Пассивная оптическая сеть (PON) — это современная технология доступа в Интернет, которая использует оптическое волокно для передачи данных между центральной станцией (OLT) и абонентскими устройствами (ONT или ONU). PON отличается от традиционных оптических сетей тем, что она не требует активных элементов, таких как усилители или переключатели, на пути сигнала. Вместо этого она использует пассивные оптические разветвители (сплиттеры), которые делят одно волокно на несколько ветвей и распределяют сигнал между абонентами. Это позволяет экономить энергию, ресурсы и занимаемое пространство.
Как устроена PON?
Система PON состоит из трех основных компонентов: OLT, ODN и ONT/ONU.
- OLT (optical line terminal) — это устройство, которое находится на центральной станции и подключается к магистральной сети. OLT генерирует и передает оптические сигналы к абонентам по нисходящему каналу (downstream) и принимает и обрабатывает оптические сигналы от абонентов по восходящему каналу (upstream). OLT также управляет работой ONT/ONU и выделяет им ресурсы для передачи данных.
- ODN (optical distribution network) — это сеть из оптических волокон и пассивных оптических разветвителей, которая соединяет OLT и ONT/ONU. ODN не содержит никаких электронных компонентов или источников питания и не требует обслуживания. ODN может иметь разную топологию, например, древовидную, звездообразную или кольцевую.
- ONT/ONU (optical network terminal/unit) — это устройство, которое находится на стороне абонента и подключается к его оборудованию, например, компьютеру, телефону или телевизору. ONT/ONU принимает и обрабатывает оптические сигналы от OLT по нисходящему каналу и передает оптические сигналы к OLT по восходящему каналу. ONT/ONU также выполняет функции конвертации протоколов и модуляции/демодуляции сигналов.
Схема системы PON
Как работает PON?
PON работает по принципу множественного доступа с разделением времени (TDMA) и длины волны (WDM). Это означает, что OLT и ONT/ONU используют разные длины волны для передачи данных по нисходящему и восходящему каналам, а также разные временные интервалы для передачи данных по восходящему каналу.
По нисходящему каналу OLT передает оптический сигнал с длиной волны 1490 нм (для GPON) или 1550 нм (для EPON) ко всем ONT/ONU, используя широковещательный режим. Сигнал проходит через ODN и достигает всех ONT/ONU, которые фильтруют его по длине волны и извлекают адресованную им информацию. Сигнал также содержит информацию о расписании передачи данных по восходящему каналу для каждого ONT/ONU.
По восходящему каналу ONT/ONU передают оптический сигнал с длиной волны 1310 нм (для GPON и EPON) к OLT, используя многоточечный режим. Сигнал проходит через ODN и достигает OLT, который фильтрует его по длине волны и обрабатывает данные от каждого ONT/ONU. Чтобы избежать коллизий сигналов от разных ONT/ONU, OLT выделяет каждому из них определенный временной интервал для передачи данных, который называется T-CONT (transmission container) для GPON или LLID (logical link identifier) для EPON.
Принцип работы PON
Какие виды PON существуют?
Существует несколько видов PON, которые отличаются по скорости передачи данных, длине волны, протоколу и стандарту. Самые распространенные виды PON — это:
- APON/BPON (ATM/broadband PON) — это первое поколение PON, которое использует ATM (asynchronous transfer mode) протокол для передачи данных. APON/BPON имеет скорость передачи данных до 622 Мбит/с по нисходящему каналу и до 155 Мбит/с по восходящему каналу. APON/BPON регламентируется стандартом ITU-T G.983.
- GPON (gigabit PON) — это второе поколение PON, которое использует GEM (generic encapsulation method) протокол для передачи данных. GPON имеет скорость передачи данных до 2,5 Гбит/с по нисходящему каналу и до 1,25 Гбит/с по восходящему каналу. GPON регламентируется стандартом ITU-T G.984.
