10 вещей, которые вы хотели знать о 10g gpon и 10g epon

Особенности технологии GPON

Технология GPON существует уже много лет, обеспечивая действительно высокую скорость загрузки и выгрузки в наших домах, даже если мы находимся далеко от основного OLT, к которому подключается наша ветка шифрования. Теперь мы рассмотрим основные характеристики GPON, чтобы вы могли увидеть его пределы и потребление электроэнергии.

Ограничения GPON

  • Максимальный логический диапазон: 60 км (это максимальное расстояние, управляемое верхними уровнями системы (MAC, TC, ранжирование), с учетом будущей спецификации, зависящей от физической среды (PMD)).
  • Максимальное расстояние по оптоволокну между точками отправки / получения (S / R) и приема / отправки (R / S): 20 км.
  • Максимальное дифференциальное расстояние волокна: 20 км.
  • Коэффициент разделения: потеря маршрута ограничена, PON с пассивными разделителями (разделение на 16, 32 или 64 канала).
  • Скорость: 1.24416 Гбит / с для загрузки, 2.48832 Гбит / с для загрузки.

Энергетический бюджет

В рамках GPON необходимо учитывать потери оптической мощности. Эта потеря может быть внесена различными способами, например:

  • Потери в разделителях.
  • Потери на км волокна (приблизительно 0.35 дБ на км для 1310 и 1490 нм).
  • Потери на сварке (> 0.2 дБ).
  • Гибка волокна.

Как показано на рисунке, размер убытков от использования нескольких разделителей:

Как показано на рисунке, минимальные и максимальные потери на оптическом тракте по классам:

ПРИМЕЧАНИЕ. Требования конкретного класса могут быть более строгими для одного типа системы, чем для другого, например. бывший. диапазон затухания класса C по своей природе более строг для системы TCM из-за использования разделителя / сумматора 1: 2 на каждой стороне ODN, каждый с потерями примерно 3 дБ.

Оборудование для оптоволокна

Его можно приобрести в отделах продаж «Ростелекома» или взять в аренду с ежемесячной выплатой арендной платы. Возможен вариант покупки в рассрочку. При этом заключается соответствующий договор, оговаривающий все условия использования ONT.

Модель Eltex NTE-2 предлагалась «Ростелекомом» своим первым абонентам, подключенным к оптике по технологии GPON. Этот терминал обладает минимальным функционалом и способен использоваться в режиме прозрачного моста для одного стационарного компьютера (ПК) и одной телевизионной приставки STB при использовании IPTV на подключенном к ней телевизоре.

Терминал не имеет своего IP-адреса в сети, внутреннего программного обеспечения (ПО) и собственного интерфейса. В предлагаемом «Ростелекомом» образце отсутствует схема внутренней маршрутизации. Аппарат не имеет встроенного модуля беспроводной связи, не способен выполнять функции, как это делает wifi-роутер. Задача Eltex NTE-2 — преобразование оптического сигнала «Ростелекома» в сигнал Ethernet.

Создать полноценную домашнюю локальную сеть с помощью Eltex можно, если подключить дополнительный маршрутизатор Ethernet кабелем с двумя оконечными коннекторами RJ-45 к разъему Port 0 на задней панели терминала NTE-2. Другой RJ-45 разъем соединительного кабеля состыковывается с WAN-портом, используемым в паре с ним роутером.

По мере развития оптоволокна и PON-сетей «Ростелеком» наращивает линейку предоставляемых потребителю устройств. Одной из последних моделей является самонастраивающийся ONT NTP-RG-1402G-W. Аппарат имеет полный функционал, необходимый для создания домашней локальной сети. Имеется четыре Ethernet-порта, обеспечивающих гигабитную скорость. Два из них работают для высокоскоростного интернета «Ростелеком», другие два предназначены для работы IP-телевидения. Имеются еще два порта для подключения аппаратов IP-телефонии. Встроенный модуль беспроводной связи используется для создания точки доступа Wi-Fi-сети стандарта 802.11n на скоростях до 300 Мбит/с.

