Интернет по технологии gpon fttx что это

Содержание:

Технология PON

PON (Passive optical network) — технология пассивных оптических сетей.

Одна из главных задач, стоящих перед современными телекоммуникационными сетями доступа – так называемая проблема «последней мили», предоставление как можно большей полосы пропускания индивидуальным и корпоративным абонентам при минимальных затратах.

Суть технологии PON заключается в том, что между приемопередающим модулем центрального узла OLT (Optical line terminal) и удаленными абонентскими узлами ONT (Optical network terminal) создается полностью пассивная оптическая сеть, имеющая топологию дерева. В промежуточных узлах дерева размещаются пассивные оптические разветвители (сплиттеры) – компактные устройства, не требующие питания и обслуживания. Один приемопередающий модуль OLT позволяет передавать информацию множеству абонентских устройств ONT. Число ONT, подключенных к одному OLT, может быть настолько большим, насколько позволяет бюджет мощности и максимальная скорость приемопередающей аппаратуры.

Рис. 1. Архитектура PON сети

Для передачи прямого и обратного каналов используется одно оптическое волокно, полоса пропускания которого динамически распределяется между абонентами, или два волокна в случае резервирования. Нисходящий поток (downstream) от центрального узла к абонентам идет на длине волны 1490 нм и 1550 нм для видео. Восходящие потоки (upstream) от абонентов идут на длине волны 1310 нм с использованием протокола множественного доступа с временным разделением (TDMA).

Центральный узел PON может иметь сетевые интерфейсы ATM, SDH (STM-1), Gigabit Ethernet для подключения к магистральным сетям. Абонентский узел может предоставлять сервисные интерфейсы 10/100Base-TX, FXS (2, 4, 8 и 16 портов для подключения аналоговых ТА), E1, цифровое видео, ATM (E3, DS3, STM-1c).

Рис.2. Сравнение технологий

Тестирование PON сети

При тестировании сети PON оператора обычно волнуют два основных вопроса:

Для ответа на первый вопрос достаточно провести простые измерения с помощью оптического тестера. Второй вопрос более сложен и требует применения оптического рефлектометра (OTDR), а также определенного опыта расшифровки рефлектограмм.

Как правило, желательно, чтобы все необходимые измерения могли проводиться на работающей сети PON без отключения абонентов (кроме, возможно, тестируемого). Такое тестирование осуществляется на нерабочей длине волны с применением дополнительных устройств (волновых мультиплексоров DWDM, фильтров), чтобы излучение измерительной аппаратуры не вносило помех в полезный сигнал. Как уже упоминалось, в сети PON для прямого канала (от центра к абонентам) используется длина волны 1490 или 1550 нм (для видео), для обратного – 1310 нм. Для тестирования сети PON обычно используют длину волны 1625 нм.

Излучение измерительной аппаратуры (тестера, рефлектометра) вводится в волокно сразу после OLT с использованием волнового мультиплексора (DWDM). Это излучение способно вызвать помехи на оптическом приемнике абонентского устройства, поэтому перед каждым абонентским устройством ONT необходимо установить фильтр. Для того чтобы можно было проводить тестирование без отключения сети, волновой мультиплексор и фильтры должны быть стационарно включены в оптический тракт, (см. Рис. 3).

Рис. 3. Схема подключения волнового мультиплексора и фильтров к PON

Для измерения затухания в оптической линии между OLT и ONT используется оптический тестер на 1625 нм. Передатчик тестера подключается к свободному концу волнового мультиплексора на OLT. Приемник тестера подключается к свободному концу волокна перед фильтром, (см. Рис. 4).

Рис. 4. Измерение затухания с отключением абонентского устройства

Можно измерять затухание и без отключения абонентского устройства. Для этого на ONT нужно использовать не фильтр, а волновой мультиплексор, как на центральном узле, (см. Рис. 5).

Рис. 5. Измерение затухания без отключения абонентского устройства

Затухание на длине волны 1625 нм несколько выше, чем на 1550 и 1490 нм (в среднем на 10%). Поэтому тестирование затухания на длине волны 1625 нм дает оценку сверху для затухания на рабочих длинах волн. Если эта оценка укладывается в допустимый бюджет (23 дБ), то затухание на рабочих длинах волн заведомо удовлетворяет требованиям по бюджету. Если затухание на длине волны 1625 нм превышает допустимое значение, то для точного определения затухания на рабочих длинах волн необходимо провести перерасчет на основе паспорта оптического кабеля.