- EPON или GEPON (Ethernet PON) — это альтернативное второе поколение PON, которое использует Ethernet протокол для передачи данных. EPON имеет скорость передачи данных до 1 Гбит/с по нисходящему и восходящему каналам. EPON регламентируется стандартом IEEE 802.3ah.
- 10G-PON или XG-PON (10-gigabit PON) — это третье поколение PON, которое использует GEM протокол для передачи данных. 10G-PON имеет скорость передачи данных до 10 Гбит/с по нисходящему каналу и до 2,5 Гбит/с по восходящему каналу. 10G-PON регламентируется стандартом ITU-T G.987.
- 10G-EPON или 10G-GEPON (10-gigabit Ethernet PON) — это альтернативное третье поколение PON, которое использует Ethernet протокол для передачи данных. 10G-EPON имеет скорость передачи данных до 10 Гбит/с по нисходящему и восходящему каналам. 10G-EPON регламентируется стандартом IEEE 802.3av.
Какие преимущества и недостатки имеет PON?
PON имеет ряд преимуществ и недостатков по сравнению с другими технологиями доступа в Интернет. Некоторые из них:
Преимущества PON:
- Надежность: PON не зависит от электричества, не подвержена воздействию внешних факторов, таких как электромагнитные помехи, коррозия или взлом. PON обеспечивает стабильную и качественную передачу данных, голоса и видео.
- Экономичность: PON снижает затраты на строительство и обслуживание сети, так как не требует активных элементов, таких как усилители или переключатели, на пути сигнала. PON также экономит оптическое волокно, так как одно волокно может подключать до 64 абонентов (или даже 128 в новых стандартах).
- Интеграция с кабельным ТВ: PON позволяет передавать кабельное телевидение по тому же оптическому волокну, что и данные и голос. Это удобно для абонентов, которые хотят получать все услуги от одного провайдера.
- Масштабируемость: PON легко наращивает пропускную способность и число абонентов с помощью замены или добавления OLT и ONT/ONU. PON также поддерживает разные стандарты и технологии, такие как GPON, EPON, 10G-PON и т.д.
- Высокая плотность абонентских портов: PON позволяет подключать большое количество абонентов к одному OLT. Это уменьшает занимаемое оборудованием пространство и упрощает управление сетью.
Недостатки PON:
- Ограниченное расстояние передачи, которое зависит от бюджета мощности и затухания сигнала в ODN. Обычно PON может работать на расстоянии до 20 км.
- Сложность управления и мониторинга, так как PON не имеет активных элементов, которые могут передавать информацию о состоянии сети или обнаруживать неисправности.
- Низкая гибкость, так как PON не может поддерживать разные типы трафика или разные протоколы без дополнительных конвертеров или адаптеров.
Для построения PON сети используются следующие компоненты:
- OLT (optical line terminal) — это устройство, которое находится на центральной станции и подключается к магистральной сети. OLT генерирует и передает оптические сигналы к абонентам по нисходящему каналу и принимает и обрабатывает оптические сигналы от абонентов по восходящему каналу. OLT также управляет работой ONT/ONU и выделяет им ресурсы для передачи данных. OLT может иметь разные интерфейсы, такие как ATM, SDH, Ethernet и т.д.
- ODN (optical distribution network) — это сеть из оптических волокон и пассивных оптических делителей (сплиттеров), которая соединяет OLT и ONT/ONU. ODN не содержит никаких электронных компонентов или источников питания и не требует обслуживания. ODN может иметь разную топологию, например, древовидную, звездообразную или кольцевую.
- ONT/ONU (optical network terminal/unit) — это устройство, которое находится на стороне абонента и подключается к его оборудованию, например, компьютеру, телефону или телевизору. ONT/ONU принимает и обрабатывает оптические сигналы от OLT по нисходящему каналу и передает оптические сигналы к OLT по восходящему каналу. ONT/ONU также выполняет функции конвертации протоколов и модуляции/демодуляции сигналов. ONT/ONU может иметь разные интерфейсы, такие как 10/100Base-TX, FXS, E1, видео, ATM и т.д.
ONU и ONT В чём различия?
