FTTH - objašnjenje

Razlika udaljenosti vlakana je razlika u udaljenosti između najbližeg i najudaljenijeg ONU / ONT od OLT-a.

U GPON-u je maksimalna diferencijalna udaljenost vlakana 20 km. To utječe na veličinu prozora raspona i osigurava usklađenost s [ITU-T G.983.1].

Logički doseg definira se kao najveća udaljenost koja se može postići za određeni prijenosni sustav, bez obzira na optički proračun. Logički doseg je maksimalna udaljenost između ONU / ONT i OLT, osim ograničenja fizičkog sloja.

U GPON-u je maksimalni logički domet definiran kao 60 km.

Srednje kašnjenje prijenosa signala je prosjek vrijednosti kašnjenja uzvodne i nizvodne između referentnih točaka. Ova vrijednost se određuje mjerenjem kašnjenja u kružnom toku i dijeljenjem sa 2.

GPON mora da primi usluge koje zahtevaju maksimalno srednje odlaganje prenosa signala od 1,5 ms. GPON sistem mora imati maksimalno srednje vrijeme odgode prijenosa signala manje od 1,5 ms između referentnih točaka TV-a.

OAN je skup pristupnih veza koje dijele ista internetska sučelja i podržavaju ih optički pristupni prijenosni sustavi. OAN može uključivati određeni broj ODN-ova spojenih na isti OLT.

U PON kontekstu, stablo optičkih vlakana u pristupnoj mreži, dopunjeno razdjelnicima snage ili talasnih duljina, filtrima ili drugim pasivnim optičkim uređajima.

Uređaj koji prekida zajedničku (root) krajnju točku ODN-a. Zatim implementira PON protokol kakav je definiran [ITU-T G.984]; a zatim prilagođava PONPDU za uzlaznu komunikaciju preko pružatelja usluga sučelja.

OLT pruža funkcije upravljanja i održavanja za poduprti ODN i ONU.

Pojedini pretplatnički uređaj koji ukida bilo koju od distribuiranih (lisnih) krajnjih točaka ODN-a, implementira PON protokol i prilagođava PD PDU-ove uslužnim sučeljima pretplatnika. ONT je poseban slučaj ONU-a.

Generički izraz koji označava uređaj koji ukida bilo koju od distribuiranih (lisnih) krajnjih točaka ODN-a, implementira PON protokol i prilagođava PD PDU.

Fizički doseg definira se kao najveća fizička udaljenost koja se može postići za određeni prijenosni sustav. Budući da je "fizički doseg" najveća fizička udaljenost između ONU / ONT i OLT-a. Međutim, u GPON-u su definirane dvije mogućnosti za fizički doseg: 10 km i 20 km. Pretpostavlja se da je 10 km najveća udaljenost preko koje se FP-LD može koristiti u ONU za visoke bitske brzine kao što su 1,25 Gbit / s ili više.

Usluge u FTTH definirane su kao mrežna usluga koju zahtijevaju operateri. Usluga je opisana imenom koje svi jasno prepoznaju, bez obzira da li se radi o nazivu strukture okvira ili općem nazivu.

GPON ima za cilj brzine prijenosa veće ili jednake 1,2 Gbit / s. U skladu s tim, GPON identificira dvije kombinacije brzina prijenosa na sljedeći način -

• 1.2 Gbps gore, 2.4 Gbps dolje

• 2.4 Gbps gore, 2.4 Gbps dolje

Najvažnija brzina bita je 1.2 Gbps nagore, 2.4 Gbps dolje, što čini gotovo sve implementirane i planirane implementacije GPON sistema.

Što je koeficijent podijeljenosti za GPON, ekonomičniji je iz perspektive troškova. Međutim, veći omjer razdvajanja podrazumijeva veću optičku snagu i raspodjelu propusne širine, što stvara potrebu za povećanim proračunom snage da se podrži fizički domet. Omjer razdvajanja do 1:64 su realni za fizički sloj, s obzirom na trenutnu tehnologiju. Međutim, očekujući nastavak evolucije optičkih modula, TC sloj mora uzeti u obzir podijeljene omjere do 1: 128.

Prednosti optičkih vlakana -

• Velike udaljenosti

• Snažan, fleksibilan i pouzdan

• Omogućuje kablove malog promjera i lagane težine

• Sigurno i sigurno

• Imuni na elektromagnetske smetnje (EMI)

• Niži troškovi

Različiti moduli / komponente u PON tehnologiji su -

• WDM spojnica

• 1 × N Razdjelnik

• Optička vlakna i kabl

• Konektor

• ODF / Kabinet / Subrack

Aktivni moduli / komponente u PON tehnologiji su -

U OLT -

• Laserski odašiljač (1490 nm) i

• Laserski prijemnici (1310 nm)

Za CATV aplikaciju -

• Lasersko pojačalo (1550 nm) i

• EDFA za pojačavanje video signala

U ONU -

• Napajanje / baterija za ONU

• Laserski odašiljač (1310 nm)

• Laserski prijemnici (1490 nm)

• Prijemnici za CATV signal (1550 nm)

Potpuni oblik GPON-a je - Gigabit Pasivna optička mreža

GPON je optički sistem za pristupne mreže zasnovan na ITU-T specifikacijama serije G.984. Može osigurati domet od 20 km s optičkim proračunom od 28 dB koristeći optiku klase B + s podijeljenim omjerom 1:32.

Najčešće poznate značajke GPON-a navedene su u nastavku.

Prenosni prenos -

• 2.4Gbps

• BW za jedan ONT je dovoljan za opskrbu više HDTV signala

• QOS omogućava promet osjetljiv na kašnjenje (glas)

Uzvodni prenos -

• 1 24Gbps

• Minimalna BW može biti zagarantovana

• Neiskorišteni vremenski intervali mogu se dodijeliti teškim korisnicima

• QOS omogućava promet osjetljiv na kašnjenje (glas)

GPON standardi nadolaze se na prethodne BPON specifikacije. Ove specifikacije su navedene u nastavku -

• G.984.1 - Ovaj dokument opisuje opće karakteristike Gigabitno sposobne pasivne optičke mreže.

• G.984.2 - Ovaj dokument opisuje specifikaciju sloja ovisnog o fizičkom mediju koji ovisi o gigabitnim optičkim mrežama.

• G.984.3 - Ovaj dokument opisuje specifikaciju sloja konvergentnog sloja za prijenos pasivne optičke mreže Gigabit koji je sposoban.

• G.984.3 - Ovaj dokument opisuje specifikaciju sloja konvergentnog sloja za prijenos pasivne optičke mreže Gigabit koji je sposoban.

GPON sustavi imaju u osnovi iste fizičke komponente koje su konfigurirane na isti način kao u ostalim PON mrežama. Naravno, proizvodi razvijeni za GPON sisteme posebno su dizajnirani za GPON i nisu zamjenjivi sa EPON ili BPON zupčanikom.

GPON sistemi takođe imaju mnogo istih osnovnih mogućnosti kao i drugi PON sistemi. Glavne razlike u arhitekturi su GPON u protoku podataka. Gigabit GPON enkapsulacijske metode omogućavaju nošenje različitih usluga uključujući ATM, TDM glas i Ethernet.

Jedan od osnovnih zahtjeva optičkog sustava je osigurati komponentama dovoljno kapaciteta za proširenje optičkog signala do očekivanog raspona. Postoje tri kategorije ili klase komponenti koje se temelje na snazi i osjetljivosti.

Klase komponenti su -

• Optika Klase A: 5 do 20dB

• Optika klase B: 10 do 25dB

• Optika Klase C: 15 do 30dB

Potpuni oblik EPON-a je - Ethernet pasivna optička mreža.

Ethernet pasivna optička mreža (EPON) je PON encapsulate podataka s Ethernet-om i može ponuditi kapacitet od 1 Gbps do 10 Gbps. EPON prati originalnu arhitekturu PON-a. Ovdje se DTE povezao sa deblom stabla i nazvao ga je kao optički linijski terminal (OLT).

Obično se nalazi kod pružatelja usluga, a povezane DTE grane stabla nazivaju se optičkom mrežnom jedinicom (ONU) koja se nalazi u prostorijama pretplatnika. Signali iz OLT-a prolaze kroz pasivni razdjelnik da bi se postigao ONU i obrnuto.

Mnoge PON aplikacije zahtevaju visok QoS (npr. IPTV).

EPON ostavlja QoS višim slojevima -

• VLAN oznake

• P bitovi ili DiffServ DSCP

Uz to, postoji ključna razlika između LLID-a i Port-ID-a -

• Uvek postoji 1 LLID po ONU

• Postoji 1 ulazni ID po ulaznom priključku - može ih biti mnogo po ONU

• To QoS na lukama čini jednostavnim za implementaciju na PON sloju

Sledeća tabela objašnjava razliku između GPON-a i EPON-a.

Algoritam implementiran u OLT, koji koristi Report i Gate poruke za izgradnju programa prijenosa i prosljeđivanje ONU-a poznat je kao algoritam dinamičke raspodjele propusnosti (DBA).

Operacija EPON temelji se na Ethernet MAC i EPON okvirima (zasnovanim na GbE okvirima), ali su potrebna i proširenja -

• PDU-ovi MultiPoint Control Protocol - Ovo je kontrolni protokol koji implementira potrebnu logiku.

• Emulacija od točke do točke (pomirenje) - Zbog toga EPON izgleda kao veza između točke i točke, a EPON MAC-ovi imaju određena ograničenja.

• Umjesto CSMA / CD, oni prenose kada im je odobreno.

• Vrijeme kroz MAC stack mora biti konstantno (± 16 bitnih trajanja).

• Mora se održavati točno lokalno vrijeme.

Standardni Ethernet započinje s 8B preambulom bez sadržaja -

• 7B naizmjeničnih i nula 10101010

• 1B od SFD 10101011

Da bi sakrio novo PON zaglavlje, EPON prepisuje neke od bajtova preambule.

DS promet emitira se na sve ONU uređaje, tako da je šifriranje zlonamjernom korisniku u osnovi lako reprogramirati ONU i snimiti željene okvire. Američki promet ne vide drugi ONU, tako da šifriranje nije potrebno. Nemojte razmotriti prisluškivače vlakana jer EPON ne pruža nijedan standardni način šifriranja, ali -

• Može se nadopuniti s IPsec ili MACsec.

• Mnogi dobavljači dodali su vlasničke AES-ove mehanizme.

BPON je koristio mehanizam koji se zove "churning" - Churning je jeftino hardversko rešenje (taster 24b) sa nekoliko sigurnosnih nedostataka -

• Motor je bio linearan - jednostavan napad poznatog teksta

• Pokazalo se da je ključ 24b izvedljiv u 512 pokušaja

Stoga je G.983.3 dodao AES podršku - koja se sada koristi u GPON-u.

XPON je PON za sledeću generaciju, koji može da podrži brzinu prenosa podataka do 10G. XPON se može podijeliti u dvije kategorije, tj. XG-PON1 i XG-PON2. XG-PON1 je kompatibilan sa GPON-om unazad, dok je XG-PON2 potpuno novi razvoj.

Potpuni oblik WDM-PON je - Multiplex PON.

U WDM-PON-u potrebna je različita valna duljina za različite ONT; svaki ONT dobiva ekskluzivnu valnu duljinu i uživa u širini pojasa valne duljine. Drugim riječima, WDM-PON djeluje na logičkoj topologiji Point-to-Multi-Point (P2MP).

Potpuni oblik ODSM-PON je - opportunistički spektar i dinamički PON. U ODSM-PON, mreža ostaje nepromijenjena od CO do korisničkih prostora, osim jedne promjene, koja je aktivna WDM razdjelnica. WDM razdjelnik će biti tu između OLT-a i ONT-a koji će zamijeniti pasivni razdjelnik. U ODSM-PON, nizvodno prihvaća WDM, znači da podaci prema ONT koriste različite valne dužine za različite ONT, a uzvodno, a ODSN-PON prihvaća dinamičku TDMA + WDMA tehnologiju.

Sledeća tabela objašnjava XGPON standarde -

Sljedeća tablica opisuje XG-PON optičku klasu snage.

Sljedeća tablica opisuje raspon prigušenja za klase A, B i C prema ITU-u.

Sljedeća tablica objašnjava raspon OLT prijenosa za klase A, B i C prema ITU-u.

Sljedeća tablica objašnjava raspon prijemnika ONU za klase A, B i C prema ITU.

Sljedeća tablica objašnjava raspon predajnika ONU za klase A, B i C prema ITU.

Sljedeća tablica opisuje raspon OLT prijemnika za klase A, B i C prema ITU.

Pojedinačno vlakno koje započinje od OLT-a razdvaja se kroz pasivne optičke razdjelnike kako bi poslužilo 64 ONT-ove prostorije. Ista vlakna nose i nizvodne (OLT prema ONT) i uzvodne (ONT prema OLT) bitne struje, tj., 2.488 Mbps / 1490 nm (1480 - 1500nm prozor) i 1.244 Mbps / 1310 nm (prozor 1260-1360nm) kroz WDM (Multiplexing Division Wavelength Division) za dvostrani (dvosmjerni) rad.

Isti pojedinačni prijenos vlakana nizvodno od OLT-a do ONT-a emitira se s ONT prihvaćajući samo promet koji mu je upućen. Prijenos uzvodno je vremenski odjel s višestrukim pristupom (TDMA) sa svakim ONT odašiljem zauzvrat.

TV signali (izvedeni iz satelitskog naglavka) opcionalno se emituju na trećoj optičkoj talasnoj dužini od 1550 nm na istom (ili dodatnom) vlaknu unesenom u FTTx sistem putem RF podsustava. CATV signal može biti povezan sa GPON signalom nakon pojačanja EDFA.

RF CATV signali su modulirani na talasnu dužinu od 1550 nm. Ekstrahira se pomoću funkcije Demux ugrađene u ONT i preusmjerava na zadnju ravninu servisne veze za STB / TV.

Najveće dopušteno prigušivanje optičke snage između OLT optičkog priključka na ONT ulaz iznosi 28 dB koristeći takozvane elemente optičke mreže klase B. ODN klase A, B i C razlikuju se uglavnom na osnovu „optičke izlazne snage snage“ i „osjetljivosti na brzinu optičkog prijemnika. Klasa A daje najmanje optički proračun, a klasa C najveći, dok su troškovi skupa u istom redoslijedu. Za maksimalan omjer razdvajanja 1:64, optika Klase B obično se primjenjuje na komercijalnoj osnovi.

Sljedeće točke objašnjavaju NGPON1 -

• Standard G.987 / G.988 XGPON objavljen je u 2011. godini.

• Standardizirao je XGPON sa 2.5Gbps uzvodno / 10Gbps nizvodno.

• GPON i XGPON koriste različite talasne dužine za suživot u jednoj mreži.

Sljedeće točke objašnjavaju NGPON2 -

• Ne smatra da je kompatibilna s postojećom ODN mrežom, otvorenijim standardom PON tehnologije.

• Usredotočuje se na WDM PON i 40G PON.