Технология и принцип действия PON

PON — пассивная сеть с топологией «точка-много точек», основанная на технологии ATM (APON, BPON) или Ethernet (EPON, GPON) [2]. Пассивность означает отсутствие в сети элементов, усиливающих сигнал. Вместо требующих питания оптических повторителей, как в традиционных оптических сетях, в сетях PON используются недорогие оптические разветвители (сплиттеры), которые можно устанавливать практически в любом месте. Они применяются для каскадирования (мощность в них не обязательно делится на равные части) и создания древовидной структуры сети. Таким образом, PON дает возможность гибко развести оптическое волокно между десятками абонентов и подключать их модульно. Схема организации PON представлена на рисунке 3.1

Рисунок 3.1 - Схема организации PON.

Активные устройства устанавливаются только у провайдера и абонента. В сетях PON эти устройства называются терминалом оптической линии (Optical Line Terminal, OLT) и оптическим сетевым терминалом (Optical Network Termination, ONT) или оптическим сетевым блоком (Optical Network Unit, ONU). Устройство OLT располагают на районном узле провайдера. Оно генерирует оптические сигналы и объединяет трафик от абонентов, т. е. служит точкой консолидации трафика. Абонентские устройства ONT или ONU могут иметь различные интерфейсы, например Ethernet на 10/100 Мбит/с и E-1, а центральный узел обычно оснащается интерфейсами ATM или SDH (STM-1).

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. Длина волны 1550 выделена для передачи видео. Используемые в PON длины волн для передачи трафика и видео представлены на рисунке 3.2. [2]

Рисунок 3.2 - Обеспечение услуг Triple Play

Как и всякая технология, PON имеет свои ограничения: в нынешних ее вариантах (стандарт G.983) длина канала OLT-ONT ограничивается 20 км, а число пользователей на канал не превосходит 32. В настоящее время разрабатываются микросхемы PON для разделения одного канала между 64—128 абонентами.

Сеть PON состоит из нескольких элементов — коммутатора на узле связи, линий связи с пассивными сплиттерами в узлах сети и модемов на стороне абонентов. К каждому модему поступают все пакеты от коммутатора, а во время передачи используется временное мультиплексирование кадров. Обратный поток формируется из потоков данных, которые генерируют различные абонентские PON-модемы. Чтобы не возникало коллизий потоков, следующих от разных абонентов, в сетях PON используются специальные механизмы управления и приоритизации трафика.

3.1.3 Преимущества технологии PON:

• минимизация кабельной инфраструктуры. Технология реализует возможность подключения через одно оптоволокно большого количества абонентских терминалов, что способствует значительной экономии волокон;

• низкие расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание сети. Преимущество обусловлено использованием пассивного оборудования в распределительной сети, а также благодаря встроенным средствам эксплуатации, администрирования и обслуживания (OA& M);

• перспективность создания распределительной инфраструктуры. Строительство оптической распределительной сети закладывает хорошую и долговременную основу для дальнейшего развития и предоставления в будущем любых мультимедийных услуг с практически неограниченной полосой пропускания;

• надежность. Использование меньшего числа активных элементов в сети обеспечивает ее надежность, а кроме того, способствует как снижению чувствительности к влиянию смежных линий связи, так и уменьшению воздействия на них;

• высокая гибкость. Построение распределительной сети по технологии PON требует применения всего лишь одного оптического волокна, а не пучка волокон, как при использовании других оптоволоконных технологий. Благодаря этому можно строить сеть по шинной или древовидной топологии, что весьма выгодно с экономической точки зрения. Гибкость технологии позволяет использовать ее в любых сетевых конфигурациях семейства FTTx.

Однако в проектировании сетей PON есть свои тонкости. Архитектуру сети нужно тщательно продумать для будущего наращивания, рассчитать ее бюджет с учетом затухания, вносимого каждым сплиттером. Изменение конфигурации уже задействованного волокна в этой одноволоконной технологии приведет к потере связи у нижерасположенных клиентов. По той же причине сеть PON обладает слабой «живучестью», а резервные каналы увеличивают стоимость решения. Однако при правильном проектировании подключение новых клиентов упрощается.