Преимущества

Скорость

Теоретически сеть может поддерживать пропускную способность 1Гбит/с. Но это не значит, что Ростелеком гарантирует именно такую скорость обмена данными. Есть много факторов, ограничивающих поток трафика. Например, это может быть модем. Если роутер способен обработать только 500 Мбит в секунду, это и будет максимальный порог скорости всей сети.

Интересный факт! В девяностых годах большинство пользователей работали в сети со скоростью 56 килобит/c. Сегодня, чтобы скачать фильм в HD-качестве, достаточно пяти минут.

Удобство

Всего один кабель нужно завести в квартиру для подключения всех услуг Ростелеком. В стене не нужно сверлить много отверстий, а проблема укладки проводов решается сама собой. Ведь терминал устанавливается практически у места входа кабеля в помещение.

Надежность

Оптоволокно от Ростелеком работает без дополнительного оборудования на участке от АТС до клиента. Выходить из строя просто нечему. Пассивная сеть не подвержена воздействию Wi-Fi и других радиоволн, которые могли бы создать помехи.

Экономия

Нет необходимости приобретать дополнительное Wi-Fi оборудование. Ростелеком предоставляет GPON устройство, которое объединяет в себе и модем, и маршрутизатор. Это также позволяет немного сэкономить на потребление электроэнергии. Высокая скорость при этом доступна на более дешевых тарифах.

Безопасность

Световой поток, который передается по оптоволокну нельзя перехватить и прослушать. Wi-Fi легко взламывают даже школьники, чтобы воспользоваться бесплатным доступом к интернету. А вот взломать сеть по технологии GPON могут только высококлассные специалисты, которые вряд ли станут тратить свое время на обычных пользователей.

Стандарт для 10G GPON

● 2 периода NG-PON

С точки зрения ITU-T, NG-PON прошла два этапа: один — NG-PON1, который расширяет стандарт GPON и совместим с существующим ODN, а другой — этап NG-PON2, свободный от существующего GPON. стандарты и сетевые ограничения. XG-PON относится к NG-PON1, и его асимметричная система (восходящий поток 2.5 Гбит/с, нисходящий поток 10 Гбит/с) называется XG-PON1, а его симметричная система с восходящим потоком 10 Гбит/с и нисходящим потоком 10 Гбит/с называется XG-PON2. PON2 впоследствии также назывался XGS-PON. Однако, учитывая фактические требования приложения, стандартная формулировка XG-PONXNUMX подошла к концу, и XG-ПОН, для которого впоследствии был предусмотрен стандарт, называется асимметричной пассивной оптической сетевой системой.

Кроме того, ITU-T расширяется на основе интерфейса управления GPON ONT (OMCI) для формирования нового стандарта OMCI G.988, который служит базовым стандартом управления терминалами сети оптического доступа ITU-T. XG-PON — это, по сути, усовершенствованная версия G-PON с улучшенной производительностью на высокой скорости, большим коэффициентом расхождения и развитием сети для обслуживания большего числа пользователей и предоставления пользователям более высокой пропускной способности.

Рисунок 5: Симметричная и асимметричная конфигурация 10G-GPON 

● Технические характеристики 10G GPON

Общие и физические требования 10G GPON (также известного как XG-PON) определяются стандартами G. 987.1 и G.987.2. Скорость передачи данных XG-PON составляет 2.5 Гбит/с в восходящем направлении и 10 Гбит/с в нисходящем направлении, а линейный код — код NRZ (без возврата к нулю). Технология, которую 10G GPON применяет для многозадачной передачи между OLT и оборудованием оптического сетевого блока (ONU), такая же, как и в GPON. Оба являются режимами множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA) для восходящего потока и TDM для нисходящего потока. Однако коэффициент оптического разделения, поддерживаемый XG-PON, составляет не менее 1:64, что поддерживает больше ONU, чем GPON.

Стандарт уровня конвергенции передачи (TC) XG-PON стандартизирован в G.987.3, в то время как его архитектура уровня XGTC (конвергенция передачи XG-PON) соответствует архитектуре GPON. Но технологическая спецификация на XGTC должна быть изменена, чтобы нормально функционировать в связи с увеличением скорости доступа в Интернет и числа подписчиков. В модифицированном стандарте указано расширение разрядности ONU-ID, Port-ID, Alloc-ID и т. д., дополнительный PON-ID и увеличение длины кодирования FEC, скремблирования и PLOAM (OAM физического уровня). информация. Более того, распределение пропускной способности изменено на слово как единицу измерения; а структура почтового ящика XGEM (метод инкапсуляции XG-PON) также добавляет ширину поля, связанную с шифрованием.

