✖


Jump to content

Пассивная оптическая сеть

Сборка оптоволоконного кабеля с разъемами SC APC , обычно используемая для подключения терминалов оптической сети к пассивным оптическим сетям.

Пассивная оптическая сеть ( PON ) — это оптоволоконная телекоммуникационная сеть, в которой для передачи сигналов используются только устройства без питания , а не электронное оборудование. На практике сети PON обычно используются на последней миле между поставщиками интернет-услуг (ISP) и их клиентами. При таком использовании PON имеет топологию «точка-множество точек», в которой интернет-провайдер использует одно устройство для обслуживания множества сайтов конечных пользователей с использованием такой системы, как 10G-PON или GPON . В этой топологии «один ко многим» одно волокно, обслуживающее множество сайтов, разветвляется на несколько волокон через пассивный сплиттер , и каждое из этих волокон может обслуживать несколько сайтов через дополнительные сплиттеры. Свет от интернет-провайдера разделяется через разветвители и достигает всех клиентских сайтов, а свет от клиентских сайтов объединяется в одно волокно. [ 1 ] Многие оптоволоконные интернет-провайдеры предпочитают эту систему. [ 2 ]

Компоненты и характеристики

[ редактировать ]
Нисходящий трафик в активной (вверху) и пассивной оптической сети

Пассивная оптическая сеть состоит из оптического линейного терминала (OLT) в центральном офисе (концентраторе) поставщика услуг, пассивных (неэнергопотребляющих) оптических разветвителей и ряда оптических сетевых блоков (ONU) или оптических сетевых терминалов (ONT). ), которые находятся рядом с конечными пользователями. [ 2 ] [ 3 ] Между OLT и ONU могут быть усилители. [ 4 ] Несколько волокон от OLT могут передаваться по одному кабелю. [ 5 ] PON сокращает количество требуемого оптоволокна и оборудования центрального офиса по сравнению с архитектурами «точка-точка» с выделенными соединениями для каждого пользователя. Пассивная оптическая сеть — это разновидность оптоволоконной сети доступа . Пропускная способность распределяется между пользователями PON. [ 6 ] [ 7 ]

В большинстве случаев нисходящие сигналы передаются во все помещения, использующие несколько волокон. Шифрование может предотвратить подслушивание .

Восходящие сигналы объединяются с использованием протокола множественного доступа , обычно множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA).

История

[ редактировать ]

Пассивные оптические сети были впервые предложены British Telecommunication в 1987 году. [ 8 ]

Две основные группы по стандартизации, Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) и Сектор стандартизации электросвязи Международного союза электросвязи (ITU-T), разрабатывают стандарты вместе с рядом других отраслевых организаций.

Общество инженеров кабельной связи (SCTE) также определило радиочастоту через стекло для передачи сигналов по пассивной оптической сети. CableLabs разработала когерентную PON (CPON), которая работает на скорости 100 Гбит/с симметрично. [ 9 ] и поддерживает соотношение разделения до 1:512. Когерентность означает, что для работы требуется только одна длина волны света. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]

ФСАН и МСЭ

[ редактировать ]

Начиная с 1995 года работа над оптоволокном для домашних архитектур проводилась рабочей группой Сети полного доступа к услугам (FSAN), сформированной крупными поставщиками телекоммуникационных услуг и поставщиками систем. [ 13 ] Международный союз электросвязи (ITU) проделал дальнейшую работу и стандартизировал два поколения PON. Более старый стандарт ITU-T G.983 был основан на асинхронном режиме передачи (ATM) и поэтому назывался APON (ATM PON). Дальнейшие улучшения исходного стандарта APON, а также постепенная утрата популярности ATM как протокола привели к тому, что полную окончательную версию ITU-T G.983 стали чаще называть широкополосным PON или BPON. Типичный APON/BPON обеспечивает 622 мегабита в секунду (Мбит/с) ( OC-12 ) нисходящего трафика и 155 Мбит/с ( OC-3 ) восходящего трафика, хотя стандарт допускает более высокие скорости.

ITU-T G.984 Стандарт пассивных оптических сетей с поддержкой гигабитного режима (GPON, G-PON) представляет собой увеличение по сравнению с BPON как общей пропускной способности, так и эффективности полосы пропускания за счет использования более крупных пакетов переменной длины. Опять же, стандарты допускают несколько вариантов скорости передачи данных, но отрасль сошлась на 2,488 гигабит в секунду (Гбит/с) для нисходящей полосы пропускания и 1,244 Гбит/с для восходящей полосы пропускания. Метод инкапсуляции GPON (GEM) позволяет очень эффективно упаковывать пользовательский трафик с сегментацией кадров.

К середине 2008 года Verizon установила более 800 000 линий . British Telecom , BSNL , Saudi Telecom Company , Etisalat и AT&T проходили расширенные испытания в Великобритании, Индии, Саудовской Аравии, ОАЭ и США соответственно. Сети GPON в настоящее время развернуты во многих сетях по всему миру, и тенденции указывают на более высокий рост GPON, чем других технологий PON.

G.987 определил 10G-PON со скоростью 10 Гбит/с в нисходящем направлении и 2,5 Гбит/с в восходящем направлении – кадрирование соответствует G-PON и предназначено для сосуществования с устройствами GPON в одной сети. [ 14 ]

Асимметричная сеть 50G-PON была одобрена ITU в сентябре 2021 года. [ 15 ] [ 16 ] а симметричный 50G-PON был одобрен в сентябре 2022 года. [ 17 ] Первое испытание 50G-PON состоялось в 2024 году в Турции. [ 18 ] Были продемонстрированы 100G-PON и 200G-PON. [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] Первая демонстрация 100G-PON в действующей сети была проведена в Австралии в 2024 году. [ 23 ]

Безопасность

[ редактировать ]

разработанная в 2009 году компанией Cable Manufacturing Business для удовлетворения SIPRNet требований ВВС США Защищенная пассивная оптическая сеть (SPON), , объединяет технологию гигабитной пассивной оптической сети (GPON) и систему защитного распределения (PDS). [ 24 ] Изменения требований NSTISSI 7003 для PDS и мандат федерального правительства США на ЗЕЛЕНЫЕ технологии позволили федеральному правительству США рассмотреть эти две технологии в качестве альтернативы активному Ethernet и устройствам шифрования . Директор по информационным технологиям Министерства армии США издал директиву о внедрении этой технологии к 2013 финансовому году. Он продается военным США такими компаниями, как Telos Corporation . [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]

GPON, используемый в развертываниях Fiber to the x, может столкнуться с уязвимостью к атаке типа «отказ в обслуживании» посредством внедрения оптического сигнала, которую невозможно устранить с помощью текущих коммерчески доступных технологий. [ 29 ] [ 30 ]

IEEE

[ редактировать ]
Основные статьи: 10G-EPON и Ethernet на первой миле § Passive_optical_network

В 2004 году стандарт Ethernet PON (EPON или GEPON) 802.3ah-2004 был ратифицирован как часть первой мили Ethernet в проекте IEEE 802.3 . EPON — это сеть «ближнего радиуса действия», использующая пакеты Ethernet, оптоволоконные кабели и один уровень протокола. [ 1 ] EPON также использует стандартные кадры Ethernet 802.3 с симметричными скоростями восходящего и нисходящего потока 1 гигабит в секунду. EPON применим для сетей, ориентированных на передачу данных, а также сетей с полным набором услуг для передачи голоса, данных и видео. EPON 10 Гбит/с или 10G-EPON был ратифицирован как поправка IEEE 802.3av к IEEE 802.3. 10G-EPON поддерживает скорость 10/1 Гбит/с. нисходящей План длины волны поддерживает одновременную работу 10 Гбит/с на одной длине волны и 1 Гбит/с на отдельной длине волны для одновременной работы IEEE 802.3av и IEEE 802.3ah в одной и той же PON. Восходящий канал может поддерживать одновременную работу IEEE 802.3av и 802.3ah со скоростью 1 Гбит/с одновременно на одном общем канале (1310 нм).

В 2014 году было установлено более 40 миллионов портов EPON, что сделало эту технологию PON наиболее широко используемой в мире. EPON также является основой для бизнес-услуг кабельных операторов в рамках спецификаций DOCSIS Provisioning of EPON (DPoE).

10G EPON полностью совместим с другими стандартами Ethernet и не требует преобразования или инкапсуляции для подключения к сетям Ethernet как на восходящем, так и на нисходящем конце. Эта технология легко соединяется с любым типом IP- или пакетной связи, а благодаря повсеместному распространению Ethernet-установок в домах, на рабочих местах и ​​в других местах внедрение EPON, как правило, очень недорого. [ 1 ]

Сетевые элементы

[ редактировать ]

PON использует преимущества мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM), используя одну длину волны для нисходящего трафика, а другую — для восходящего трафика по одномодовому волокну (ITU-T G.652 ). BPON, EPON, GEPON и GPON имеют один и тот же базовый план длин волн и используют длину волны 1490 нанометров (нм) для нисходящего трафика и длину волны 1310 нм для восходящего трафика. Длина волны 1550 нм зарезервирована для дополнительных служб наложения, обычно радиочастотного (аналогового) видео.

Как и в случае со скоростью передачи данных, стандарты описывают несколько бюджетов оптической мощности , наиболее распространенным из которых является бюджет потерь 28 дБ как для BPON, так и для GPON, но были анонсированы продукты, использующие также менее дорогую оптику. 28 дБ соответствует примерно 20 км с 32-полосным разделением. Прямая коррекция ошибок (FEC) может обеспечить еще 2–3 дБ бюджета потерь в системах GPON. По мере совершенствования оптики бюджет 28 дБ, вероятно, увеличится. Хотя протоколы GPON и EPON допускают большие коэффициенты разделения (до 128 абонентов для GPON, [ 31 ] до 32 768 для EPON), на практике большинство PON развертываются с соотношением разделения 1:64, [ 32 ] 1:32 [ 33 ] или меньше. Сети XGS-PON поддерживают соотношение разделения до 1:128. [ 34 ] а 50G-PON поддерживает соотношение разделения не менее 1:256 в зависимости от OLT. [ 35 ]

Разветвители могут быть каскадированы, например, в районах с низкой плотностью населения и, следовательно, с небольшим количеством абонентов в данной области. [ 36 ] [ 37 ] Это также можно сделать, чтобы облегчить сокращение количества абонентов в PON в будущем. [ 37 ] Таким образом, сети PON могут иметь топологию древовидной сети. [ 38 ] В сельской местности можно использовать удаленные OLT, рассчитанные всего на несколько пользователей. [ 39 ] Сплиттеры могут быть изготовлены с использованием либо плоской световой схемы (PLC), либо технологии плавленого биконического конуса (FBT): PLC создает оптические волноводы на плоской подложке из кремнезема для разделения света, а FBT соединяет оптические волокна вместе, чтобы создать сплиттер. [ 40 ]

PON состоит из узла центрального офиса, называемого терминалом оптической линии (OLT), одного или нескольких пользовательских узлов, называемых оптическими сетевыми блоками (ONU) или оптическими сетевыми терминалами (ONT), а также волокон и разветвителей между ними, называемых оптическими сетевыми узлами . дистрибьюторская сеть (ОДН). «ONT» — это термин ITU-T, описывающий ONU с одним арендатором. В многоквартирных домах ONU может быть подключен к устройству в помещении клиента внутри отдельного жилого помещения с использованием таких технологий, как Ethernet по витой паре, G.hn (высокоскоростной стандарт ITU-T , который может работать через любую существующую домашнюю проводку). - линии электропередачи , телефонные линии и коаксиальные кабели ) или DSL . ONU — это устройство, которое завершает PON и предоставляет пользователю интерфейсы обслуживания клиентов. Некоторые ONU реализуют отдельный абонентский блок для предоставления таких услуг, как телефония, передача данных Ethernet или видео.

поставщика услуг OLT обеспечивает интерфейс между PON и базовой сетью . Обычно они включают в себя:

ONT или ONU завершают работу PON и предоставляют пользователю собственные сервисные интерфейсы. Эти услуги могут включать в себя голос ( обычная телефонная служба (POTS) или передача голоса по IP ( VoIP )), данные (обычно Ethernet или V.35 ), видео и/или телеметрию (TTL, ECL, RS530 и т. д.). Функции ONU разделены на две части:

PON — это общая сеть, в которой OLT отправляет один поток нисходящего трафика, который видят все ONU. Каждый ONU считывает содержимое только тех пакетов, которые ему адресованы. Шифрование используется для предотвращения перехвата нисходящего трафика.

OLT может иметь несколько портов, и каждый порт может управлять одной сетью PON с коэффициентами разделения или коэффициентами разделения примерно 1:32 или 1:64, что означает, что для каждого порта OLT может использоваться до 32 или 64 ONU на площадках клиентов. можно подключить. [ 41 ] [ 42 ] Несколько стандартов PON могут сосуществовать в одной и той же ODN (оптической распределительной сети), используя разные длины волн. [ 43 ]

Распределение полосы пропускания в восходящем направлении

[ редактировать ]

OLT отвечает за распределение полосы пропускания в восходящем направлении для ONU. Поскольку оптическая распределительная сеть (ODN) является общей, восходящие передачи ONU могут конфликтовать, если бы они передавались в случайное время. ONU могут находиться на разных расстояниях от OLT, а это означает, что задержка передачи от каждого ONU уникальна. OLT измеряет задержку и устанавливает регистр в каждом ONU через сообщения PLOAM (операции, администрирование и обслуживание физического уровня), чтобы выровнять задержку по отношению ко всем другим ONU в PON.

После того как задержка для всех ONU установлена, OLT передает так называемые разрешения отдельным ONU. Грант — это разрешение использовать определенный интервал времени для восходящей передачи. Карта грантов динамически пересчитывается каждые несколько миллисекунд. Карта распределяет полосу пропускания между всеми ONU, так что каждый ONU получает своевременную полосу пропускания для своих сервисных нужд.

Некоторые услуги – например, POTS – требуют по существу постоянной полосы пропускания в восходящем направлении, и OLT может обеспечивать фиксированное распределение полосы пропускания для каждой такой предоставленной услуги. DS1 и некоторые классы служб передачи данных также могут требовать постоянной скорости передачи данных в восходящем направлении. Однако большая часть трафика данных, например просмотр веб-сайтов, является прерывистой и сильно изменчивой. Благодаря динамическому распределению пропускной способности (DBA) PON может быть переподписан для восходящего трафика в соответствии с управления трафиком концепциями статистического мультиплексирования . (Трафик нисходящего потока также может быть переподписан, точно так же, как может быть переподписан любая локальная сеть. Единственной особенностью архитектуры PON для превышения подписки в нисходящем направлении является тот факт, что ONU должен иметь возможность принимать совершенно произвольные временные интервалы нисходящего потока, как по времени, так и по времени. и по размеру.)

В GPON существует две формы DBA: отчеты о состоянии (SR) и отчеты без статуса (NSR).

В NSR DBA OLT постоянно выделяет небольшую дополнительную полосу пропускания каждому ONU. Если у ONU нет трафика для отправки, он передает пустые кадры во время своего избыточного распределения. Если OLT обнаруживает, что данный ONU не отправляет пустые кадры, он увеличивает выделение полосы пропускания для этого ONU. После передачи пакета ONU OLT обнаруживает большое количество незанятых кадров от данного ONU и соответственно сокращает свое выделение. Преимущество администратора базы данных NSR заключается в том, что он не налагает никаких требований на ONU, а недостаток заключается в том, что у OLT нет возможности узнать, как лучше всего распределить полосу пропускания между несколькими ONU, которым требуется больше.

В SR DBA OLT опрашивает ONU на предмет их невыполненных задач. Данный ONU может иметь несколько так называемых контейнеров передачи (T-CONT), каждый со своим приоритетом или классом трафика. ONU сообщает OLT о каждом T-CONT отдельно. Сообщение отчета содержит логарифмическую меру невыполненной работы в очереди T-CONT. Зная соглашение об уровне обслуживания для каждого T-CONT во всей PON, а также размер очереди каждого T-CONT, OLT может оптимизировать распределение резервной полосы пропускания в PON.

В системах EPON используется механизм DBA, эквивалентный решению GPON SR DBA. OLT опрашивает ONU на предмет их статуса в очереди и предоставляет пропускную способность с помощью сообщения MPCP GATE, в то время как ONU сообщают о своем статусе с помощью сообщения MPCP REPORT.

Варианты

[ редактировать ]

ТДМ-ПОН

[ редактировать ]

APON / BPON , EPON и GPON получили широкое распространение. В ноябре 2014 года у EPON было около 40 миллионов развернутых портов, и она занимает первое место по количеству развертываний. [ 44 ]

По состоянию на 2015 год доля рынка GPON была меньше, но ожидается, что к 2020 году она достигнет 10,5 миллиардов долларов США. [ 45 ]

Для TDM-PON в оптической распределительной сети используется пассивный оптический разветвитель. В восходящем направлении каждый ONU (блоки оптической сети) или ONT (терминал оптической сети) передает пакет в течение назначенного временного интервала (мультиплексированного во временной области). Таким образом, OLT в любой момент времени получает сигналы только от одного ONU или ONT. В нисходящем направлении OLT (обычно) осуществляет непрерывную передачу (или может осуществлять пакетную передачу). ONU или ONT видят свои собственные данные через метки адреса, встроенные в сигнал. XGS-PON популярен среди оптоволоконных интернет-провайдеров в США. [ 46 ]

Предоставление DOCSIS EPON (DPoE)

[ редактировать ]

Спецификация интерфейса службы передачи данных по кабелю ( DOCSIS ). Обеспечение пассивной оптической сети Ethernet, или DPoE, представляет собой набор спецификаций CableLabs , которые реализуют интерфейс уровня обслуживания DOCSIS на существующем Ethernet PON (EPON, GEPON или 10G-EPON) с контролем доступа к среде передачи (MAC) . ) и стандарты физического уровня (PHY). Короче говоря, он реализует функциональность обслуживания и обеспечения администрирования операций DOCSIS (OAMP) на существующем оборудовании EPON. Благодаря этому EPON OLT выглядит и действует как платформа систем терминирования кабельных модемов (CMTS) DOCSIS (которая в терминологии DPoE называется системой DPoE). В дополнение к тем же возможностям IP-сервиса, что и CMTS, DPoE поддерживает услуги Metro Ethernet Forum (MEF) 9 и 14 для доставки услуг Ethernet для бизнес-клиентов.

Комкаст Xfinity [ 47 ] и Чартерный Спектр [ 48 ] используйте 10G-EPON с DPoE в новых районах, включая новое строительство и расширение сельской местности.

Радиочастота над стеклом

[ редактировать ]

Радиочастота по стеклу (RFoG) — это тип пассивной оптической сети, которая передает радиочастотные сигналы, которые раньше передавались по меди (в основном по гибридному оптоволоконно-коаксиальному кабелю) через PON. В прямом направлении RFoG представляет собой либо автономную систему P2MP, либо оптическое наложение на существующие PON, такие как GEPON/EPON. Наложение RFoG основано на мультиплексировании с разделением по длине волны (WDM) — пассивной комбинации длин волн на одной нити стекла. Поддержка обратной радиочастоты обеспечивается путем транспортировки восходящего или обратного радиочастотного сигнала на длину волны, отличную от длины волны обратного сигнала PON. Рабочая группа 5 Подкомитета по практике интерфейса (IPS) Общества инженеров кабельной и телекоммуникационной промышленности (SCTE) в настоящее время работает над IPS 910 RF поверх стекла. RFoG обеспечивает обратную совместимость с существующей технологией радиочастотной модуляции, но не предлагает дополнительной полосы пропускания для услуг на основе радиочастот. Хотя стандарт RFoG еще не завершен, он фактически представляет собой набор стандартизированных опций, которые несовместимы друг с другом (их нельзя смешивать в одной PON). Некоторые стандарты могут взаимодействовать с другими PON, другие — нет. Он предлагает средства для поддержки радиочастотных технологий в местах, где доступно только оптоволокно или где медь не разрешена или невозможна. Эта технология ориентирована на операторов кабельного телевидения и их существующие сети HFC, но также используется Verizon , Frontier Communications и Ziply Fiber будут предоставлять услуги платного телевидения по оптоволокну, несмотря на то, что эти компании никогда не владели и не развертывали сети HFC.

WDM-PON

[ редактировать ]

PON с мультиплексированием по длине волны, или WDM-PON, представляет собой нестандартный тип пассивной оптической сети, разрабатываемый некоторыми компаниями.

Несколько длин волн WDM-PON можно использовать для разделения блоков оптической сети (ONU) на несколько виртуальных PON, сосуществующих в одной физической инфраструктуре. [ 39 ] В качестве альтернативы длины волн могут использоваться совместно посредством статистического мультиплексирования, чтобы обеспечить эффективное использование длины волны и меньшие задержки, с которыми сталкиваются ONU.

Не существует ни общего стандарта для WDM-PON, ни единогласно принятого определения этого термина. По некоторым определениям WDM-PON — это выделенная длина волны для каждого ONU. Другие более либеральные определения предполагают использование более чем одной длины волны в любом одном направлении в PON — это WDM-PON. Трудно указать объективный список поставщиков WDM-PON, если нет такого единодушного определения. PON обеспечивают более высокую пропускную способность, чем традиционные медные сети доступа. WDM-PON обеспечивает лучшую конфиденциальность [ нужна ссылка ] и лучшая масштабируемость, поскольку каждый ONU получает только свою длину волны.

Преимущества : Уровень MAC упрощен, поскольку соединения P2P между OLT и ONU реализуются в области длин волн, поэтому управление доступом к среде передачи P2MP не требуется. В WDM-PON каждая длина волны может работать с разной скоростью и протоколом, поэтому существует простая возможность обновления с оплатой по мере роста.

Проблемы : Высокая стоимость первоначальной настройки, стоимость компонентов WDM. Контроль температуры является еще одной проблемой, поскольку длины волн имеют тенденцию дрейфовать в зависимости от температуры окружающей среды.

TWDM-PON

[ редактировать ]

Пассивная оптическая сеть с временным и спектральным разделением каналов (TWDM-PON) является основным решением для пассивной оптической сети следующего поколения второго этапа ( NG-PON2 ) от сети полного доступа к услугам (FSAN) в апреле 2012 года. TWDM-PON сосуществует с коммерчески используемыми системами Gigabit PON (G-PON) и 10 Gigabit PON (XG-PON). В то время как G-PON, XG-PON и XGS-PON поддерживают только одну длину волны в каждом направлении, NG-PON поддерживает 4 или 8 длин волн в каждом направлении и 10 Гбит/с на каждую длину волны для пропускной способности до 80 Гбит/с в нисходящем и восходящем направлении. [ 31 ]

Сети оптического доступа большой дальности действия

[ редактировать ]

Концепция сети оптического доступа большой дальности (LROAN) заключается в замене оптического/электрического/оптического преобразования, происходящего на локальной АТС, непрерывным оптическим путем, простирающимся от клиента до ядра сети. Работа Дэйви и Пейна из BT показала, что значительная экономия средств может быть достигнута за счет сокращения количества электронного оборудования и недвижимости, необходимых на местной телефонной станции или в центре телеграфной связи. [ 49 ] Демонстратор концепции показал, что можно обслуживать 1024 пользователя со скоростью 10 Гбит/с и радиусом действия 100 км. [ 50 ]

Эту технологию иногда называют PON с большой досягаемостью, однако многие утверждают, что термин PON больше не применим, поскольку в большинстве случаев пассивным остается только распространение.

Включающие технологии

[ редактировать ]

Из-за топологии PON режимы передачи для нисходящего (то есть от OLT к ONU) и восходящего (то есть от ONU к OLT) различны. Для нисходящей передачи OLT передает оптический сигнал всем ONU в непрерывном режиме (CM), то есть нисходящий канал всегда имеет оптический сигнал данных. Однако в восходящем канале ONU не могут передавать оптический сигнал данных в CM. Использование CM приведет к тому, что все сигналы, передаваемые от ONU, будут сходиться (с затуханием) в одно волокно с помощью делителя мощности (служащего ответвителем мощности) и перекрываться. Чтобы решить эту проблему, для восходящего канала применяется пакетный режим (BM). Данный ONU передает оптический пакет только тогда, когда ему выделен временной интервал и ему необходимо передать, и все ONU совместно используют восходящий канал в режиме мультиплексирования с временным разделением (TDM).

Фазы оптических пакетов BM, полученных OLT, различаются от пакета к пакету, поскольку ONU не синхронизированы для передачи оптического пакета в одной и той же фазе, а расстояние между OLT и данным ONU является случайным. Поскольку расстояние между OLT и ONU неодинаково, оптические пакеты, принимаемые OLT, могут иметь разные амплитуды. Чтобы компенсировать изменение фазы и изменение амплитуды за короткое время (например, в течение 40 нс для GPON [ 51 ] ), тактовый сигнал и восстановление данных в пакетном режиме необходимо использовать (BM-CDR) и усилитель пакетного режима (например, TIA в пакетном режиме) соответственно.

Кроме того, режим передачи BM требует, чтобы передатчик работал в пакетном режиме. Такой передатчик пакетного режима способен включаться и выключаться за короткое время. Вышеупомянутые три типа схем в PON сильно отличаются от своих аналогов в оптической линии связи с непрерывным режимом «точка-точка» .

Оптоволокно в помещение

[ редактировать ]
Основная статья: Волоконно до x

Пассивные оптические сети не используют компоненты с электрическим питанием для разделения сигнала. Вместо этого сигнал распространяется с помощью светоделителей . Каждый разветвитель обычно разделяет сигнал одного волокна на 16, 32 или до 256 волокон, в зависимости от производителя, и несколько разветвителей можно объединить в одном шкафу. Делитель луча не может обеспечивать какие-либо возможности переключения или буферизации и не использует источник питания; результирующее соединение называется каналом «точка-многоточка» . Для такого подключения терминалы оптической сети на стороне клиента должны выполнять некоторые специальные функции, которые в противном случае не потребовались бы. Например, из-за отсутствия коммутации каждый сигнал, выходящий из центрального офиса, должен транслироваться всем пользователям, обслуживаемым этим сплиттером (в том числе и тем, для кого сигнал не предназначен). Таким образом, терминал оптической сети должен отфильтровывать любые сигналы, предназначенные для других клиентов.

Кроме того, поскольку сплиттеры не имеют буферизации, каждый отдельный терминал оптической сети должен быть скоординирован в схеме мультиплексирования , чтобы предотвратить конфликты сигналов, отправляемых клиентами, друг с другом. Для достижения этой цели возможны два типа мультиплексирования: мультиплексирование с разделением по длине волны и мультиплексирование с временным разделением . Благодаря мультиплексированию с разделением по длине волны каждый клиент передает свой сигнал, используя уникальную длину волны. При использовании мультиплексирования с временным разделением (TDM) клиенты «по очереди» передают информацию. Оборудование TDM присутствует на рынке дольше всех. Поскольку не существует единого определения оборудования «WDM-PON», различные поставщики заявляют, что выпустили «первое» оборудование WDM-PON, но нет единого мнения о том, какой продукт был «первым» продуктом WDM-PON, вышедшим на рынок.

Пассивные оптические сети имеют как преимущества, так и недостатки по сравнению с активными сетями. Они позволяют избежать сложностей, связанных с поддержанием работы электронного оборудования на открытом воздухе. Они также позволяют вести аналоговое вещание, что может упростить доставку аналогового телевидения . Однако, поскольку каждый сигнал должен передаваться всем, обслуживаемым сплиттером (а не только одному коммутационному устройству), центральный офис должен быть оснащен особенно мощным передающим оборудованием, называемым оптическим линейным терминалом (OLT). Кроме того, поскольку терминал оптической сети каждого клиента должен передавать данные на всем пути до центрального офиса (а не только до ближайшего коммутационного устройства), потребуются расширители радиуса действия для достижения расстояния от центрального офиса, которое возможно при использовании предприятия. внешней активной оптической сети на базе сети.

Оптические распределительные сети также могут быть спроектированы в топологии «домашний» « точка-точка », где разветвители и/или активные сети расположены в центральном офисе, что позволяет пользователям подключаться к любой сети, необходимой из оптического распределительного фрейма .

Пассивные оптические компоненты

[ редактировать ]

Движущими силами современной пассивной оптической сети являются высокая надежность, низкая стоимость и пассивная функциональность.

К одномодовым пассивным оптическим компонентам относятся разветвительные устройства, такие как мультиплексоры/демультиплексоры с разделением по длине волны (WDM), изоляторы, циркуляторы и фильтры. Эти компоненты используются в системах межстанционной связи, петлевых фидерах, системах оптоволокна в контуре (FITL), гибридном оптоволоконно-коаксиальном кабеле (HFC), синхронной оптической сети (SONET) и синхронной цифровой иерархии (SDH); и другие телекоммуникационные сети, использующие системы оптической связи, в которых используются волоконно-оптические усилители (OFA) и мультиплексора с плотным разделением по длине волны системы (DWDM). Предлагаемые требования к этим компонентам были опубликованы в 2010 году компанией Telcordia Technologies . [ 52 ] [ 53 ]

Широкий спектр применений пассивных оптических компонентов включает в себя многоканальную передачу, распределение, оптические отводы для мониторинга, сумматоры накачки для волоконных усилителей, ограничители скорости передачи данных, оптические соединения, разнесение маршрутов, разнесение поляризации, интерферометры и когерентную связь.

WDM — это оптические компоненты, в которых мощность разделяется или объединяется в зависимости от длины волны оптического сигнала. Плотные мультиплексоры с разделением по длине волны (DWDM) — это оптические компоненты, которые распределяют мощность как минимум на четыре длины волны. Нечувствительные к длине волны соединители представляют собой пассивные оптические компоненты, в которых мощность разделяется или объединяется независимо от длины волны оптического сигнала. Данный компонент может одновременно объединять и разделять оптические сигналы, как при двунаправленной (дуплексной) передаче по одному волокну. Пассивные оптические компоненты представляют собой прозрачный формат данных, объединяя и разделяя оптическую мощность в некотором заданном соотношении ( коэффициент связи ) независимо от информативности сигналов. WDM можно рассматривать как делители и сумматоры длин волн . Нечувствительные к длине волны соединители можно рассматривать как делители и сумматоры мощности .

Оптический . изолятор — это двухпортовый пассивный компонент, который позволяет свету (в заданном диапазоне длин волн) проходить с низким затуханием в одном направлении, одновременно изолируя (обеспечивая высокое затухание) свет, распространяющийся в обратном направлении Изоляторы используются как встроенные, так и линейные компоненты в модулях лазерных диодов и оптических усилителях, а также для уменьшения шума, вызванного многолучевым отражением в высокоскоростных и аналоговых системах передачи.

Оптический . циркулятор работает аналогично оптическому изолятору, за исключением того, что распространяющаяся в обратном направлении световая волна направляется на выход в третий порт, а не теряется Оптический циркулятор можно использовать для двунаправленной передачи как тип разветвляющегося компонента, который распределяет (и изолирует) оптическую мощность между волокнами в зависимости от направления распространения световой волны.

Волоконно -оптический фильтр — это компонент с двумя или более портами, который обеспечивает чувствительные к длине волны потери, изоляцию и/или обратные потери. Волоконно-оптические фильтры представляют собой линейные селективные по длине волны компоненты, которые позволяют определенному диапазону длин волн проходить (или отражаться) с низким затуханием для классификации типов фильтров.

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с «Что такое ЭПОН» . Проектирование и проверка новой волны .
  2. ^ Jump up to: а б «Основы» (PDF) . jm.telecoms . Проверено 31 марта 2023 г.
  3. ^ «GPON в развертывании широкополосной связи FTTx» (PDF) . широкополосный форум.org . Октябрь 2010 года . Проверено 31 марта 2023 г.
  4. ^ Горше, Стивен; Рагхаван, Арвинд; Старр, Томас; Галли, Стефано (12 мая 2014 г.). Широкополосный доступ: проводной и беспроводной доступ – альтернативы интернет-услугам . Джон Уайли и сыновья. ISBN  978-0-470-74180-1 .
  5. ^ Китаяма, Кен-Ичи (10 апреля 2014 г.). Множественный доступ с оптическим кодовым разделением: практический взгляд . Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-1-107-02616-2 .
  6. ^ https://www.google.com.pa/books/edition/IPTV_To_be_or_Not_to_Be/-8HzibxGXZIC?hl=en&gbpv=1&dq=pon+shared+bandwidth&pg=PA104&printsec=frontcover
  7. ^ https://www.google.com.pa/books/edition/Broadband_Optical_Access_Networks_and_Fi/Gx2437YtXfkC?hl=en&gbpv=1&dq=pon+shared+bandwidth&pg=PA24&printsec=frontcover
  8. ^ Дж. Р. Стерн; Дж. В. Балланс; Д. У. Фолкнер; С. Хорнунг; Д.Б. Пейн; К. Окли (1987). «Пассивные оптические локальные сети для телефонии и не только». Электронные письма . 23 (24): 1255. Бибкод : 1987ЭЛ....23.1255С . дои : 10.1049/эл:19870872 .
  9. ^ https://account.cablelabs.com/server/alfresco/25300435-87c8-407d-9ab0-722287c7c7a6 Когерентные пассивные оптические сети Одноволновая PON 100 Гбит/с Спецификация когерентной архитектуры PON CPON-SP-ARCH-I01-230503
  10. ^ https://www.lightwaveonline.com/fttx/ftth-b/article/14293728/cablelabs-publishes-cpon-coherent-pon-architecture-спецификация
  11. ^ https://www.lightreading.com/optical-networking/cablelabs-pushes-case-for-coherent-pon
  12. ^ https://www.lightwaveonline.com/fttx/fttn-c/article/14288867/cablelabs-continues-work-on-coherent-transmission-for-cable-mso-networks
  13. ^ «Сеть полного доступа к услугам» . Официальный сайт группы компаний ФСАН . 2009. Архивировано из оригинала 12 октября 2009 года . Проверено 1 сентября 2011 г.
  14. ^ «10-гигабитные пассивные оптические сети (XG-PON): Общие требования» . www.itu.int . Архивировано из оригинала 6 ноября 2012 г.
  15. ^ https://www.itu.int/ITU-T/recommendations/rec.aspx?rec=15160&lang=en#:~:text=9804.3%20describes%20a%2050%2DGigabit,s%20in%20the%20downstream% 20 направление .
  16. ^ «Развитие 50G-PON: повышение производительности оптоволокна» . 4 мая 2023 г.
  17. ^ https://www.itu.int/rec/T-REC-G.9804.3-202302-I!Amd1
  18. ^ https://techblog.comsoc.org/2024/03/19/turk-telekom-and-zte-trial-50g-pon-in-turkey/
  19. ^ Син, Чжэньпин, Чэнь, Си; Фэн, Цигуан; Чжао, Ицзя; Чжэнь, Цзи; Гуй, Тао ; -time Демонстрация когерентной PON 200G с использованием сверхпростых ONU». , Конференция по оптоволоконной связи (OFC) 2023 стр. Th4C.4 doi : 10.1364/ . OFC.2023.Th4C.4  978-1-957171-18-0 .
  20. ^ «Первая демонстрация симметричной сети 100G-PON в O-диапазоне с оптическими устройствами класса 10G, реализованными за счет выравнивания с поддержкой дисперсии» . Март 2017 г. стр. 1–3.
  21. ^ https://www.broadbandtechreport.com/fiber/article/14278380/nokia-nokia-debuts-first-100g-pon-fiber-broadband-technology-in-us >
  22. ^ «Nokia представляет 100G PON для оптоволоконной широкополосной связи в США» 28 июня 2022 г.
  23. ^ https://www.fierce-network.com/broadband/nokias-pon-demo-down-under-next-step-100g
  24. ^ «Способ и устройство защиты волоконно-оптических распределительных систем» .
  25. ^ «Решения для безопасных пассивных оптических сетей от Telos Corporation» . Проверено 2 октября 2013 г.
  26. ^ «Бронированный СПОН» . Архивировано из оригинала 26 июля 2013 г. Проверено 16 августа 2013 г.
  27. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 5 октября 2013 г. Проверено 16 августа 2013 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
  28. ^ «Безопасные пассивные оптические сети (PON, GPON или EPON)» . Архивировано из оригинала 30 августа 2013 г. Проверено 16 августа 2013 г.
  29. ^ Вайсбергер, Алан (9 марта 2021 г.). «Уязвимость PON к атакам типа «отказ в обслуживании» (DoS)» . Технологический блог . Проверено 8 декабря 2021 г.
  30. ^ Гонг, Юпэн; Кумар, Рупеш; Вонфор, Адриан; Рен, Шэнцзюнь; Пенти, Ричард В.; Уайт, Ян Х. (2 октября 2020 г.). «Безопасная оптическая связь с помощью квантовой сигнализации» . Свет: наука и приложения . 9 (1): 170. Бибкод : 2020LSA.....9..170G . дои : 10.1038/s41377-020-00409-1 . ISSN   2047-7538 . ПМЦ   7532184 . ПМИД   33082939 .
  31. ^ Jump up to: а б «Симметричное соединение 10 ГБ/с с XGS-PON |» . 25 мая 2019 г.
  32. ^ Широкополосный доступ: проводной и беспроводной доступ – альтернативы интернет-услугам . Джон Уайли и сыновья. 12 мая 2014 г. ISBN  978-0-470-74180-1 .
  33. ^ Пассивные оптические сети: принципы и практика . Эльзевир. 10 октября 2011 г. ISBN.  978-0-08-055345-0 .
  34. ^ «Симметричное соединение 10 ГБ/с с XGS-PON |» . 25 мая 2019 г.
  35. ^ https://www.itu.int/rec/dologin_pub.asp?lang=s&id=T-REC-G.9804.1-201911-I!!PDF-E&type=items
  36. ^ Пассивные оптические сети с поддержкой гигабитной скорости . Джон Уайли и сыновья. 13 марта 2012 г. ISBN.  978-1-118-15606-3 .
  37. ^ Jump up to: а б Сети FTTX: внедрение и эксплуатация технологий . Морган Кауфманн. 18 ноября 2016 г. ISBN  978-0-12-800458-6 .
  38. ^ Пассивные оптические сети: принципы и практика . Эльзевир. 10 октября 2011 г. ISBN.  978-0-08-055345-0 .
  39. ^ Jump up to: а б https://tibitcom.com/wp-content/assets/2015-NCTA-Remote%20PON-v10.pdf
  40. ^ Широкополосные сети оптического доступа и оптоволокно до дома: системные технологии и стратегии развертывания . Джон Уайли и сыновья. 11 июля 2006 г. ISBN.  978-0-470-09479-2 .
  41. ^ https://www.itu.int/dms_pub/itu-t/opb/hdb/T-HDB-OUT.10-2009-1-PDF-E.pdf .
  42. ^ https://carrier.huawei.com/~/media/cnbgv2/download/products/networks/ma5800-en.pdf
  43. ^ https://www.thefoa.org/tech/ref/appln/FTTH-PON-Upgrade-to-10G.html .
  44. ^ «EPON: Почему это ведущая технология для предприятия» . Коммскоп .
  45. ^ «Тенденции рынка оборудования GPON» . Компания Global Industry Analysts Inc.
  46. ^ https://www.fiercetelecom.com/telecom/xgs-pon-now-north-americas-go-technology-heynen
  47. ^ «Комкаст воплощает в жизнь технологию гибридного оптоволокна в ходе полевых испытаний R-OLT, vBNG» . Жесткий Телеком .
  48. ^ «Модем Spectrum ONU (SONU)» (PDF) . Спектр .
  49. ^ Пейн, Д.Б.; Дэйви, Р.П. (2002). «Будущее оптоволоконных систем доступа?». Технологический журнал BT . 20 (4): 104–114. дои : 10.1023/А:1021323331781 . S2CID   59642374 .
  50. ^ Ши, Даррен П.; Митчелл, Джон Э. (2007). «Сеть оптического доступа дальнего радиуса действия 100 Гбит / с, 1024 канала с разделением на 100 км» (PDF) . Журнал световых технологий . 25 (3): 685–693. Бибкод : 2007JLwT...25..685S . дои : 10.1109/JLT.2006.889667 . S2CID   10509242 .
  51. ^ Рек. G.984, Пассивные оптические сети с поддержкой гигабитной скорости (GPON), ITU-T, 2003.
  52. ^ «Общие требования к пассивным оптическим компонентам» . ГР-1209, выпуск 4 . Телкордиа Технологии . Сентябрь 2010 года . Проверено 2 октября 2013 г.
  53. ^ «Общие требования к обеспечению надежности для пассивных оптических компонентов» . ГР-1221, Выпуск 3 . Телкордиа Технологии . Сентябрь 2010.

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Passive_optical_network&oldid=1237718319#FSAN_and_ITU"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 36d600f05b7da7936fcd6148efc1ad44__1722389760
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/36/44/36d600f05b7da7936fcd6148efc1ad44.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Passive optical network - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)