Passiivne optiline võrk (PON): arhitektuur, jaotussuhted ja GPON-i-to-XGS-PON-i täiendustee

Passiivne optiline võrk (PON) ühendab ühe optilise liini terminali (OLT) peajaamas toiteta jaoturite ja jagatud kiudoptilise kaudu kümnete abonentidega. Ükski välielektroonika ei asu OLT ja ONT vahel igas ruumis -, vaid klaas, pistikud, ühenduskohad ja passiivsed jaoturid. See üksainus disainiotsus vähendab veokite veeremist, välistab kapi toiteallika ja annab operaatoritele tehase, mis kestab kauem kui mitu põlvkonda juurdepääsutehnoloogiat. GPON töötleb 2,488 Gbps alla ja 1,244 Gbps üles; XGS-PON surub sümmeetrilist 9,953 Gbps samale välisseadmele, kui optiline eelarve seda võimaldab.

 

Miks PON sai FTTH vaikearhitektuuriks?

Veel-2000. aastate keskel seisid operaatorid, kes testisid kiudoptilist-koju --koju, silmitsi otsese probleemiga: igale abonendile mõeldud kiudoptilise võrgu kasutamine oli kulukas ning aktiivsete lülitite toppimine tänavakappidesse suurendas tõrkepunkte ja elektriarveid. PON lahendas mõlemad probleemid korraga. Üks fiiberkiud väljub keskkontorist, tabab passiivset jaoturit sulguris või pjedestaalis ja ventileerib kuni 32 või 64 tilka – pole patareisid, ventilaatoreid ega välielektroonika kaughaldust.

See mudel osutus vastupidavaks. Fiber Broadband Associationi juurutusandmete kohaselt istuvad kümned miljonid FTTH-abonendid Põhja-Ameerikas nüüd mõne PON-i taga. Korterite MDU püstikud, äripargid, majutusasutused, ülikoolilinnakud ja nutikad{2}}ehitusprojektid käitavad kõik sama passiivse-jaotatud arhitektuuri variatsioone. Küsimus, mida enamik võrguplaneerijaid täna küsib, ei seisne selles, kas PON töötab -, vaid see, milline PON-i põlvkond sobib liiklusega ja kui kaugele olemasolev optiline jaotusvõrk (ODN) ulatub.

 

 

Kuidas alla- ja ülesvoolu liiklus jagatud Fiberis liigub

Allavoolu edastab OLT ülekandeid iga haru ONT suunas. Iga ONT loeb GEM-pordi või XGEM-päiseid, aktsepteerib oma kaadreid ja loobub ülejäänutest. AES-128 krüpteerimine hoiab abonendi liikluse privaatsena, kuigi optiline signaal jõuab füüsiliselt igasse puu seadmesse.

Ülesvoolu on keerulisem. Mitu ONT-d jagavad ühte kiu teed tagasi OLT-i, nii et nad ei saa kõik korraga edastada. OLT käitab dünaamilise ribalaiuse jaotamise (DBA) mootorit, mis määrab ajapilud -, andes sisuliselt igale ONT-le teada, millal ja kui kaua oma laserit käivitada. Vahemaa ulatus kompenseerib vahemaa erinevusi, nii et sarivõtted jõuavad ilma kattumiseta. See ajakava distsipliin on see, mis paneb jagatud ülesvoolu kiud toimima mastaapselt, mitte ei muutu kokkupõrgeteks.

Meie kogemuse kohaselt PON-i harude kasutuselevõtmisel segakasutusega hoonete jaoks{0}}näitavad probleemid kõigepealt ülesvoolu ajakava. Kerge elamusirvimisega tegelev filiaal ei käitu sarnaselt pilvevarundamispurskete, IP-seirekaamerate ja videokõnesid tegeva ühistööüürniku korraga. DBA parameetrite ja liikluslepingute õige saamine on olulisem, kui enamik tehnilisi andmeid soovitab.

 

 

PON-i põhikomponendid lühidalt

Iga PON-i kasutuselevõtt tugineb neljale ehitusplokile. OLT asub päises - see autentib ONT-sid, haldab ribalaiuse toetusi, rakendab QoS-eeskirju ja koondab liiklust tuuma suunas. ODN on ise passiivne tehas: toitekiud OLT-st, jaotuskiud pärast jaoturit ja kaablid igasse ruumi. Jaoturid jagavad optilist võimsust - 1:32 jaotur tekitab ligikaudu 17 dB kadu, samas kui 1:64 jaotur lisab umbes 20 dB. ONT (või MDU stsenaariumides ONU) lõpetab optilise tee ja edastab abonendile Etherneti, POTS-i või RF-video. Iga komponent kujundab pikaajalisi{13}kulusid, kuid ODN domineerib, sest maa- või õhukiu asendamine on palju häirivam kui liinikaardi vahetamine.

Lugejad, kes loovad laiema pildi selle kohta, kuhu ODN erinevates kiudopoloogiates sobib, võivad alustada sellestFTTx juurutusmudelidja pöörake siia tagasi PON{0}}spetsiifilise kujunduskihi jaoks.

