Pasīvais optiskais tīkls (PON): arhitektūra, sadalījuma attiecības un GPON-uz-XGS-PON jaunināšanas ceļš

Pasīvais optiskais tīkls (PON) savieno vienu optiskās līnijas termināli (OLT) galvas galā ar desmitiem abonentu, izmantojot bezbarošanas sadalītājus un kopīgu šķiedru. Neviena lauka elektronika neatrodas starp OLT un ONT katrā telpā -, tikai stikls, savienotāji, salaidumi un pasīvie sadalītāji. Šis vienotais dizaina lēmums samazina kravas automašīnu ruļļus, novērš skapja jaudas padevi un nodrošina operatoriem iekārtu, kas kalpo vairākām piekļuves tehnoloģiju paaudzēm. GPON apstrādā 2,488 Gbps uz leju un 1,244 Gbps uz augšu; XGS-PON nodrošina simetrisku 9,953 Gbps tajā pašā ārējā iekārtā, ja to atļauj optiskais budžets.

 

Kāpēc PON kļuva par noklusējuma FTTH arhitektūru

2000. gadu vidū operatori, kas testēja optisko šķiedru-uz-mājās-, saskārās ar tiešu problēmu: katram abonentam paredzētās šķiedras nodrošināšana bija dārga, un aktīvo slēdžu ievietošana ielu skapjos palielināja atteices punktus un elektrības rēķinus. PON abas problēmas atrisināja uzreiz. Viena padevēja šķiedra atstāj centrālo biroju, ietriecas pasīvā sadalītājā slēdzenē vai pjedestālā, un tiek ventilēta līdz 32 vai 64 pilieniem — bez akumulatoriem, bez ventilatoriem, bez lauka elektronikas attālās pārvaldības.

Šis modelis izrādījās izturīgs. Saskaņā ar Fiber Broadband Association izvietošanas datiem desmitiem miljonu FTTH abonentu Ziemeļamerikā tagad sēž aiz kāda veida PON. Dzīvokļu MDU stāvvadi, biznesa parki, viesmīlības objekti, universitāšu pilsētiņas un viedie{2}}ēku projekti darbojas vienas un tās pašas pasīvās-dalītās arhitektūras variācijās. Vairums tīkla plānotāju šodien uzdod jautājumu, nevis tas, vai PON darbojas -, bet gan tas, kura PON paaudze atbilst trafika kombinācijai un cik tālu var izstiepties esošais optiskais sadales tīkls (ODN).

 

 

Kā lejupējā un augšupējā satiksme notiek koplietotajā šķiedru tīklā

Lejup pa straumi OLT pārraida uz katru filiāles ONT. Katrs ONT nolasa GEM portu vai XGEM galvenes, pieņem savus kadrus un izmet pārējos. AES-128 šifrēšana nodrošina abonentu trafika privātumu, pat ja optiskais signāls fiziski sasniedz katru koka ierīci.

Augšpuse ir sarežģītāka. Vairāki ONT koplieto vienu šķiedras ceļu atpakaļ uz OLT, tāpēc tie nevar pārraidīt visus vienlaikus. OLT darbina dinamiskās joslas platuma piešķiršanas (DBA) dzinēju, kas piešķir laika nišas -, būtībā norādot katram ONT, kad un cik ilgi jāiedarbina lāzers. Diapazona noteikšana kompensē attāluma atšķirības, tāpēc sērijveidā notiek bez pārklāšanās. Šī plānošanas disciplīna ir tā, kas liek koplietotajai augšupējai šķiedrai darboties plašā mērogā, nevis pāriet sadursmēs.

Pēc mūsu pieredzes, nododot ekspluatācijā PON filiāles jauktas -pielietojuma ēkām, problēmas vispirms parādās augšupējā grafikā. Filiāle, kas veic vieglu dzīvojamo māju pārlūkošanu, nedarbojas tāpat kā tas, kas apstrādā mākoņdatošanas dublējuma sēriju, IP novērošanas kameras un kopstrādes īrnieku, kas vienlaikus veic videozvanus. DBA parametru un trafika līgumu pareiza iegūšana ir svarīgāka, nekā liecina lielākā daļa specifikāciju lapu.

