Преимущества архитектуры PON

В данной статье даётся описание технологии PON (Passive Optical Network).

Аббревиатура PON расшифровывается как пассивная оптическая сеть (Passive optical network).  Можно также сказать, что xPON - это семейство технологий широкополосного мультисервисного доступа, которые в качестве транспортной среды используют оптическое волокно.

Аббревиатура PON расшифровывается как пассивная оптическая сеть (Passive optical network).  Можно также сказать, что xPON - это семейство технологий широкополосного мультисервисного доступа, которые в качестве транспортной среды используют оптическое волокно.

Технология xPON представляет собой очередной виток эволюции сети, так как она предполагает использование оптоволоконных линий не только на магистральном уровне, но и на уровне «последней мили».То есть в дом к абоненту приходит уже не медный кабель, а волокно. При этом абоненту предоставляетсявесь ресурс оптического кабеля, который заводится непосредственно в его квартиру, в отличие от операторов домовых сетей, где канал выделяется на дом и, соответственно, делится в равной степени между подключенными пользователями.

Слово «пассивная» в названии технологии обозначает отсутствие активных, т.е. энергопотребляющих  компонентов.

Для подключения к технологии xPON абоненту бесплатно устанавливается модем — ONT (Optical Network Terminal), благодаря которому подключаются все услуги.

Абоненту может быть предоставлен весь комплекс базовых (телефонная связь, доступ к сети Интернет,интерактивное телевидение) и дополнительных услуг по одному волокну.

Скорость – новый стандарт скоростей доступа в сеть интернет – входящая (от сети к абоненту) и исходящая (от абонента к сети) скорости до 100 Мбит/с и выше. Главное отличие от ADSL-технологии – отсутствие ограничений в 512-2014 Кб/с для исходящей скорости.

Стабильное качество услуг – качество не зависит от таких параметров, как длина абонентской линии, сечение жилы, «сезонное» сопротивление изоляции;

Доступность «тяжелого»  контента – возможность свободного просмотра видео в HD-качестве, в том числе просмотр HD-каналов в интерактивном телевидении;

Отсутствие ограничений – волокно позволяет подключать к услугам интерактивного телевидения по одной линии сразу несколько телевизоров.

Сегодня  сегмент телекоммуникационного рынка вырос в десятки раз, что повлияло на развитие бизнеса производителей оборудования, сетевых интеграторов и поставщиков услуг. В свою очередь, появились привлекательные сервисы для потребителей, предоставляющие потоковое видео высокого качества. Правда, это требует соответствующей инфраструктуры, в противном случае провайдерам будут сильно досаждать конкуренты с более совершенными сетями.

Однако не только технические и коммерческие аргументы свидетельствуют в пользу этой технологии. Нынешнее состояние телекоммуникационного бизнеса (оздоровление после кризиса), а также законодательные требования в ряде стран способствуют развитию рынка доступа на основе PON.

Развитие сети Internet, в том числе появление новых услуг связи, способствует росту передаваемых по сети потоков данных и заставляет операторов искать пути увеличения пропускной способности транспортных сетей. При выборе решения необходимо учитывать:

- разнообразие потребностей абонентов;

- потенциал для развития сети;

- экономичность.

На развивающемся телекоммуникационном рынке опасно как принимать поспешные решения, так и дожидаться появления более современной технологии. Тем более, что на взгляд авторов такая технология уже появилась – это технология пассивных оптических сетей PON (passive optical network).

Распределительная сеть доступа PON, основанная на древовидной волоконной кабельной архитектуре с пассивными оптическими разветвителями на узлах, возможно, представляется наиболее экономичной и способной обеспечить широкополосную передачу разнообразных приложений. При этом архитектура PON обладает необходимой эффективностью наращивания как узлов сети, так и пропускной способности в зависимости от настоящих и будущих потребностей абонентов.

Строительство сетей доступа в настоящее время главным образом идет по четырем направлениям:

- сети на основе существующих медных телефонных пар и технологии xDSL;

- гибридные волоконно-коаксиальные сети (HFC);

- беспроводные сети;

- волоконно-оптические сети.

Использование постоянно совершенствующихся технологий xDSL – это самый простой и недорогой способ увеличения пропускной способности существующей кабельной системы на основе медных витых пар. Для операторов когда требуется обеспечить скорость до 1-2 Мбит/c такой путь является наиболее экономичным и оправданным. Однако, скорость передачи до десятков мегабит в секунду на существующих кабельных системах, с учетом больших расстояний (до нескольких км) и низкого качества меди, представляется непростым и достаточно дорогим решением.