Измерение в PON с помощью оптического тестера позволяет получить реальное значение затухания на участке от OLT до ONT, но не дает ответа на вопрос, где находится проблемный участок, если это затухание оказалось выше ожидаемого (расчетного или опорного). Для локализации проблемного участка используется более сложное устройство – оптический рефлектометр (OTDR).

Рефлектометр с тестовым модулем на 1625 нм подключается к свободному концу волнового мультиплексора на OLT, (см. Рис. 6). Излучение рефлектометра распространяется по дереву PON и за счет отражения на препятствиях и обратного рассеивания в оптическом волокне частично поступает обратно на вход рефлектометра. Таким образом, снимается рефлектограмма дерева PON – график затухания в линии в зависимости от расстояния. Каждый пик или скачок затухания на этом графике соответствует определенному элементу сети, либо событию в волокне.

Рис. 6. Снятие рефлектограммы дерева PON

Методика тестирования сети PON с использованием рефлектометра заключается в следующем. После каждого изменения топологии сети (подключения нового абонента, замены сплиттера и т.п.) снимается опорная (эталонная) рефлектограмма, соответствующая нормальному состоянию сети. При обнаружении проблем в сети (например, если затухание, измеренное оптическим тестером, оказалось выше расчетного) снимается новая рефлектограмма, которая сравнивается с опорной. Новые события на рефлектограмме локализуют местоположение проблемного участка, (см. Рис. 7).

0.4 дБ/км, 0.5 дБ на коннектор

0.03 дБ на точку сварки

3.5 дБ на сплиттер 1:2

7.2 дБ на сплиттер 1:4

10.7 дБ на сплиттер 1:8

14.4 дБ на сплиттер 1:16

Рис. 7. Анализ новых событий на рефлектограмме.

С помощью рефлектометра можно вести мониторинг сети PON и обнаруживать деградации волокна еще до того, как возникнут проблемы. Для этого необходимо регулярно (например, раз в неделю) снимать рефлектограмму сети и сравнивать ее с опорной рефлектограммой. При появлении любых отклонений и тем более новых событий на рефлектограмме необходимо анализировать их возможные причины и при необходимости проводить адекватные профилактические мероприятия.

Основные преимущества технологии PON

Измерения в FTTx PON / GPON сетях

В процессе строительства сетей FTTx PON необходимо выполнять четыре основных измерения:

В процессе ввода в эксплуатацию сетей FTTx PON необходимо выполнять два основных измерения:

Источник

Технология GPON: описание, принцип работы, плюсы и минусы

Возможности, которые дает технология доступа GPON, около 30-ти лет назад считались бы фантастикой. Массовое подключение пользователей к сети интернет началось еще в 1993 году, когда на показатель пропускной способности канала мало кто обращал внимания. Сейчас ситуация изменилась кардинально, эта характеристика считается одной из определяющих.

Для рядового пользователя скорость интернета важна, потому что от нее зависит время загрузки тяжелых файлов (графических, музыкальных или видео), которых в сети становится все больше. Корпоративные потребители тоже обращают пристальное внимание на эту характеристику, потому что от нее зависит скорость реакции на запросы в системах управления бизнесом. Получается, что скоростной интернет – это назревшая необходимость, а не искусственно раскрученная идея.

Немного истории: от телефонных линий до интернета по технологии GPON

Сначала для обмена данными пользовались уже существующими медными телефонными линиями. Применять готовую инфраструктуру было удобно, но она обеспечивала скорость соединения не выше 24 Мб/с. Со временем этого стало недостаточно. На смену медным линиям связи пришли оптические, которые резко увеличили скорость обмена данными.

Архитектура оптических сетей выглядит следующим образом. С помощью оптоволоконного кабеля соединяют станцию оператора OLT с модулями абонентов ONT или ONU. Оба вида модулей – ONT и ONU – имеют одинаковое назначение: они преобразовывают оптические сигналы в электрические, которые корректно распознаются устройствами пользователя (компьютерам, телевизорам), а также наоборот.