 

 

Īsumā par galvenajiem PON komponentiem

Katra PON izvietošana balstās uz četriem pamatelementiem. OLT atrodas galvenē -, tas autentificē ONT, pārvalda joslas platuma piešķiršanu, piemēro QoS politikas un apkopo trafiku uz kodolu. ODN ir pati pasīvā iekārta: padeves šķiedra no OLT, sadales šķiedra pēc sadalītāja un nolaižamie kabeļi katrā telpā. Sadalītāji sadala optisko jaudu - 1:32 sadalītājs rada aptuveni 17 dB zudumu, savukārt 1:64 sadalītājs pievieno aptuveni 20 dB. ONT (vai ONU MDU scenārijos) pārtrauc optisko ceļu un nodod Ethernet, POTS vai RF video abonentam. Katrs komponents veido ilgtermiņa izmaksas, bet ODN dominē, jo apglabātās vai gaisa šķiedras nomaiņa ir daudz traucējošāka nekā līnijas kartes nomaiņa.

Var sākt lasītāji, kas veido plašāku priekšstatu par to, kur ODN iekļaujas dažādās šķiedru topoloģijāsFTTx izvietošanas modeļiun apvelciet atpakaļ šeit, lai iegūtu PON{0}}specifisko dizaina slāni.

 

GPON pret XGS-PON: pareizās paaudzes izvēle

GPON un XGS{0}}PON mērķauditorija ir atšķirīga satiksmes realitāte. Tālāk esošajā tabulā ir norādītas galvenās atšķirības, kas nosaka atlases lēmumus.

	GPON (G.984.x)	XGS-PON (G.9807.1)
Lejup straumi / Augštecē	2,488 Gb/s/1,244 Gb/s	9,953 Gb/s/9,953 Gb/s (simetriski)
Lejas viļņa garums	1490 nm	1577 nm
Augšējais viļņa garums	1310 nm	1270 nm
Tipiska optikas klase	B+ klase (28 dB budžets)	N1/N2 (29–31 dB budžets)
Vislabāk piemērots	Dzīvojamo platjoslas pieslēgums, straumēšanas{0}}liels abonentu skaits ar mērenu augšupielādes pieprasījumu	Simetriski gigabitu līmeņi, biznesa SLA, mobilais maršruts, augšupielādes{0}}intensīva jaukta izmantošana
Pārdevēja ekosistēma	Ļoti nobriedis; plaša mijiedarbība starp OLT un ONT pārdevējiem	Ātri nogatavojas; Kopš 2022. gada ONT izmaksas ir ievērojami samazinājušās, pateicoties lielajiem ražošanas apjomiem un vairāku ONU mikroshēmojumu nodrošinātāju ienākšanai tirgū (Dell'Oro grupa / Fierce Network, 2022. gada oktobris; Zhone/Fiber Connect 2023)
Līdzāspastāvēšana	Var koplietot ODN ar XGS{0}}PON, izmantojot viļņa garuma multipleksoru	Var koplietot ODN ar GPON, izmantojot viļņa garuma multipleksoru

Kur der EPON? EPON (IEEE 802.3ah) joprojām ir spēcīgs tirgos, kas jau ir standartizēti Ethernet-vietējā ietvarā -, īpaši Austrumāzijā un kabeļu-operatoru vidēs, kas ir saskaņotas ar IEEE standartiem. XG-PON (G.987.x) kalpoja kā atspēriena punkts ar 9,953 Gb/s samazinājumu, bet tikai 2,488 Gb/s pieaugumu, un jaunos izvietojumos to lielā mērā aizstāj XGS{9}}PON.

Praktisks risinājums: ja jūsu abonentu bāze joprojām sliecas uz straumēšanas patēriņu ar nelielu augšupielādi, GPON var kalpot gadiem ilgi. Ja jūs uzņemat uzņēmumu nomniekus, pārdodat simetriskus gigabitu līmeņus vai plānojat mobilo sakaru atvilkšanu tajā pašā ODN, XGS{1}}PON ir mērķis.

 

Viļņu garuma līdzāspastāvēšana: īsta jaunināšanas svira

Tas, kas padara PON migrāciju ekonomiski dzīvotspējīgu, ir viļņa garuma plānošana. GPON pārraida pa straumi pie 1490 nm un saņem augšup pie 1310 nm. XGS-PON izmanto 1577 nm lejup pa straumi un 1270 nm augšpus. Šīs joslas nepārklājas, kas nozīmē, ka pareizi izstrādāts ODN var vienlaikus pārvadīt gan GPON, gan XGS{8}}PON trafiku, izmantojot viļņa garuma multipleksoru (WM) OLT pusē.

Šis līdzāspastāvēšanas modelis ir īstas naudas vērts. Pasīvās iekārtas - padeves maršruti, savienojuma korpusi, sadalītāji un nolaižamie kabeļi - parasti veido lielāko daļu no kopējām FTTH būvniecības izmaksām, bieži vien krietni vairāk nekā pusi saskaņā ar nozares aplēsēm no tādām iestādēm kā FTTH Council Europe. Atkārtoti izmantojot šo iekārtu, vienlaikus mainot OLT asmeņus un ONT atbilstoši katra abonenta grafikam, autoiekrāvēja jaunināšana kļūst par pakāpenisku migrāciju.

Mēs esam redzējuši, ka Midwest operatori pārejas periodos 18+ mēnešus pārvalda jauktas GPON/XGS-PON filiāles, vispirms jauninot biznesa abonentus un migrējot privātos lietotājus, samazinoties ONT izmaksām. Šī pieeja darbojas -, bet tikai tad, ja sākotnējais ODN tika izveidots ar tīriem savienotājiem, dokumentētām sadalītāju atrašanās vietām un pietiekamu optisko rezervi, lai absorbētu papildu WM ievietošanas zudumus (parasti 0,5–1,0 dB).

Lai uzzinātu, kā dažāda viļņa garuma logi darbojas viena -moda šķiedrā,šis 850 nm, 1310 nm un 1550 nm pārraides salīdzinājumsaizpilda optisko fiziku aiz līdzāspastāvēšanas plānošanas.

 

Sadalījuma attiecība, optiskais budžets un vietas, kur dizains sabojājas

Sadalījuma attiecība ir vieta, kur saskaras piekļuves ekonomika un optiskā inženierija. Lielāki sadalījumi samazina infrastruktūras izmaksas uz -abonentu -, taču tās arī patērē vairāk optiskā budžeta un palielina dalītās-jaudas spiedienu. Pareizā attiecība ir atkarīga no attāluma, savienotāju skaita un satiksmes profila.

 

Sadalīto attiecību izvēles rokasgrāmata

1:16 - zema blīvuma vai augstas{2}}maržas vides.Ievieš aptuveni 14 dB sadalītāja zudumu. Izplatīts lauku -tālas sasniedzamības izvietojumos, kur padeves attālumi patērē lielāko daļu optiskā budžeta, vai biznesa-mērķtiecīgās PON filiālēs, kurām nepieciešama maksimāla vieta turpmākiem pakalpojumu jauninājumiem.

1:32 - galvenais noklusējums.Aptuveni 17 dB sadalītāja zudums. Līdzsvaro abonentu blīvumu un optisko budžetu lielākajai daļai piepilsētu un pilsētu FTTH būvju. Ērti darbojas ar GPON B+ klases optiku parastos metro attālumos (kopējais ceļš ir mazāks par 15 km) un atstāj vietu XGS{5}}PON līdzāspastāvēšanai.

1:64 - izmaksas-optimizēts augsts blīvums.Aptuveni 20 dB sadalītāja zudums. Infrastruktūras samazinājums uz vienu-abonentu, salīdzinot ar 1:32, izmaksā gandrīz uz pusi, taču ir nepieciešama stingra savienotāju disciplīna, mazi attālumi un rūpīga budžeta zaudēšana{5}}. Vislabāk piemērots MDU stāvvadiem, universitātes pilsētiņas tīkliem vai blīvām pilsētu ēkām, kur šķiedru pieslēgums ir īss un savienotāju skaits ir mazs.