Другое традиционное решение – гибридные волоконно-коаксиальные сети (HFC, Hybrid Fiber-Coaxial). Подключение множества кабельных модемов на один коаксиальный сегмент приводит к снижению средних затрат на построение инфраструктур сети в расчете на одного абонента и делает привлекательным такие решения. В целом же здесь сохраняется конструктивное ограничение по полосе пропускания.

Беспроводные сети доступа могут быть привлекательны там, где возникают технические трудности для использования кабельных инфраструктур. Беспроводная связь по своей природе не имеет альтернативы для мобильных служб. В последние годы наряду с традиционными решениями на основе радио- и оптического Ethernet доступа, все более массовой становится технология WiFi, позволяющая обеспечить общую полосу до 10 Мбит/c и в ближайшей перспективе до 50 Мбит/c.

Следует отметить, что для трех перечисленных направлений дальнейшее увеличение пропускной способности сети связано с большими трудностями, которые отсутствуют при использовании такой среды передачи, как волокно.

Таким образом, единственный путь, который позволяет заложить способность сети работать с новыми приложениями, требующими все большей скорости передачи – это прокладка оптического кабеля (ОК) от центрального офиса до дома или до корпоративного клиента. Это весьма радикальный подход. И еще 5 лет назад он считался крайне дорогим. Однако в настоящее время благодаря значительному снижению цен на оптические компоненты этот подход стал актуален. Сегодня прокладывать ОК для организации сети доступа стало выгодно и при обновлении старых, и при строительстве новых сетей доступа (последних миль). При этом имеется множество вариантов выбора волоконно-оптической технологии доступа. Наряду со ставшими традиционными решениями на основе оптических модемов, оптического Ethernet, технологии Micro SDH появились новые решения с использованием архитектуры пассивных оптических сетей PON.

Преимущества архитектуры PON:

  • невысокая стоимость построения сети;
  • технология реализует возможность подключения через одно оптоволокно большого количества абонентских терминалов, что способствует значительной экономии волокон;
  • в OLT уже реализован дорогостоящий коммутатор Ethernet сети 3 Layer;
  • низкие расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание сети. Преимущество обусловлено использованием пассивного оборудования в распределительной сети;
  • возможность постепенного наращивания сети. Ввод новых узлов не оказывает влияния на действующую сеть;
  • перспективность создания распределительной инфраструктуры. Строительство оптической распределительной сети закладывает хорошую и долговременную основу для дальнейшего развития и предоставления в будущем любых мультимедийных услуг с практически неограниченной полосой пропускания;
  • использование меньшего числа активных элементов в сети обеспечивает ее надежность, а кроме того, способствует как снижению чувствительности к влиянию смежных линий связи, так и уменьшению воздействия на них;
  • высокая гибкость: построение распределительной сети по технологии GxPON требует применения всего лишь одного оптического волокна, а не пучка волокон, как при использовании других оптоволоконных технологий. Благодаря этому можно строить сеть по шинной или древовидной топологии, что весьма выгодно с экономической точки зрения. Гибкость технологии позволяет использовать ее в любых сетевых конфигурациях семейства FTTВ.
  • В сеть PON можно подать аналоговый или цифровой (DVB-C) телевизионный сигнал, не изменяя топологию сети и используя одно волокно для всех услуг. В этом случае потребуется после портов PON на OLT поставить оптический мультиплексор позволяющий объединить сигналы телевидения на длине волны 1550нм, (предварительно сформированные головной ТВ станцией,
  • преобразованные в оптический диапазон оптическим передатчиком и усиленные EDFA усилителем) и сигналы PON , использующие длину волны 1310/1490.
  • Для обратного преобразования в узлах и терминалах PON необходимо будет использование пассивного оптического делителя с двумя оптическими окнами (1310нм. и 1550нм.). После делителя сигналы PON попадают на терминал или узел, а сигналы ТВ попадают на оптический приёмник, осуществляющий преобразование оптического сигнала в стандартный RF сигнал по коаксиальному кабелю.

Древовидная топология P2MP позволяет оптимизировать размещение оптических разветвителей исходя из реального расположения абонентов, затрат на прокладку ОК и эксплуатацию кабельной сети.

К недостаткам можно отнести возросшую сложность технологии PON и отсутствие резервирования в простейшей топологии дерева.

На рисунках изображены принцип работы сети по технологии xPon и схема подключения оконечного оборудования в квартире абонента.

Рисунок 1 - Принцип работы сети
shema
Рисунок 2 - Схема подключения

Оставьте комментарий

Войти с помощью: