PON Сеть: Понимание OLT, ONU, ONT и ODN
PON (Passive Optical Network, пассивные оптические сети) – технологии широкополосного мультисервисного доступа по оптическому волокну. В этой статье мы хотим предоставить основную информацию о сетях PON, которые включают в себя базовые компоненты и связанные с ними технологии, такие как OLT, ONT, ONU и ODN.
Типовая структура PON сети
Классическая PON сеть состоит из:
1. Центрального станционного устройства OLT (Optical Line Terminal), которое служит для агрегации потоков оптических сетей (деревьев);
2. Распределительной оптической сети ODN (Optical Distribution Network), состоящей из:
(a) Магистрального оптического фидера (волокна);
(b) Распределяющих оптических волокон (ветвей) дерева PON сети;
(c) Сплиттеров, разветвляющих оптический сигнал на ветви оптического дерева;
(d) Оконечных отводных абонентских кабелей (Drop-окончаний), которые в зависимости от типа оконечного абонентского устройства и количества каскадов сплиттеров на сети могут быть оптическим волокном, кабелями Ethernet, xDSL, E1;
4. Системы управления сетью AMS (Access Management System), которая служит для управления и мониторинга оборудованием PON.
Основный вид технологии PON
EPON – Ethernet Passive Optical Network (пассивная оптическая сеть Ethernet) — устаревшая технология, основанная на стандарте IEEE 802.3ah (принят в 2004 году). Такие сети, в основном, рассчитаны на передачу данных со скоростью прямого и обратного потоков 1000 Мбит/с на основе IP-протокола для 16 (или 32) абонентов (скорость на абонента – более 30 Мбит/с при 32 ONT).
GPON – Gigabit Passive Optical Network (гигабитная пассивная оптическая сеть) — современная технология (стандарт G.984), которая продолжает активно развиваться. Скорость, предусматриваемая протоколом определяется значениями в 622 Мбит/c или 1,25 и 2,5 Гбит/с (для 32 ONT полоса на абонента – более 70 Мбит/с). Так же увеличивается максимальная нагружаемость единичного волокна точками приема и достигает значения 128 абонентов на волокно на расстоянии до 20км (с возможностью расширения до 60км). Появляется возможность варьирования скорости передачи прямого и обратного потока в дереве PON.
GEPON (Gigabit Ethernet PON), которое также относится к стандарту IEEE 802.3ah. Дальность передачи в таких системах достигает 20км. Для прямого потока используется длина волны 1490 нм, 1550 нм резервируется для видео приложений. Обратный поток передается на 1310 нм. Во избежание конфликтов между сигналами обратного потока применяется специальный протокол управления множеством узлов (Multi-Point Control Protocol, MPCP)
Основные преимущества технологии PON
Компоненты сети PON
Оптический терминал (OLT)
Оптические сетевые блоки (ONU)
Оптический терминал (ONT)
Оптическая распределительная сеть (ODN)
Измерения в FTTx PON / GPON сетях
В процессе строительства сетей FTTx PON необходимо выполнять четыре основных измерения:
В процессе ввода в эксплуатацию сетей FTTx PON необходимо выполнять два основных измерения:
Настройка оборудования
Блог о модемах, роутерах и gpon ont терминалах.
Технология подключения GPON и xPON — что это такое?!
Подключение GPON на сегодняшний день является самым современным, быстрым и надёжным, среди всех вариантов подключения широкополосного доступа в Интернет, доступных обычным пользователям за разумные деньги. Я ждал его пришествия в наш город почти 10 лет. Именно тогда, в далёком уже 2010 году, IT-тренер из компании Huawei рассказывал нам, что будущее за технологией xPON и она уже активно внедряется в столице нашей страны. И вот теперь пассивная оптическая сеть наконец-таки добралась и до нашей глубинки. Сейчас в нашей области активно строят PON два провайдера — Ростелеком и Сибирский медведь. Есть информация, что этим же начинается заниматься и Дом.ru, но про это у меня информация очень скудная. Что же это за технология и в чём её основные преимущества?! Давайте разбираться.
Технология xPON — оптика в дом
Аббревиатура PON расшифровывается, как Passive Optical Network и в переводе на русский язык означает «пассивная оптическая сеть». При этом xPON — это всё семейство технологий, связанных с мультисервисным широкополосным доступом через оптическое волокно.
Если смотреть глазами обычного пользователя, то xPON — это тонкий желтенький оптический кабель, который приходит в дом или квартиру, принося с собой высокоскоростной Интернет, телевидение и телефон.