Режимы защиты сети в технологии GPON

GPON может использовать несколько типов режимов защиты сети.

Тип

  • Он не требует дополнительного порта OLT PON.
  • Когда первичное волокно выходит из строя, услуги передаются вторичному волокну.
  • Продолжительность отключения зависит от времени восстановления линии.
  • Если отказ происходит на разделительной линии к ONU, резервной копии нет.

Тип B

  • OLT предоставляет два порта GPON в качестве действительных и защитных OLT.
  • Защита ограничена оптоволоконным кабелем от OLT до сплиттера и карт OLT.
  • Никакого резервирования оборудования на ONU или фидерах не предусмотрено.
  • Нет полной защиты UN или ODN.
  • Он использует разветвитель 2 x N и без каких-либо дополнительных оптических потерь.

Резервирование для OLT, ODN и ONU (ов)

  • Предоставляет 2 полностью резервированных канала связи с абонентскими объектами.
  • Два варианта: 1 + 1 линейная и 1: 1 линейная защита.

1 + 1 защита:

  • Защита PON предназначена для действительных PON.
  • Обычный трафик копируется и перенаправляется в обе PON с постоянным мостом между двумя OLT.
  • Трафик отправляется в ONU одновременно, выбор между двумя сигналами основан на заранее определенных критериях.

1: 1 защита:

  • Нормальный трафик направляется через действующий или защитный PON.
  • Автоматическая защита переключается между PON.
  • Дороже, но обеспечивает максимальное время безотказной работы.

Наконец, обратите внимание, что технология GPON — это технология доступа к электросвязи, которая, как мы видели, использует оптическое волокно для связи с конечным потребителем. Его технические стандарты были утверждены в 2003–2004 годах ITU-T в рекомендациях G.984.1, G.984.2, G.984.3, G.984.4 и G.984.5

Все OEM-производители должны соблюдать требования, чтобы обеспечить совместимость. Это стандартизация сетей PON на скорости более 1 Гбит / с. Впоследствии были опубликованы две новые рекомендации: G.984.6 (Расширение области применения) и G.984.7 (Расширенная область действия). Мы надеемся, что, располагая всей этой информацией, вы теперь полностью понимаете технологию GPON.

Важные техники

Ранг

Чтобы избежать конфликтов данных (коллизий), OLT должен иметь возможность точно измерять расстояние между собой и каждым ONU / ONT, чтобы обеспечить подходящий временной интервал для предоставления данных в восходящем направлении. Это позволяет ONU отправлять данные через определенные интервалы времени, чтобы избежать проблем в восходящем направлении. Этот процесс достигается с помощью техники, называемой рангом.

Процесс ранжирования

OLT инициирует процесс в ONU, когда ONU сначала регистрируется в OLT, и получает от ONU задержку приема-передачи (RTD).

На основе RTD определяются другие ключевые компоненты.

Расчет физического объема этого конкретного ONU, поскольку для этого OLT требуется адекватная задержка выравнивания (EqD) для каждого ONU в зависимости от физического объема. RTC и EqD синхронизируют кадры данных, отправляемые всеми ONU. Как показано на изображении, это демонстрация того, чего достигает процесс, чтобы разместить все ONU / OLT на одинаковом виртуальном расстоянии от OLT.

Взрывная технология

Поток пакетов в восходящем направлении достигается за счет пакетов, и каждый ONU / ONT отвечает за передачу данных в назначенных ему временных интервалах. Когда ONU / ONT находится вне своего временного интервала, устройство отключает передачу от своего оптического приемопередатчика, чтобы избежать других попаданий ONU / ONT.

  • Функция пакетной передачи поддерживается модулями ONU / ONT.
  • Функция пакетного приема совместима с модулями OLT.
  • Различное расстояние между каждым ONU / ONT и OLT приводит к ослаблению оптического сигнала. В результате мощность и уровень пакетов, принимаемых OLT, изменяются в разные интервалы времени.
  • Динамическая регулировка порога позволяет OLT динамически регулировать порог для уровней оптической мощности. Это гарантирует, что все сигналы ONU могут быть восстановлены.