 

GPON vs. XGS-PON: õige põlvkonna valimine

GPON ja XGS{0}}PON sihivad erinevaid liiklusolusid. Allolevas tabelis on toodud peamised erinevused, mis mõjutavad valikuotsuseid.

	GPON (G.984.x)	XGS-PON (G.9807.1)
Allavoolu / ülesvoolu	2,488 Gbps / 1,244 Gbps	9,953 Gbps / 9,953 Gbps (sümmeetriline)
Allavoolu lainepikkus	1490 nm	1577 nm
Ülesvoolu lainepikkus	1310 nm	1270 nm
Tüüpiline optikaklass	B+ klass (28 dB eelarve)	N1/N2 (29–31 dB eelarve)
Parim sobivus	Elamu lairibaühendus, voogesitus-suur abonentide arv mõõduka üleslaadimisnõudlusega	Sümmeetrilised gigabititasemed, äriteenuse SLA-d, mobiilne tagasiühendus,{0}}üleslaadimine ja segakasutus
Müüja ökosüsteem	Väga küps; laiaulatuslik koostöö OLT ja ONT tarnijate vahel	Kiiresti valmiv; ONT-i kulud on alates 2022. aastast märkimisväärselt langenud, mis on tingitud suurtest tootmismahtudest ja mitmete ONU kiibistiku pakkujate turuletulekust (Dell'Oro Group / Fierce Network, oktoober 2022; Zhone / Fiber Connect 2023)
Kooselu	Saab jagada ODN-i XGS{0}}PON-iga lainepikkuse multiplekseri kaudu	Saab jagada ODN-i GPON-iga lainepikkuse multiplekseri kaudu

Kuhu EPON sobib? EPON (IEEE 802.3ah) püsib tugevana turgudel, mis on juba standardiseeritud Etherneti-natiivse raamiga -, eriti Ida-Aasias ja IEEE standarditega kooskõlastatud kaabel-operaatorikeskkondades. XG-PON (G.987.x) toimis hüppelauana kiirusega 9,953 Gbps, kuid ainult 2,488 Gbps ülespoole. Uute juurutuste puhul asendab selle suures osas XGS{9}}PON.

Praktiline lahendus: kui teie abonentide arv kaldub endiselt tagasihoidliku üleslaadimise korral voogesituse tarbimise poole, võib GPON aastaid hästi toimida. Kui võtate ettevõtte rentnikke, müüte sümmeetrilisi gigabititasemeid või plaanite mobiilset tagasiühendust samal ODN-il, on XGS{1}}PON sihtmärk.

 

Lainepikkuse kooseksisteerimine: tõeline täiendushoob

Mis teeb PON-i migratsiooni majanduslikult elujõuliseks, on lainepikkuse planeerimine. GPON edastab allavoolu lainepikkusel 1490 nm ja võtab vastu 1310 nm juures. XGS-PON kasutab 1577 nm allavoolu ja 1270 nm ülesvoolu. Need ribad ei kattu, mis tähendab, et korralikult kavandatud ODN suudab samaaegselt edastada nii GPON-i kui ka XGS{8}}PON-liiklust, kasutades OLT-poolset lainepikkuse multiplekserit (WM).

See kooselu mudel on väärt raha. Passiivtehase - toitemarsruudid, liitmikud, jaoturid ja kaablid - moodustavad tavaliselt suurima osa FTTH ehituse kogumaksumusest, sageli üle poole vastavalt asutustele nagu FTTH Council Europe. Tehase taaskasutamine OLT labade ja ONT-de vahetamise ajal vastavalt abonendi-graafikule muudab tõstuki uuendamise etapiviisiliseks migratsiooniks.

Oleme näinud, et Kesk-Lääne operaatorid haldavad üleminekuperioodidel 18+ kuud segatüüpi GPON/XGS-PON filiaale, viivad esmalt äritellijaid ja viivad üle kodukasutajaid, kuna ONT kulud langevad. Lähenemisviis töötab -, kuid ainult siis, kui algne ODN ehitati puhaste pistikute, dokumenteeritud jaoturite asukohtade ja piisava optilise varuga, et absorbeerida täiendavat WM-i sisestuskadu (tavaliselt 0,5–1,0 dB).

Kui soovite põhjalikumalt vaadata, kuidas erineva lainepikkusega aknad ühemoodi{0}}kius käituvad,see 850 nm, 1310 nm ja 1550 nm ülekande võrdlustäidab kooselu planeerimise taga oleva optilise füüsika.

 

Jaotussuhe, optiline eelarve ja Kus kujundused purunevad

Jaotussuhe on koht, kus juurdepääsu ökonoomika ja optiline tehnika põrkuvad. Suuremad jaotused vähendavad -abonendi infrastruktuuri maksumust -, kuid kulutavad ka rohkem optilist eelarvet ja suurendavad jagatud-võimsuse survet. Õige suhe sõltub vahemaast, pistikute arvust ja liiklusprofiilist.

