1. Главная

Сеть доступа – это совокупность аппаратных средств и кабельных линий от абонента до ближайшего коммутатора. На данный момент на рынке присутствуют различные схемы и технологии построения сетей доступа. Одной из таких технологий является широкополосный доступ по медной абонентской линии – DSL. Преимущество этой технологии в простоте подключения новых абонентов (из числа тех, которые пользуются классической телефонной связью). В этом случае DSL канал сосуществует с PSTN в одной паре, поэтому не требует монтажа новой кабельной линии к абоненту. Наиболее популярной DSL технологией является ADSL. Она в свою очередь по полосе частот и скорости делится на ADSL, ADSL2, ADSL2+. К сожалению, качество большинства абонентских линий в России желает лучшего, поэтому технология на данный момент практически не развивается. 

Наиболее распространены на сегодняшний день гибридные сети, в которых часть пути к абоненту информация проходит по оптическому волокну, другую часть – по медному кабелю. На английском этот термин звучит как FTTx (fiber to the X) – волокно в какую то точку Х. 

Рисунок 1 – ADSL сеть

В точке X оптический сигнал преобразовывается в электрический при помощи медиа конвертера или ONU. В зависимости от того, в какой точке сети установлен последний, различают технологии FTTB (волокно в многоквартирный дом), FTTC (волокно в распределительный ящик), FTTW (волокно до беспроводной точки доступа), и др. Медный участок может быть выполнен как на базе витой пары, так и на базе коаксиального кабеля. 

Недостатком такой схемы является необходимость питания и обслуживания медиа конвертера, что требует значительных финансовых и временных затрат.

Рисунок 2 – гибридная сеть доступа

Наиболее развивающейся технологией сегодня являются пассивные оптические сети, или Passive optical network (PON).

Рисунок 3 – пассивная оптическая сеть

Рассмотрим основные структурные элемента пассивных оптических сетей:

Рисунок 3 – OLT и ONT

OLT (optical line terminal) – оптический линейный терминал. Это оборудование, которое устанавливается на стороне оператора и может иметь несколько PON портов ( от 4-х и более). К каждому из PON портов, посредством оптического делителя, может быть подключено дерево, включающее до 64 абонентов (для GPON).

ONT (optical network terminal) – оптический сетевой терминал. Это индивидуальное оборудование абонента в пассивной оптической сети. Оно устанавливается непосредственно в помещении абонента и к нему может быть подключен ПК, телевизор и IP телефон.

В отличии от ONT, ONU ((optical network unit или оптический сетевой блок)  – это групповое абонентское оборудование. Он имеет несколько портов для подключения абонентов (к примеру, 24 порта Fast Ethernet и 24 порта FXS).

Рисунок 5 – оптические сплиттеры 

Оптический сплиттер – это устройство, способное разделить распространяющийся по оптическому волокну сигнал между абонентами. Во всех пассивных оптических сетях кроме WDM PON, сплиттер разделяет только мощность оптического сигнала. В результате на все абонентские устройства поступает вся информация (только разной мощности), распространяющаяся в сети. Абонентское же устройство (ONT или ONU) отфильтровывает и передает абоненту лишь необходимые ему данные.

Это пассивное, не требующее обслуживания и питания устройство. Сплиттер может делить мощность сигнала между 2-мя, 3-мя и более абонентами, вплоть до 64-х. Причем сигнал не обязательно делится поровну между всеми абонентами. При использовании сплиттера 1:2 коэффициент деления может быть: 5/95; 10/90; 15/85 и т. д. Таким образом, при построении PON достигается большая гибкость и масштабируемость.

Исходя из вышесказанного, пассивные оптические сети могут использовать следующие топологии: кольцо, шина, дерево. Топология реальных PON зачастую совмещает несколько из перечисленных топологий (например, по городу проходит кольцо, из каждого узла которого выходит дерево). Не стоит забывать и о резервировании “тонких” участков PON, потому как при повреждении основания “дерева” доступа могут быть лишены до 64-х абонентов.

Рисунок 6 – рабочие длины волн в PON

Пассивная оптическая сеть, в которой передаются видео, данные и голос, использует три рабочих длины волны: 1310 нм, 1490 нм, 1550 нм. Причем:

• 1490 нм – используется для передачи голоса и данных со стороны оператора до абонента
• 1550 нм – используется для передачи видео сигнала от оператора до абонента
• 1310 нм – используется для передачи голоса и данных от абонента к оператору. 

Стоит заметить, что под видео сигналом понимается видео высокого качества (телевизионные каналы, видео по запросу и т.д), поэтому абоненты видео не передают. В случае же, когда абонент разговаривает по Skype, его изображение передается в формате данных, чем обусловлено и соответствующее качество изображения.

В случае, если передача видео контента не планируется, для передачи информации в сети используется 2 длины волны:

1310 нм – для передачи голоса и данных от абонента к оператору, 1550 нм – для передачи голоса и данных со стороны оператора до абонента.

Рисунок 7 – передача информации от оператора к абоненту в PON

Передача информации от оператора к абоненту организована по принципу кабельного телевидения. Как и было описано ранее, OLT передает широковещательный сигнал, который в конечном итоге попадает во все ONT (ONU). ONT (ONU) на основании заголовка пропускает к абоненту только ему предназначенную информацию. Причем, если информация является полезной одновременно для нескольких абонентов (например несколько абонентов смотрят один и тот же фильм или канал) то она передается один раз, но поступает ко всем указанным абонентам.

Рисунок 8 – передача информации от абонента к оператору в PON

Обратный канал (от абонента к оператору) построен по принципу временного разделения каналов. В этом случае, каждому абоненту предоставляется промежуток времени (timeslot) в течении которого его абонентское устройство активно. ONT второго абонента, находящегося в сети, включается в момент выключения первого, и т д. Полный цикл опроса всех абонентов занимает всего 125 мкс, в результате чего у пользователей не возникает дискомфорта и складывается впечатление непрерывной работы ONT.

Понятие, особенности и перспектива развития WDM PON

Рисунок 9 – WDM PON

WDM PON – это технология построения пассивной оптической сети с использованием волнового уплотнения WDM. На сегодняшний день она является одним из основных направлений развития сети доступа и имеет массу модификаций: в зависимости от количества используемых длин волн (DWDM PON и CWDM PON), от схемы построения, а также скорости передачи данных. Новая технология активно развивается и обещает обеспечить высокоскоростной доступ для бизнеса, мобильной сети и FTTH. WDM PON позволяет строить конвергентные сети, совмещающие уже имеющиеся сети с новыми. Это позволяет проводить модернизацию сети не перестраивая ее полностью. Ниже описана одна из схем построения WDM PON.

Принцип построения WDM PON

Оборудование оператора (OLT) располагается в центральном офисе. Оно имеет 8 интерфейсов (фидерных линий), каждый из которых поддерживает скорость 40 Гбит/интерфейс. Каждая из фидерных линий подсоединяется к оптическому волновому сплиттеру и делится на 32 канала. В каждое абонентское устройство (ONT) приходит информация на отдельной длине волны со скоростью 1,25 Гбит/сек.

ONT в свою очередь, имеет 4 порта, к которым могут быть подключены 4 абонента. В этом случае, каждый из абонентов получает информацию со скоростью 300 Мб/сек.

Рекомендуем также просмотреть вебинар на тему построения сетей доступа

Смотри также:

• Архитектура PON. Преимущества и недостатки.
• Способы построения PON сети в коттеджном поселке
• Механизмы возникновения потерь и отражений сигнала в оптическом волокне
• Окно прозрачности оптического волокна. 
• Преимущества и недостатки оптических волокон
• Производство оптических волокон. Основные этапы технологического процесса.

Подписаться на рассылку статей