Модули ONT отличаются от ONU тем, что первые предназначены для индивидуального использования, их устанавливают непосредственно в квартирах, а вторые размещают в многоквартирных домах, к ним подключают компьютеры, телевизоры, телефоны нескольких квартир.

Описанная архитектура получила название FTTx или полностью Fiber to the x (в переводе – оптическое волокно до х (икс)), она – одноволоконная. Однако ее можно преобразовать в более удобную и эффективную древовидную. Для этой цели на участке между приемопередающей станцией и модулями абонентов нужно использовать пассивные разделители сигнала – сплиттеры, к которым можно подключить ONT. В итоге сформируется пассивная оптическая сеть – PON или полностью Passive Optical Network.

Пассивная сеть отличается тем, что на участке между приемопередающей станцией оператора и абонентом не содержит коммутаторов, а также переключателей, которые потребляют энергию, а также могут ломаться. По этой причине они надежней в обслуживании.

Такая сеть обеспечивает доступ к одной оптоволоконной линии большому количеству пользователей за счет временного мультиплексирования (одновременной передачи нескольких сигналов в одном коммуникационном канале), а также частотного разделения входящего и исходящего сигналов (прием с передачей идут в одном волокне, но длины волн в нем различаются). Дополнительно к этим потокам можно добавить сигнал кабельного телевидения.

Для работы сетей PON сначала разработали стандарт APON, передавать данные можно было со скоростью до 155 Мб/с. Затем ему на смену пришел стандарт BPON, а скорость выросла до 622 Мб/с. Технология GPON – Gigabit-capable Passive Optical Network – стала следующим этапом развития стандартов.

Особенности технологии GPON

Подключение происходит следующим образом. От общего кабеля в каждую квартиру жилого дома заводят оптоволоконный кабель. Его подключают к терминалу (модулю ONT), который внешне похож на обычный роутер, но вместо Ethernet-разъёма у него оптический порт. Через этот терминал абонент получает сразу весь пакет услуг: интернет, цифровое телевидение и телефонную связь. Компьютеры подключают к нему напрямую, а ноутбуки, смартфоны – через Wi-Fi модуль. То есть все действия такие же, как при подключении к обычному роутеру.

При использовании технологии GPON общая пропускная способность сети достигает 1 Гб/с, однако это не означает, что абонент получит именно эту скорость. Многое зависит от мощности роутера, но на 500 Мб/с можно твердо рассчитывать. Такой скорости соединения достаточно, например, для скачивания фильма весом до 8 Гб за 5 минут.

Дополнительно можно подключить до двухсот каналов цифрового телевидения. Если телевизоров в квартире несколько, цифровое телевидение будет доступно на всех без потерь в качестве картинки.

Помимо этого, абонент получит качественную телефонную связь. Помех не будет, а количество функций увеличится: станет доступной переадресация, удержание звонка, конференц-связь, а также многое другое (функционал зависит от телефонного аппарата).

Плюсы и минусы технологии GPON

Из плюсов выделим следующие:

Помимо преимуществ, у технологии GPON есть некоторые недостатки. Они в основном связаны с оптоволоконным кабелем. Он обеспечивает высокую скорость соединения, но при этом достаточно хрупкий, поэтому размещать оптоволоконный кабель нужно так, чтобы он был недоступен для детей и домашних животных. Кабель категорически не рекомендуется перегибать, как это принято для витой пары – так его можно повредить. Удлинить уже заведенный в квартиру кабель тоже сложно и дорого, поэтому лучше просчитать все заранее.

Заключение

Переходить на GPON, если такое предложение есть, однозначно стоит. Технология обеспечивает мощный интернет-канал, поэтому к нему можно подключить больше услуг, ведь они не ограничиваются только цифровым телевидением и телефонной связью.

Оставьте свою электронную почту и получайте самые свежие статьи из нашего блога. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить

Источник

Технология PON — что это такое и зачем она нужна?

Содержание

Содержание

Оптоволокно, бывшее раньше уделом провайдеров и крупных компаний, потихоньку становится доступным для рядовых пользователей. «Оптика» в квартирах и частных домах появилась благодаря технологии PON, позволившей снизить стоимость подключения до приемлемых для частного потребителя величин. Что же это за технология?

Что такое PON

PON («Passive Optical Network» — «пассивная оптическая сеть») представляет собой оптоволоконную сеть, в которой для доставки трафика конечному (терминальному) клиенту используются недорогие пассивные делители (сплиттеры).

Они не требуют электропитания, сложной настройки, обогреваемых шкафов и т. п.

В этом главное отличие от активных сетей, где перераспределение трафика к клиентам производится через активное устройство — маршрутизатор.

Такое решение позволило в разы сократить затраты на прокладку оптоволоконной сети. Низкая стоимость сплиттеров позволяет ставить их на магистраль возле каждого клиента, делая топологию сети ближе к шине с её минимальным расходом кабеля.

По сравнению с классической «звездой», затраты на кабель снижаются в разы. Особенно это заметно, когда клиенты не «кучкуются» в небольшом пространстве, а разнесены друг от друга на несколько десятков метров.

Чаще всего именно технологию PON следует благодарить жителям коттеджных поселков за быстрый Интернет. И не только Интернет — канал передачи в PON-сетях разделен на три диапазона: приема — с длиной волны 1490 нм, передачи — 1310 нм, и телевидения — 1550 нм. Поэтому обычно провайдер вместе с Интернетом предоставляет и IPTV.

Увы, ничто хорошее не достается даром. За низкую цену приходится платить:

Разновидности PON

Первые стандарты PON — APON и BPON — на сегодняшний день практически не используют. Десятигигабитные сети 10G xPON пока распространены слабо, так что пока выбор может быть только между двумя стандартами — GPON и GEPON (EPON). Первая — более современная и более скоростная, но оборудование для неё стоит дороже.

Конечные пользователи особой разницы между этими стандартами обычно не замечают. На скорость куда сильнее влияет загрузка подсетей, а различия в составе пакетов или, например, возможности передачи TDMA-трафика для обычного пользователя маловажны и неинтересны.

В перспективе сети GPON и GEPON заменят на десятигигабитные аналоги — 10G-PON и 10G-EPON. Эти стандарты разработаны уже 10 лет назад, но их повсеместное распространение сдерживают два фактора:

Вывод

PON — технология организации сети на основе оптоволокна, повысившая доступность Интернета для рядовых пользователей. Она способна обеспечить от 20 Мбит/с до 1 Гбит/с на клиентское устройство. Характеристики делают xPON-сети вполне конкурентоспособными и в городской среде, а за городом PON, несмотря на свои минусы, и вовсе может оказаться единственной технологией, способной обеспечить «быстрым» Интернетом всех желающих.

Источник

Интернет по технологии gpon fttx что это

Название группы технологий FTTX означает Fiber To The X («оптика до Х»), где Х – точка доведения оптического кабеля. Если кабель доведен до жилища абонента – такая технология называется FTTH (Fiber To The Home) – «оптика до дома». Соответственно, FTTВ (Fiber To The Building) – оптика до здания, FTTС (Fiber To The Curb) – оптика до группы зданий, FTTN (Fiber To The Node) – оптика до сетевого узла.

В частности, сеть FTTB может выглядеть следующим образом[1]:

Рисунок 1. Пример сети FTTB (источник: Ростелеком).

На рисунке ниже показан узел оптической сети доступа для группы домов (FTTC) на сети оператора British Telecom[2].

Рисунок 2. Оптический узел для группы домов (FTTC) (источник: British Telecom).

xPON

Для подключения оптических узлов по оптическому кабелю чаще всего используется технология пассивных оптических сетей PON (Passive Optical Network), в которой возможно гибкое развитие сети при помощи пассивных оптических сплиттеров (Passive Optical Splitters). Эти устройства не требуют электропитания, могут разветвлять линию до 128 ветвей, в зависимости от мощности входного оптического сигнала. Удаленность оптического сетевого узла ONU от терминала OLT может составлять до 20 км (см. рисунок ниже)[3].

Рисунок 3. Архитектура сети xPON (источник: Huawei).

Существуют различные виды технологии PON:

В настоящее время наиболее перспективной является технология гигабитной пассивной оптической сети GPON: Gigabit-capable Passive Optical Networks [4]. Эта технология описана в стандарте ITU-T G.984 и способна обеспечивать скорость до 2,488 Гбит/с их сети и 1,244 Гбит/с в сеть. В GPON используется разделение каналов «в сеть» и «из сети» по длине оптической волны светового сигнала, передаваемого по оптоволокну WDM (Wavelength Division Mutiplex). Для загрузки данных их сети используется длина волны 1550 нм, для оправки данных в сеть – 1310 нм.

Последняя версия GPON называется XGPON, или 10G-PON, которая способна обеспечить скорость передачи данных до 10Гбит/с из сети и 2,5 Гбит/с в сеть, и описана в стандарте ITU G.987. Эта технология соответствует требованиям видеоуслуг в высоком разрешении (4K, UHD).

Архитектура сети GPON показана на рисунке ниже. В помещении оператора (Central Office) установлено оборудование терминала оптической линии OLT, а также оборудование для предоставления видеоуслуг (Video Source). Эти сигналы вводятся в оптоволокно при помощи оптического комбайнера (Passive Combiner) и затем разделяются оптическим сплиттером (Splitter) на первичные ветви. На сетевых узлах, расстояние до которых может быть до 20 км, также установлены сплиттеры, которые делят сигнал на вторичные ветви.

На оптическом терминале пользователя ONU/ONT происходит извлечение электрических сигналов для телевидения (TV), интернета (PC) и телефонии (VoIP).

Наиболее существенным аспектом развертывания сетей FTTH на базе PON является экономия оптоволоконных линий на участке от ONT до оптического узла или точки присутствия. Если у провайдера имеются резервные оптические пары в кабеле или место в колодцах для прокладки дополнительных кабелей между АТС и уличным шкафом, то это может избавить его от необходимости рыть новые траншеи.

Однако при отсутствии существующей оптической инфраструктуры, или развертывании оптической сети в новых районах, экономия оптоволоконного кабеля нецелесообразна, поскольку предельные затраты на дополнительный кабель ничтожно малы по сравнению со стоимостью рытья траншей или необходимостью получения права на пользование чужой инфраструктурой, например, канализационными коллекторами.

GPON хорошо подходит для услуг Triple Play, т.е. для комбинации телефонии, Интернета и видеовещания. Это позволяет использовать коаксиальную разводку, имеющуюся у абонента для передачи аналогового или цифрового телевизионного сигнала. Также возможно реализация гибридных архитектуры для всех интерактивных услуг, включая IP-телевидение, и топологию с наложением дополнительной пассивной оптической сети для распространения видеовещания.

Поскольку PON – это технология с общей средой передачи, то необходимо шифрование потоков данных. В GPON проводится шифрование по методу AES (Advance Encryption Standard) с 256-разрядными ключами, что позволяет обеспечить безопасность персональных данных конечных пользователей и предотвращает возможность хищения услуг. Однако шифрование AES несколько снижает производительность сети. Для шифрования необходима передача существенного объема служебной информации вместе с каждым пакетом, что может привести к заметному снижению полезной скорости передачи данных.

В связи с использованием в пассивных оптических сетях PON общей передающей среды, каждое оконечное устройство (ONT или OLT) вынуждено работать на совокупной скорости передачи данных. Даже если клиент заплатил только за скорость доступа в 25 Мбит/с, тем не менее, каждая конечная точка оптической сети (ONT) в этом дереве PON должна работать на скорости 2,5 Гбит/с (GPON). Работа электронных и оптических устройств со скоростью, в 100 раз превышающей необходимую скорость передачи данных, повышает цену компонентов, особенно в том случае, если емкость сети не очень высокая.

При каждом разветвлении на две линии мощность сигнала падает на 3,4 дБ. При разветвлении на 64 линии мощность падает на 20,4 дБ (эквивалентно отношению мощностей 1:110). Таким образом, в этой модели все оптические передатчики в архитектуре PON должны обеспечивать в 110 раз большую мощность оптического сигнала по сравнению с архитектурой «точка-точка» при передаче на то же расстояние.

Однако, несмотря на перечисленные недостатки, технология GPON является весьма привлекательной для многих операторов мультисервисных услуг и использование на сетях этой технологии быстро растёт.

Источник