 

GPON B+ klases optika atbalsta 28 dB zudumu budžetu. Atņemot tipisko šķiedru vājinājumu (0,35 dB/km pie 1310 nm virs, piemēram, 15 km padeves un sadales), savienotāja zudumu (0,3–0,5 dB uz savienoto pāri, iespējams, 4–6 savienojumos), savienojuma zudumu un sadalītāja ievietošanas zudumu, atlikusī robeža var ātri samazināties. Parasti mēs iesakām saglabāt vismaz 3 dB darbības rezervi pēc tam, kad ir uzskaitīti visi zaudējumi -, kas absorbē novecošanos, netīrus savienotājus un turpmākos pasīvos papildinājumus, neizraisot pakalpojumu izsaukumus.

 

Bieži sastopamās konstrukcijas kļūmes, ar kurām sastopamies šajā jomā, var izpausties vairākos gadījumos: sadalījuma attiecība ir palielināta līdz 1:64 jomās, kur savienotāju kvalitāte un savienojumu skaits nevar nodrošināt budžetu; sadalītāji, kas novietoti vietās, kas padara defektu izolēšanu gandrīz neiespējamu; jaunināšanas plāniem, kuros ir atsauce uz "XGS-PON vēlāk", nevienam nepārbaudot, vai esošais zaudējumu budžets spēj nodrošināt lielāku -ātruma optiku un līdzāspastāvēšanas aparatūru; un filiāļu dizaini, kas ir paredzēti straumēšanai dzīvojamās telpās, kas vēlāk tiek ielādēti ar biznesa SLA un augšup{4}}smago IoT trafiku. Katrs no tiem sākas kā plānošanas īsceļš un beidzas ar darbības galvassāpēm.

 

 

PON pret aktīvo Ethernet: kad katram ir jēga

Aktīvā Ethernet (AE) katram abonentam nodrošina īpašu šķiedru vai īpašu viļņa garumu komutētā infrastruktūrā. Šis modelis ir piemērots vidēm, kur nepieciešama stingra satiksmes izolācija, deterministisks joslas platums vai regulējuma nošķiršana, - domājiet, vairāku-nomnieku datu centri, finanšu pilsētiņas vai slimnīcu tīkli ar stingriem atbilstības ierobežojumiem.

PON uzvar lauka vienkāršībā. Nav vidējas jaudas, mazāk atteices punktu starp centrāli un telpām un zemākas izmaksas uz vienu abonentu atskaņošanas blīvumā. Patiesais lēmums parasti tiek pieņemts trīs operatīvos jautājumos: kur vajadzētu atrasties izlūkošanai? Kur būtu nepieciešama jauda? Kur ir pieņemams uzturēšanas risks? Kad uz tiem atbildēsit, arhitektūra lielākoties izvēlas pati.

 

 

Kāpēc XGS{0}}PON pieprasījums palielinās?

Vairāki tirgus spēki virza XGS{0}}PON no ceļveža slaida uz pirkuma pasūtījumu. Pēdējo divu gadu laikā iedzīvotāju augšupielādes datplūsma ir ievērojami augusi -, ko veicināja videokonferences, mākoņspēļu augšupielādes un mājas drošības straumes -, un vairāki Tier-1 operatori ziņoja par gadu-vairāk-gadu augšup pieaugot par 25–35%. Mazie un vidēji{12}}uzņēmumi arvien vairāk sagaida simetrisku gigabitu pakalpojumu kā bāzes līniju. Pašvaldības un lauku elektriskie uzņēmumi, kas būvē zaļo lauku FTTH, jau no pirmās dienas nosaka XGS{14}}PON, lai izvairītos no vidusposma jaunināšanas cikla.

Plānotājiem, kas izseko piekļuves slāņa virzienu pēc 10 G PON,šis skats uz nākotnes FTTx tīkla virzienuaptver 25 G PON, 50 G PON un daudzpunktu saskaņotu optiku no punkta-līdz{3}}, nepārkāpjot tieši produktu katalogos.

 

 

FAQ