Как показано на изображении, демонстрация различных данных, передаваемых пакетами, а затем восстанавливаемых:

История рынка 10G PON

В первые дни EPON и GPON обычно использовались операторами связи по всему миру, включая японскую NTT, южнокорейскую KT, китайскую China Telecom (CT) и China Unicom (UT) в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Учитывая время и стоимость, операторы сначала внедряют EPON, более зрелую технологию, для строительства оптоволокна до дома. Среди них Япония построила большее количество сетей EPON, используя сеть «оптоволокно до дома» (FTTH) в качестве основной сети проводного широкополосного доступа. В настоящее время у NTT более 18 миллионов пользователей, а Taiwan Chunghwa Telecom начала внедрять оборудование EPON в 2007 году.

Рисунок 2: Схема применения сети PON

Плюсы и минусы подключения по технологии Gpon

Подключение по GPON, как и любым другим способом имеет свои положительные и отрицательные стороны. К положительным можно отнести следующие:

  • Кабель протягивается непосредственно между АТС провайдера и в квартиру пользователя, т.е. отсутствуют промежуточные узлы, что значительно повышает скорость передачи информации и стабильность сигнала.
  • Сигнал в оптоволоконном кабеле передается не электрическими, а световыми импульсами. Это означает, что вообще нет никакой опасности получить травму от удара током.
  • Возможность подключить сразу несколько услуг, через одно ONT устройство.

Есть, конечно, и недостатки в таком способе подключения:

  • Оптический провод сильно боится резких перегибов, а это говорит о том, что сложно будет подвести его по квартире в дальние комнаты. Так же на кабель не рекомендуется ставить мебель и другие тяжелые объекты.
  • Хотя в кабеле и нет ничего ценного для продажи, магистральные линии и разводка в подъездах постоянно подвергаются угрозам со стороны вандалов.
  • По кабелю не передается электричество, поэтому и со стороны животных к нему присутствует повышенный интерес. Желательно прятать его в короба.

Плюсы и минусы технологии GPON

Из плюсов можно отметить следующее:

  • Один провод в квартире — это удобно. GPON-роутеры от «Ростелеком» поддерживают возможность подключения всех устройств, не создавая неудобств при построении сети внутри квартиры.
  • Скорость интернет-соединения гораздо выше, чем при подключении по большинству других технологий.
  • Работа сети не зависит от погодных условий.
  • Высокое качество цифрового телевидения и телефонии.
  • Использование современных моделей ONT позволяет сократить количество единовременно подключенных устройств, так как поддерживает работу по беспроводной сети.

Но и минусы у этой технологии также присутствуют:

  • Оптическое волокно достаточно хрупкое, его легко повредить при ремонте или неаккуратном обращении.
  • Если подключена сигнализация, телефония или другие важные сервисы, лучше озаботиться источником бесперебойного питания для терминала.
  • Ограничены возможности проведения оптики в старые дома и частный сектор.
  • Оптические терминалы отсутствуют в свободной продаже, поэтому, например, GPON ONT от «Ростелеком» в случае поломки самостоятельно заменить не удастся. Однако у провайдера есть техническая служба, которая занимается ремонтом и заменой отслужившего оборудования.

Модели GPON терминалов от «Ростелеком»

Используются оптические терминалы следующих производителей:

  • Huawei;
  • ZTE;
  • Atron;
  • Sagemcom;
  • Sercomm.

Некоторые терминалы GPON от «Ростелеком» оснащены функцией Wi-Fi роутера, другие же выполняют функции PON-розетки с двумя или четырьмя портами, тогда для подключения по беспроводной сети потребуется подключение дополнительного роутера.

Эти модели хорошо зарекомендовали себя в использовании, ассортимент подключаемых устройств постоянно расширяются, вводятся новые возможности. Например, не так давно введены в эксплуатацию ONT, которые могут работать с диапазоном беспроводных сетей в 5 HGz. К примеру, одно из устройств, поддерживающих данную возможность от «Ростелеком» — GPON ONT RV6699.

