji diskretni odboj dostopa do vlaken pa bi moral biti boljši od−50 dB.
4. Enota za optično omrežje (ONU)
Enota optičnega omrežja (ONU) se nahaja med ODN in uporabniško opremo ter zagotavlja optični vmesnik med uporabnikom in ODN ter električni vmesnik z uporabniško stranjo za izvajanje upravljanja obdelave in vzdrževanja različnih električnih signalov.ONU je sestavljen iz osnovne plasti, storitvene plasti in javne plasti.Storitvena plast se v glavnem nanaša na uporabniška vrata;jedrni sloj zagotavlja multipleksiranje in optične vmesnike;javni sloj pa zagotavlja oskrbo z električno energijo in upravljanje vzdrževanja.
5. Način prijave PON
Transparentnost poslovanja PON-a je dobra in se načeloma lahko uporabi za kateri koli standardni in hitrostni signal.V primerjavi z aktivnimi optičnimi omrežji od točke do točke so za tehnologijo PON značilni preprosto vzdrževanje, nizki stroški (varčujejo z vlakni in optičnimi vmesniki), visoka pasovna širina prenosa in visoko razmerje med ceno in zmogljivostjo.Zaradi teh lastnosti bo še dolgo ohranjal konkurenčno prednost, PON pa je vedno veljal za prihodnjo razvojno smer dostopovnega omrežja.
Najprimernejša uporaba PON je: del dostopovnega omrežja blizu konca odjemalca;naročnik storitve ONU ne poudarja potrebe po redundantnosti ali obvodni zaščiti;OLT je mogoče nastaviti na vozlišču z dobro zmogljivostjo preživetja (na primer vozlišču z zaščito krožnega križišča).Kraj, kjer so uporabniki geografsko koncentrirani.PON ima večinoma tri načine uporabe.
(1) Zamenjajte obstoječe dvoslojno združevalno omrežje: PON lahko nadomesti obstoječe stikalo sloja 2 in optični sprejemnik ter usmeri dostopovno omrežje LAN v metropolitansko omrežje IP, kot je prikazano na sliki:
PON nadomešča obstoječe omrežje Layer 2
(2) Zamenjajte dostopni kabel ustreznega odstavka: sistem PON lahko nadomesti obstoječi del optičnega kabla in optično preklopno opremo ter tako prihranite dostopni kabel ustreznega odstavka, kot je prikazano:
PON nadomešča ustrezne segmente za dostop do optičnega kabla
(3) Večstoritveni način dostopa (izvajanje FTTH): sistem PON lahko zagotovi večstoritveni in večstopenjski dostop, ki izpolnjuje različne zahteve QoS, in se lahko prilagodi raznolikosti uporabnikov in negotovosti poslovnega razvoja, kot je prikazano v naslednjo sliko:
Večstoritveni dostop