Интересный факт! Многие люди, подключенные обычным сетевым Ethernet-кабелем по технологии FTTB ошибочно считают, что что у них тоже подключение по оптике. На самом деле ВОЛС идёт до коммутатора в подъезде, а дальше уже сеть разведена обычной витой парой!
А вот если взглянуть на всё глазами кабельного провайдера, то технология xPON — это ведущая на сегодня технология предоставления услуг ШПД для абонентов любого сегмента — от обычных квартир и домов, до крупных корпоративных клиентов. Какие её основные плюсы?
Ключевые преимущества xPON:
Главная цель любого современного оператора связи — это уйти от меди по максимуму. Тем более, что в последние годы стоимость строительства ВОЛС (Волоконно-Оптических Линий Связи) и соответствующего оборудования значительно снизилась. Таким образом отказ от медного кабеля стал экономически целесообразным. Например, Ростелеком с 2020 года фактически запретил у себя строительство медных линий. На этот же путь встаёт и Дом.ru. Отдельно можно выделить компанию «Сибирский Медведь» которая сразу начала со строительства пассивных оптических сетей.
Основные недостатки xPON:
К сожалению без ложки дёгтя не обошлось. Как и у любой другой, у технологии xPON есть и ряд минусов, которые для небольших Интернет-провайдеров становятся непреодолимым препятствием.
Именно затраты на модернизацию существующей или строительство новой сети кластерами, закупку специального оборудования и подготовку квалифицированного персонала мешают многим провайдерам начать стройку PON-сетей. Особенно это касается регионов.
А что такое GPON?
10 лет назад скорость доступа в Интернет в нашем городе в среднем была 5-10 Мбит/сек. За это время технологии ушли далеко вперёд, а значит растут и потребности пользователей. Большое количество домашних гаджетов, цифровое телевидение в 4К, устройства умного дома — всё это требует всё более широкого канала в Интернет. По обычной витой паре это можно сделать, но есть ряд технических сложностей и ограничений. И вот тут вперёд шагнул GPON. Как я сказал выше, технология «PON» — это пассивные оптические сети, а вот литера «G» означает, что скорость в этой сети уже измеряется в гигабитах. Так, например, в Москве уже достаточно давно Ростелеком и МГТС предлагают тарифы на 300, 500 и даже 1000 Мбит/с. И всё это за достаточно разумные деньги!
Схема построения сети GPON
Для общего понимания работы пассивных оптических сетей я покажу Вам простую схему построения сети GPON. Первым идёт станционный терминал OLT (Optical Line Terminal). Это отправная точка сети, которая подключена к коммутатору агрегации или опорному маршрутизатору оператора связи.
В зависимости от количества кластеров OLT может иметь разную портовую ёмкость. Как Вы видите — есть и крупные коммутаторы, на несколько плат, и помельче, вплоть до 4-8 портовых. Один порт станционного терминала может обслуживать до 128 абонентских ONT-терминалов.
Далее идут сплиттеры — SPL. Как правило они делятся на два каскада. Первый — это распределительный шкаф, который ставится на кластер, а второй — дроп-муфта. Да, белые и чёрные коробки, которые висят в частном секторе на столбах — это и есть дроп-муфты. Вот так они выглядят снаружи:
А внутри у него порты сплиттера второго каскада, в которые уже монтёры включают абонентские линии, идущие в дома с помощью специального дроп-кабеля.
На стороне абонента ставится оптическая розетка и в неё, с помощью специального патч-корда ШОС подключается оконечный ONT-терминал, который предоставляет провайдер в аренду или продаёт при заключении договора:
ONT-терминалы могут быть двух типов. Либо это так называемая PON-розетка, у которой всего пара LAN-портов, либо — полноценный оптический роутер с Wi-Fi. Так же, у терминала есть 2 режима работы:
Прозрачный мост используется в том случае, когда за терминалом ставится WiFi-роутер и с него осуществляется подключение к Интернету. Подробнее про это я уже рассказывал здесь — ссылка.
Особенности технологии о которых стоит знать
И в завершение поста я хочу рассказать о нескольких моментах, которые стоит знать пользователям GPON. Это позволит избежать множества проблем.
1. Оптические кабели и патч-корды не любят острых углов и перегибов. Иначе увеличивается затухание на линии, может пропадать сигнал и загорится лампочка LOS на терминале.
повреждение кабеля gpon
2. Если Вы повредили оптический кабель, то без специального оборудования срастить его не получится. Люди пытаются скручивать его изолентой, использовать скотч-локи, переходники и т.п. Всё это впустую! Нужен либо специальный сварочный аппарат, либо другой, не менее дорогой прибор, позволяющий соединить концы шнура с помощью гильз. Иначе — никак!
3. Если у Вас большой дом или квартира, то не стоит брать ONT-роутер с WiFi. Практически все эти терминалы на момент написания статьи не могут похвастаться большой зоной покрытия и хорошим качеством беспроводной сети. Лучше поставить PON-розетку типа Huawei HG8120H или ZXHN F612 и к ней уже подключить хороший роутер с мощными внешними антеннами, либо это будет уже mesh-система.
4. Сегодня во многих филиалах Ростелекома, а так же у некоторых других операторов связи внедрены разнообразные системы, с помощью которых настройка ONT-терминала выполняется удалённо оператором провайдера. Пользователю при этом полноценного доступа к веб-интерфейсу не предоставляется. Он может только поменять имя и пароль сети Wi-Fi и на этом всё. Для полноценного доступа нужно знать пароль суперпользователя.
5. Можно ли использовать свой терминал, а не покупать тот, что предоставляет провайдер. В принципе — можно. Лично я купил на Авито почти новый терминал всего за 400 рублей и пользуюсь. Но тут всё упирается в станционный OLT-терминал. Не все OLT и ONT совместимы. Например, станционные терминал Eltex по умолчанию работают только с абонентскими терминалами Eltex и всё. Если провайдер не купил лицензий на устройства других производителей, то они работать не будут. Так что все подобные эксперименты Вы выполняете на свой страх и риск!
Помогло? Посоветуйте друзьям!
Технология подключения GPON и xPON — что это такое?! : 4 комментария
У нас кстати весной начали подключать к GPON построил Ростелеком, подключение стоило 3600 их роутер стоит 6200, так же взял 8120 обошёлся около 900 рублей с доставкой, настроил ее мостом за ним стоит микротик. Плохо конечно что нет официальных sfp модулей, хотя на форумах по этому поводу есть информация.
Отказался от услуг ростелекома с постоянно дисконнектящей dsl технологией с 6 мбит скоростью. 4G стабильней работает с 20 мбит. Надеюсь когда-нибудь и в мою деревню доберется GPON.
ADSL — да, мучение. Это была переходная технология, которая в итоге надолго поселилась в глубинке.
Я тоже более года назад отказался от DSL перешёл на мобильного оператора, скорость в три раза выше чем проводного, а если нужны торенты то можно было бы качать при определенных настройках, в итоге пол года назад построили оптику, сейчас все работает отлично.
Сети доступа
Построение сети абонентского доступа на основе PON-технологии
1. Типовая структура PON-сети
Классическая PON-сеть состоит из:
Рис.1. Типовая схема PON-сети.
2. Преимущества технологии PON
Технология PON имеет ряд перечисленных ниже неоспоримых преимуществ перед другими технологиями:
Рис.2. Предоставление услуг кабельного видео.
Рис.3. Предоставление IPTV.
3. Технологи передачи информации
Для предоставления услуг связи абоненту используется технология WDM (Wavelength Division Multiplexing), когда сигналы к абоненту и от абонента передаются на разных длинах волн (1490нм и 1310нм соответственно). Для некоторых типов ONU/ONT, имеющих отдельный выход для телевизионного видеосигнала, возможно «подмешивание» в оптическое волокно телевизионного видеосигнала кабельного телевидения на отдельной длине волны 1550 нм.
Рис.4. Общая структура работы PON-сети.
Для каждого направления передачи (к абоненту и от абонента) используется технология временного разделения каналов для каждой длины волны. Описание этих технологий представлено на рис. 5 и 6.
Рис.5. Передача информации по направлению к абоненту.
Рис.6. Передача информации по направлению от абонента.
В вышеуказанных случаях всем абонентам выделяется равная фиксированная гарантированная полоса пропускания канала связи в каждом направлении. Здесь необходимо отметить, что в настоящее время используются в основном 2 стандарта PON-сетей:
Оборудование стандарта GPON имеет в двое большую полосу пропускания канала связи в направлении к абоненту по сравнению с GEPON и больше приспособлено для передачи TDM-трафика (имеет порты Е1).
Однако бывают случаи, когда:
Для решения подобных вопросов и более эффективного использования полосы пропускания канала связи предусмотрена возможность динамического изменения полосы пропускания. Описание технологий статического и динамического выделения полосы пропускания канала связи представлены на рис. 7 и 8.
Рис.7. Статическое выделение полосы пропускания.
Рис.8. Динамическое выделение полосы пропускания.
4. Построение PON-сети
4.1. Технологии построения абонентского доступа
В зависимости от места размещения оборудования ONU/ONT по отношению к непосредственному жилищу абонента различают различные технологии FTTx построения PON-сетей. Описание технологий FTTx представлено на рис.9.
Рис.9. Описание технологий FTTx.
Для технологий FTTB, FTTCab, FTTK, FTTH (в случае установки ONU/ONT в подъезде) возможно использование многопортовых ONU/ONT (в настоящее время до 24 портов).
При построении PON-сетей необходимо также учитывать различие в параметрах в зависимости от типа используемой технологии передачи информации (GEPON или GPON), представленных в табл.1:
Таблица 1. Сравнение параметров GEPON/GPON.
Параметр
GEPON
GPON
Полоса в направлении абонентов
Полоса в направлении от абоннтов
Максимальная дальность до абонента
Максимальное количество ONU/ONT
32 – до 20 км, 64 – до 12 км
Возможность передачи TDM-трафика (Е1)
4.2. Оптические кабели
В сетях PON преимущественно используют одномодовые волокна, обеспечивающие передачу сигналов на большие расстояния. Классификация одномодовых волокон задается рекомендациями серии G.65x МСЭ-Т. Кроме того, характеристики таких волокон специфицированы в документе ISO/IEC 11801 (классы OS1 и OS2).
Наиболее широкое распространение в сетях связи получило классическое волокно с несмещенной дисперсией (рекомендация МСЭ-Т G.652). Характеристики этого волокна оптимизированы для работы во втором окне прозрачности (1310 нм), где оно имеет очень низкую дисперсию. Кроме того, это волокно может использоваться в третьем (1550 нм) и даже в четвертом окне прозрачности (1625 нм). Существует волокно с несмещенной дисперсией, в котором удален так называемый гидроксильный пик между вторым и третьим окнами прозрачности. Его создание открыло новые возможности для повышения эффективности технологии спектрального уплотнения WDM. Характеристики волокна без гидроксильного пика определены в рекомендациях МСЭ-Т G.652.C и G.652.D.
Рост интереса к проектам FTTx привел к появлению рекомендации G.657, в которой указаны характеристики волокон с низкими потерями на изгибах. При построении сети доступа и внутридомовой инфраструктуры вероятность резких изгибов кабеля гораздо выше, чем при строительстве магистралей: вспомним тесноту уличных монтажных шкафов и технологических помещений, а также зачастую не слишком высокую квалификацию монтажников, работающих на последней миле. Волокна для сетей доступа должны быть более устойчивы к изгибам, чем волокна магистральных кабелей, что и зафиксировано в рекомендации G.657. Поэтому для выполнения монтажа внутри помещений абонента рекомендуется использовать оптические кабели с волокном типа ClearCurve, отвечающие требованиям рекомендации G.657 МСЭ-Т, их можно резко изгибать без существенного ухудшения их характеристик, что очень важно при монтаже кабелей в квартирах.
4.3. Сплиттеры и каплеры
Обычные сплиттеры делят оптический поток, «не вникая» в то, каковы длины волн его составляющих. Существует два основных типа сплиттеров – сплавные и планарные.
Сравнение технологий изготовления сплиттеров представлено на рис.10.
Рис.10. Технологии изготовления сплиттеров.
Сплиттер (мультиплексор) WDM – сплиттер с двумя выходами, способный делить оптические потоки с учетом их спектральных составляющих, часто называют каплером. Идея увеличения пропускной способности одного волокна за счет передачи по нему нескольких информационных каналов, каждый – на своей длине волны, активно используется при создании PON-сетей следующего поколения (WDM-PON).
Существует несколько основных технологий изготовления мультиплексоров WDM. Одна из простейших схожа со сплавной технологией FBT, применяемой при производстве обычных сплиттеров. При сплавлении волокон из-за различия диаметров модового пятна могут быть выделены различные длины волн, а каскадирование таких устройств позволяет выделить много длин волн. К преимуществам элементов WDM, изготовленных по технологии FBT, относится невысокая стоимость, низкое затухание и возможность работы в широком частотном диапазоне, к недостаткам – невысокая волновая изоляция.
Другая технология – Thin Film Filters (TFF) основана на изготовлении тонкопленочных фильтров с помощью ионно-лучевого напыления. Такой фильтр состоит из нескольких слоев специальных материалов (каждый со своим индексом отражения), и при прохождении через каждый слой отражается или передается сигнал с определенной длиной волны. Элементы WDM, построенные на основе TFF-фильтров, характеризуются низким уровнем затухания, дисперсии и отраженного сигнала, а также высокой волновой изоляцией.
Специалисты компании Инлайн Телеком Солюшнс успешно завершили проекты и сдали в коммерческую эксплуатацию решения, основанные на технологии GPON на базе оборудования Huawei (Китай) и ECI (Израиль) для компании Сибирьтелеком. В интересах компании Дальсвязь нами было проведено успешное тестирование оборудования GPON компании Alcatel.