Существуют различные мнения, что лучше: использовать ONT со встроенным Wi-Fi модулем или подключать отдельный роутер. ONT, которые предоставляются отвечают большинству пользовательских требований, зоны охвата достаточно для большинства квартир, скорость же по беспроводной сети обычно достигает средних значений. Если у вас повышенные требования к работе по беспроводной сети, стабильно подключается очень большое количество устройств или большая квартира, имеет смысл приобретение более мощного роутера.

Представить современную жизнь без наличия непрерывного доступа в Сеть, становится всё сложнее. Для каждого человека уже абсолютно привычным является то, что интернет в их доме работает не только на компьютере или ноутбуке, а и на мобильном телефоне, планшете, даже умных часах. Естественно, учитывая такую тенденцию, Российские провайдеры стараются не отставать, предлагая абонентам все более лояльные тарифные планы и высокие скорости. Но если говорить об абонентах, проживающих в частных секторах и частных домах, то с ними ситуация обстоит несколько иначе, зачастую их даже просто подключить к выходу в интернет оказывается проблематично.

GPON: кабели внутридомовой разводки

Сеть GPON состоит из магистральных и распределительных линий связи. Протяженность магистральных трасс GPON в настоящее время достигает 20 км (в ближайшие годы разработчики технологии GPON обещают увеличить максимальную длину магистрального оптоволокна до 60 км). Магистральные участки прокладываются (подробнее о прокладке оптоволоконного кабеля) с использованием традиционных методов воздушной или подземной прокладки оптических кабелей с защитной оболочкой, которая обеспечивает долговечность эксплуатации кабельной линии в условиях повышенной влажности и перепада температур.

Для распределительной инфраструктуры GPON, создаваемой, например, в пределах многоквартирного дома, применяются дроп- и райзер-кабели. Особенностью «этажных» дроп-кабелей, предназначенных для ответвления оптической линии от подвесного распределительного кабеля, является предоставляемая их конструкцией возможность «гибкой» трассировки с малыми радиусами изгиба.

Райзер-кабели, применяемые для вертикальной межэтажной разводки, содержат 6-12 оптических волокон, которые легко укладываются в кассетах, а для их сварки требуется существенно меньшее время, чем при сварке оптических волокон других видов кабелей.

Описание технологии FTTH

Под FTTH понимаются сети, в которых оптический узел (или оптический приемник) является последним активным элементом. Выход оптического узла (ОУ) непосредственно (без дополнительных усилителей) связан с телевизором или абонентским терминалом, например STB (Set-Top-Box).

Архитектура FTTH позволяет сервис-провайдеру гарантировать каждому абоненту необходимую пропускную способность и создавать в сети профили полосы пропускания для каждого клиента индивидуально. Каждый частный или корпоративный пользователь в любой момент может получить симметричную полосу пропускания любой необходимой ему ширины.

Построение вычислительной сети по технологии FTTH позволяет реализовать ряд преимуществ данной технологии.

Сравнительно высокая надежность технологии FTTH. Большинство мультисервисных сетей передачи данных и видеосигнала, построенных только с использованием оптических активных компонентов, как правило, обладают очень высокой надежностью. Если в топологии сети предусмотреть резервные оптические волокна (ОВ) в волоконно-оптическом кабеле (ВОК), появляется возможность реализации ручного или автоматического резервирования как по направлениям (кольцевое резервирование), так и по жилам с минимальными затратами;

Простота переконфигурации сети FTTH. Переконфигурация осуществляется за счет установки в основных узлах распределения оптических кроссовых шкафов. Перекоммутация осуществляется за счет простейшей переустановки патчкордов по соответствующим направлениям;

Простота построения параллельных сетей FTTH. ВОЛС представляет собой идеальную многоканальную (на физическом уровне) транспортную сеть с рядом особенностей: сверхширокополосность, помехозащищенность от всех видов электромагнитных наводок, малые погонные потери, низкая чувствительность к температурным воздействиям, высокая защита от несанкционированного подключения.

Возможность отказа от реверсного канала в традиционных гибридных оптико-коаксиальных сетей (HFC — Hybrid Fiber Coax). Такая возможность появляется при наличии параллельных Ethernet сетей, которые изначально являются двунаправленными.

Реализация FTTH Ethernet

Наиболее перспективное направление реализации FTTH доступа получила архитектура Ethernet типа «звезда» (рисунок 1.2). Она предполагает наличие выделенных оптоволоконных линий от каждого оконечного устройства к точке присутствия, где происходит их подключение к коммутатору. Оконечные устройства могут находиться в отдельных зданиях, офисах или офисных центрах, на цокольных этажах которых располагаются коммутаторы, доводящие линии по всем офисам.

Немаловажным преимуществом Ethernet FTTH является большой радиус действия. В типовых конфигурациях сетей доступа Ethernet FTTH применяются недорогие одноволоконные линии, использующие технологию 100ВХ или 1000ВХ, с заданным максимальным радиусом действия 10 км. Для работы на больших расстояниях имеются оптические модули, позволяющие увеличить мощность оптического сигнала. В малонаселенных районах могут использоваться различные типы подключения Ethernet FTTH, которые не влияют на других абонентов на том же коммутаторе Ethernet. Есть также возможность для гибкого роста. В случае появления новых абонентов можно добавить дополнительные линейные карты Ethernet с высокой степенью модульности. При использовании архитектуры на базе PON подключение первого абонента к оптическому дереву требует наличия наиболее дорогостоящего порта OLT, а при добавлении абонентов к тому же дереву PON стоимость подключения каждого абонента только увеличивается за счет приобретения ONT. К тому же, поскольку одномодовые оптоволоконные линии не зависят от используемой технологии и скорости передачи данных, можно легко увеличить скорость для одного абонента, не влияя на работу других.

Рисунок 1.2 — Архитектура Ethernet FTTH с топологией «звезда»

Абонентские лини в данной реализации отделены друг от друга. Несомненным является тот факт, что на сегодняшний день выделенная оптоволоконная линия является самой защищенной средой на физическом уровне, особенно в сравнении с общими передающими средами. Более того, коммутаторы Ethernet, использующиеся в средах сервис-провайдеров, призваны обеспечить разделение физического уровня портов и логического уровня абонентов и имеют множество надежных функций защиты, которые в состоянии предотвратить практически все попытки вторжений. Очевидно также и то, что затраты на эксплуатацию сетей Ethernet FTTH в топологии «точка-точка» ниже, чем сетей с архитектурой пассивной оптической сети -PON FTTH.

Технология GEPON

Технология GEPON создана сотрудниками Института инженеров IEEE в кооперации с EFMA. Основой решения стал потенциал Ethernet, использованный для оригинальных разработок. В принятом стандарте поток данных передается от станции к множеству абонентов по одному оптическому волокну в формате кадров Ethernet без дополнительной обработки.

Абонентские устройства принимают широковещательный трафик, обрабатывая кадры, адресованные непосредственно им. Для избежания конфликта между индивидуальными сигналами от абонентов в восходящем потоке разработчики применили возможности специального протокола управления множественными узлами (MPCP).

Используемое избыточное кодирование 8B/10B отличается низкой эффективностью поскольку снижает пропускную способность на 20%. Топология сети рассчитана на подключение до 64 абонентов с дальностью до 30 км.

GEPON функционирует в симметричном режиме, поддерживая скорость потока «станция – абоненты» и обратного в пределах 1,25 Гбит/с. Полоса пропускания используется с эффективностью менее 70%.

Преимущества технологии GPON

Преимущества Gigabit PON можно разделить на несколько групп.

  • Удобство (В квартиру проводится всего один провод)
  • Скорость (Технология GPON обеспечивает скорость интернета до 500 Мбит/с, даже в сети, загруженной одновременной работой нескольких устройств)
  • Надёжность (Сеть защищена от помех. На неё не влияют Wi-Fi-роутеры соседей, радиотелефоны и другие факторы)
  • Экономия (Вам не нужно покупать Wi-Fi-роутер. Провайдер подключает GPON через устройство, которое совмещает в себе модем и маршрутизатор)
  • Безопасность (сигнал, передаваемый по оптическому кабелю, сложно перехватить)
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
ПоватТех
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: