Компоненты сети GPON - особенности и преимущества

18.06.2020
Поделиться в:

Содержание:

  1. Структура сети GPON
  2. Коммутаторы PON (OLT)
  3. Абонентские терминалы (ONU)
  4. Сплиттера (делители)
  5. Типы сплиттеров
  6. Оптическая распределительная сеть ODN
  7. Особенности и дальность действия GPON сети

Пассивная гигабитная оптическая сеть, известная как GPON, использует оптоволоконные кабели для передачи видео, данных и голосовых сигналов. Сети GPON в настоящее время являются ведущей формой пассивных оптических сетей (PON) и предлагают соотношение 1:64 на одно оптическое волокно, то есть одно волокно от OLT может передавать данные до 64 конечным пользователям.

По сравнению со стандартным медным проводом в большинстве распределительных сетей, сети GPON на 95% более энергоэффективны - они используют экономичный световой сигнал, который распространяется по волокну, в отличие от электрических сигналов в медных и коаксиальных кабелях. 

В дополнение к эффективности пассивные оптические сети предоставляют недорогое решение для добавления новых пользователей с помощью оптических разветвителей, что упрощает добавление и управление новыми клиентами и делает сети GPON очень желательными в густонаселенных районах.

Структура сети GPON

GPON-MXK-F108-schematic-wo-WIFI2.png

На рисунке выше изображено как устройство GPON OLT, развернутое в типичной сети GPON, предоставляет услуги конечным пользователям посредством GPON ONU (или ONT), установленного внутри дома. Типичная сеть GPON довольно проста. Она состоит из OLT (терминал оптической линии), ONT (терминал оптической сети, у нас чаще называемый ONU, блок оптической сети) и оптического разветвителя (делителя).

Сигналы от центрального офиса OLT передаются в сплиттер, затем он передает сигнал в ONU, который находится в доме конечного пользователя. С помощью ONU конечный пользователь может подключать все свои устройства, такие как компьютеры, телевизоры и телефоны VoIP к сети. 

Это самая простая конфигурация, которая предполагает что ONU имеет достаточно RJ45 портов, для прямого подключения устройств. Но в большинстве случаев провайдеры еще подключают к ONU обычный Wi-Fi роутер, а он уже раздает сеть на все проводные и беспроводные устройства сети.

Давайте более детально разберем компоненты типичной сети GPON.

Оптический линейный терминал (OLT)

OLT является главным сетевым коммутатором, контролирует весь сетевой трафик GPON и отправляет его в ONU на другом конце. OLT также получает сигналы от ONU конечного пользователя и отправляет их по пути к месту назначения через Интернет. Чтобы гарантировать, что нисходящий и восходящий сигналы не мешают друг другу, они отправляются на разных длинах волн. Нисходящий трафик отправляется на 1550 нм (видео) и 1490 нм (данные и голос), а восходящий трафик отправляется обратно на 1310 нм.


Абонентские терминалы (ONU)

ONU - это «оптический модем», который подключается к противоположному концу OLT - непосредственно в помещении пользователя. Он действует как интерфейс с оборудованием конечного пользователя - компьютерами, телевизорами, WiFi роутерами, телефонами VoIP и т.д. Затем данные, полученные от конечного пользователя, объединяются, оптимизируются и направляются через ONU в OLT. 

Есть даже ONU, которые могут транслировать WiFi по всему дому конечного пользователя, что избавляет от потребности устанавливать дополнительно Wi-Fi маршрутизатор. Среди таких моделей FF-E172RWF Fiber Field или же V2804REW V-Solution.

GPON-MXK-F108-schematic-w-WIFI2.png

Splitter (делители)

Оптические сплиттеры играют важную роль в сетях GPON, позволяя разделять один оптоволоконный кабель между многими конечными пользователями. Оптические сплиттеры устанавливаются в каждой сети GPON между OLT и ONU, которые обслуживает OLT. 

Хотя это и звучит просто, при проектировании сети GPON необходимо учитывать дизайн разделения уровней и соотношений. Например, один оптический разветвитель может предоставлять передачу данных для 64 конечных пользователей в ряде топологий, включая централизованную, где один разветвитель распределяет сигналы 64 конечным пользователям; и каскадное разделение, где один разделитель распределяет сигналы другим разделителям, которые затем доставляют сигналы до 64 конечным пользователям.

1.png

Волоконно-оптический сплиттер выпускается в различных стилях и размерах для разделения или объединения оптических сигналов с минимальными потерями. Большинство сплиттеров выпускаются с неплотной трубкой 900 мкм и оголенным волокном 250 мкм. Разветвитель поставляется с одномодовым или многомодовым волокном. Типичные разъемы, установленные на оптоволоконных разветвителях - FC или SC, но многие компании выпускают сплиттера и с LC, LC / APC, SC, SC / APC, FC, FC/APC и ST. 

Поскольку сплиттер является пассивным устройством, он невосприимчив к электромагнитным помехам, не потребляет электроэнергию и не вносит шум в конструкцию системы. Его пассивная конструкция является двунаправленной и не зависит от длины волны, ограничена только физическими свойствами сердцевины (волоконного ядра).

Общие типы делителей

В соответствии с технологией, используемой для изготовления сплиттеров, существует два общих типа оптических сплиттеров: FBT (делители сварные) и PLC (делители планарные). Все отличие заключается в технологии производства, что в конечном итоге влияет на характеристики сплиттеров.  

Технология FBT (для сварных делителей) заключается в сплаве двух волокон с удаленными внешними оболочками в элемент с 2 входами и 2 выходами. Потом один из входов закрывается безотражательным методом и формируется сплиттер 1:2. Данная технология позволяет разделять мощность в различных пропорциях, например 20%/80%. Учитывая погрешности, на практике процент соотношения колеблется на 1-2%. 


Технология PLC (планарные делители) предполагает, что на полупроводниковой пластине формируется множество микроделителей 1:2, что объединяются в сплиттер с нужным коэффициентом деления.


Не смотря на похожий внешний вид,  PLC и FBT значительно отличаются между собой. В первую очередь коэффициентом разделения. 

PLC-splitter доступны с коэффициентом разделения до 1:64, соответственно один световой сигнал можно разделить одновременно на 64. FBT сплиттер (чаще известный как каплер) обычно используют для сетей, где требуется менее 4-х разделений. Коэффициент разделения более 1:8, вызывает больше ошибок и увеличивает частоту отказов. Соответственно, сварной делитель более ограничен количеством разделений в одном соединении.

Рабочая длина волны, PLC сплиттера находится в диапазоне 1260 до 1620 нм, что делает его доступным для большинства приложений в сетях FTTx и PON. FBT ограничивается длинами волн 850, 1310 и 1550 нм.

Стоит отметить также потери связанные с температурным диапазоном. Они зависят от процесса производства и чувствительности устройства. Превышение допустимого диапазона температуры работы сплиттера, увеличит вносимые потери и повлияет на производительность самого сплиттера. Разветвитель PLC более стойкий к температурным изменениям и выдерживает от -40 до 85 °C, в то время как FBT может работать только при температуре от -5 до 75°C.

Оптическая распределительная сеть ODN

ODN - еще один термин, который используют при построении PON сети. Им обозначают оптическую кабельную сеть, состоящую из устройств PON. Она устанавливает оптический канал передачи информации для передачи и распределения данных между OLT и ONU. ODN состоит из различных пассивных компонентов, включая оптоволоконный кабель, коннекторы, пигтейлымуфты, оптические боксы, розетки и патч-панели и т.д.

2.png

Особенности и дальность действия GPON сети

  • Обеспечение скорости нисходящего потока 2,5 Гбит/с и восходящего 1,25 Гбит/с.

  • Поддерживает большие расстояния до 20 км и в отличие от меди не страдает снижением производительности на расстоянии.

Наиболее очевидным преимуществом сетей PON является то, что одно общее оптическое волокно может поддерживать несколько пользователей за счет использования недорогих пассивных оптических разветвителей. В сетях GPON до 64 ONU могут совместно использовать одно оптоволоконное соединение с OLT. Это делает Gigabit Passive Optical Network привлекательным вариантом для поставщиков услуг, которые хотят заменить медные сети на оптоволоконные, особенно в городских районах с высокой плотностью.

Расстояние между GPON OLT и ONU обычно определяется мощностью запуска оптического передатчика, чувствительностью приема на дальнем конце и оптическими потерями, связанными с оптической распределительной сетью (ODN). 

Оптические потери происходят в основном от разъемов, сращиваний и разветвителей. Общее расстояние GPON - это компромисс между расстоянием и коэффициентом разделения. Например, если коэффициент разделения очень низкий, он допускает более длинные расстояния (до 20 км), но если коэффициент разделения очень высокий, до 128 разделений, общее расстояние от разделителя до ONU уменьшится.

logo
Компоненты сети GPON - особенности и преимущества

Возврат к списку


Авторизуйтесь, чтобы добавить отзыв