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).
Для построения PON используется топология «точка – многоточка» и сама сеть имеет древовидную структуру. Каждый волоконно-оптический сегмент подключается к одному приемопередатчику в центральном узле (в отличие от топологии «точка – точка», что также дает значительную экономию в стоимости оборудования. Один волоконно-оптический сегмент сети PON может охватывать до 32 абонентских узлов в радиусе до 20 км для технологий EPON / BPON и до 128 узлов в радиусе до 60 км для технологии GPON. Каждый абонентский узел рассчитан на обычный жилой дом или офисное здание и в свою очередь может охватывать сотни абонентов. Все абонентские узлы являются терминальными, и отключение или выход из строя одного либо нескольких абонентских узлов никак не влияет на работу остальных.
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).
Основные преимущества технологии PON
- Экономия волокон. До 128 абонентов на одно волокно, протяженность сети до 60 км. (И до 256 абонентов при небольшой протяжённости, например, в пределах крупного здания, где установлен модуль OLT. – примечание Learn)
- Эффективное использование полосы пропускания оптического волокна.
- Скорость до 2,488 Гбит/с по нисходящему потоку и 1,244 Гбит/с по восходящему.
- Надежность. В промежуточных узлах дерева находятся только пассивные оптические разветвители, не требующие обслуживания.
- Масштабируемость. Древовидная структура сети доступа дает возможность подключать новых абонентов самым экономичным способом.
- Возможность резервирования как всех, так и отдельных абонентов.
- Возможны симметричный и асимметричный режимы работы.
Стандарты PON технологии
Родителем для всех стандартов является APON. GPON – продолжение развитие APON , на сегодняшний момент является лидером среди всех технологий PON. Существенную разницу вносит базовый протокол. Так, например, для EPON (GEPON) базовой протокол – Ethernet, для GPON – SDH. Так же не стоит путать GEPON и GPON, это совершенно разные стандарты PON. Мы в дальнейшем будем рассматривать только стандарт GPON.
| APON | BPON | EPON (GEPON) | GPON | |
| Стандарт | G.983 | ITU G.983 | IEEE 802.3ah | ITU G.984.6 |
| downstream | 155 Мбит/с | 622 Мбит/с | 1,244 Гбит/с | 2,488 Гбит/с |
| upstream | 155 Мбит/с | 155 Мбит/с | 1,244 Гбит/с | 1,244 Гбит/с |
| Емкость | 32 | 32 | 64 | |
| Максимальная длина передачи, км | 20 | 20 | 60 | |
| Затухание линии PON | 26 дБ | 22 дБ |
Для передачи потока информации от OLT к ONT — прямого (нисходящего) потока, как правило, используется длина волны 1490 нм. Наоборот, потоки данных от разных абонентских узлов в центральный узел, совместно образующие обратный (восходящий) поток, передаются на длине волны 1310 нм. Для передачи сигнала телевидения используется длина волны 1550 нм. В OLT и ONT встроены мультиплексоры WDM, разделяющие исходящие и входящие потоки. На картинке ниже ошибка!
Рис. Сравнение технологий