ONT и ONU — это два термина, которые используются для обозначения абонентского оборудования в PON сети. Они выполняют одинаковые функции, но принадлежат к разным стандартам.
- ONT (optical network terminal) — это термин ITU-T, который применяется в сетях GPON. ONT подключается к оптическому волокну и к абонентскому оборудованию, такому как компьютер, телефон или телевизор. ONT преобразует оптические сигналы в электрические и наоборот, а также поддерживает разные протоколы и интерфейсы.
- ONU (optical network unit) — это термин IEEE, который применяется в сетях EPON или GEPON. ONU также подключается к оптическому волокну и к абонентскому оборудованию, но может быть более простым устройством, например, SFP модулем или медиаконвертером. ONU также преобразует оптические сигналы в электрические и наоборот, но использует Ethernet протокол для передачи данных.
Таким образом, ONT и ONU — это по сути одно и то же устройство, но с разными названиями в зависимости от стандарта PON. Они оба являются конечными точками пассивной оптической сети и обеспечивают связь между OLT и абонентами.
Разновидности оптических делителей:
Оптические делители — это устройства, которые позволяют разделять оптический сигнал на несколько ветвей с заданным соотношением мощности. Оптические делители используются в разных областях, таких как кабельное телевидение, пассивные оптические сети, измерительная техника и т.д.
Существуют разные виды оптических делителей, которые отличаются по технологии изготовления, принципу работы, характеристикам и корпусам. Некоторые из них перечислены ниже:
- Планарные делители PLC (Planar Lightwave Circuit) – это делители, которые используют тонкопленочную технологию для создания оптической схемы на стеклянной подложке. Они имеют высокую точность, равномерность и стабильность, а также малый размер и вес. Они подходят для сетей PON, CATV и других приложений.
- Делители сварного типа FBT (Fused Biconical Taper) – это делители, которые создаются путем сплавления двух или более оптических волокон в конической форме. Они имеют возможность неравномерного деления мощности и могут быть изготовлены из одномодового или многомодового волокна. Они подходят для контрольно-измерительного оборудования, сетей CATV и других приложений.
- Направленные делители – это делители, у которых коэффициент передачи между оптическими портами зависит от направления распространения оптического излучения. Они могут быть использованы для измерения параметров оптических сигналов или для создания оптических коммутаторов.
- Ненаправленные делители – это делители, у которых коэффициент передачи между оптическими портами не зависит от направления распространения оптического излучения. Они могут быть использованы для распределения или объединения оптических сигналов в разных направлениях.
- Спектрально-селективные делители (оконные) – это делители, которые чувствительны к вводимым длинам волн, то есть одни длины волн делители «пропускают», а другие «не пропускают». Они могут быть использованы для разделения или комбинирования оптических сигналов разных длин волн.
Таблица затуханий делителей
| Тип сплиттера | Коэффициент деления | Затухание (дБ) |
|---|---|---|
| PLC | 1:2 | 3.2 |
| PLC | 1:4 | 6.4 |
| PLC | 1:8 | 9.6 |
| PLC | 1:16 | 12.8 |
| PLC | 1:32 | 16 |
| PLC | 1:64 | 19.2 |
| FBT | 1:2 | 3.5 |
| FBT | 1:4 | 7 |
| FBT | 1:8 | 10.5 |
| FBT | 1:16 | 14 |
| FBT | 1:32 | 17.5 |
| FBT | 1:64 | 21 |
Если вы ищете надежного партнера для построения оптических сетей, то вы обратились по адресу! В нашем магазине вы найдете все необходимые товары для оптической связи: оптические кабели, коннекторы, делители, транспондеры и многое другое. Мы предлагаем высококачественную продукцию от ведущих производителей по доступным ценам. А если вам нужна помощь в расчете или проектировании PON сети, то вы можете воспользоваться нашими услугами. Наши специалисты имеют большой опыт и знания в области оптических сетей и готовы предложить вам оптимальное решение для вашего проекта. Свяжитесь с нами прямо сейчас и получите консультацию бесплатно!