 

Jaotussuhte valiku juhend

1:16 - madala tihedusega või suure-varuga keskkonnad.Toob sisse umbes 14 dB jaoturi kadu. Levinud maapiirkondades{2}}pika ulatusega juurutustes, kus söötjate vahemaad söövad suurema osa optilisest eelarvest, või äri-kesksetele PON-harudele, mis vajavad tulevaste teenusetäienduste jaoks maksimaalset ruumi.

1:32 - tavapärane vaikeseade.Ligikaudu 17 dB jaoturi kadu. Tasakaalustab abonentide tiheduse optilise eelarvega enamiku äärelinna ja linna FTTH-ehituste puhul. Töötab mugavalt GPON-klassi B+ optikaga tüüpilistel metrookaugustel (kogutee alla 15 km) ja jätab ruumi XGS{5}}PON-i kooseksisteerimiseks.

1:64 - kulu-optimeeritud suur tihedus.Ligikaudu 20 dB jaoturi kadu. Kärped abonendi infrastruktuuri kohta-peaaegu poole võrra võrreldes 1:32-ga, kuid nõuab ranget pistikudistsipliini, lühikesi vahemaid ja eelarve hoolikat kaotamist-. Sobib kõige paremini MDU tõusutorude, ülikoolilinnaku võrkude või tihedate linnaehituslike hoonete jaoks, kus kiudude läbilaskevõime on lühike ja pistikute arv väike.

 

GPON-klassi B+ optika toetab 28 dB kadueelarvet. Kui lahutada tüüpiline kiudude sumbumine (0,35 dB/km 1310 nm juures näiteks 15 km sööturi ja jaotusega), konnektori kadu (0,3–0,5 dB paaritatud paari kohta võib-olla 4–6 ühenduses), splaissimiskadu ja jaoturi sisestamise kadu võib järelejäänud varu kiiresti õhukeseks muutuda. Üldiselt soovitame pärast kõigi kadude arvestamist säilitada vähemalt 3 dB töömarginaali, - et puhver neelab vananemise, määrdunud pistikud ja tulevased passiivsed lisandid ilma teeninduskõnesid käivitamata.

 

Levinud disainitõrked, mida me valdkonnas kohtame, jagunevad mõneks korduvaks mustriks: jaotussuhted on viidud 1:64-ni piirkondades, kus pistikute kvaliteet ja splaissimiste arv ei suuda eelarvet toetada; jaoturid, mis on paigutatud kohtadesse, mis muudavad rikke eraldamise peaaegu võimatuks; versiooniuuendusplaanid, mis viitavad "XGS-PON-ile hiljem", ilma et keegi kontrolliks, kas olemasolev kahjueelarve suudab toime tulla suurema-kiirusega optika ja kooseksisteerimise riistvaraga; ja filiaalide kujundused, mis on mõeldud voogesituse jaoks kodudes, mis hiljem koormatakse äriteenuste SLA-de ja ülesvoolu{4}}tiheda asjade Interneti-liiklusega. Kõik need algavad planeerimise otseteena ja lõppevad operatiivse peavaluna.

 

 

PON vs aktiivne Ethernet: kui igaühel on mõtet

Aktiivne Ethernet (AE) annab igale abonendile spetsiaalse kiu või spetsiaalse lainepikkuse kommuteeritud infrastruktuuris. See mudel sobib keskkonda, mis nõuab ranget liikluse isoleerimist, deterministlikku ribalaiust või regulatiivset eraldamist, - mõelge mitme üürniku andmekeskustele, finantslinnakutele või haiglavõrkudele, millel on ranged vastavuspiirid.

PON võidab väljaku lihtsusel. Puudub keskmise võimsusega toide, vähem tõrkepunkte peajaama ja ruumide vahel ning madalam kulu abonendi kohta tiheduse esitamisel. Tegelik otsus taandub tavaliselt kolmele operatiivsele küsimusele: kus peaks luure asuma? Kus peaks toidet nõudma? Kus on hooldusrisk vastuvõetav? Kui neile vastate, valib arhitektuur enamasti ise.

 

 

Miks XGS{0}}PON-i nõudlus kiireneb?

Mitmed turujõud suruvad XGS{0}}PON-i teekaardi slaidilt ostutellimuseni. Elamute üleslaadimisliiklus on viimase kahe aasta jooksul märkimisväärselt kasvanud - videokonverentside, pilvemängude üleslaadimise ja koduturvalisuse voogude tõttu -. Mitmed Tier-1 operaatorid on aruandlusaastal-üle-aasta ülesvoolu vahemikus 25–35%. Väikesed ja keskmise suurusega{12}}ettevõtted eeldavad üha enam sümmeetrilist gigabitist teenust. Omavalitsused ja maapiirkondade elektriühistud{13}}, mis ehitavad FTTH-d, määravad XGS{14}}PON-i esimesest päevast peale, et vältida keskealist uuendustsüklit.

Planeerijatele, kes jälgivad, kuhu juurdepääsukiht pärast 10G PON-i suundub,see pilk tulevasele FTTx-võrgu suunalehõlmab 25G PON-i, 50G PON-i ja punkt{2}}--mitmepunktilist koherentset optikat ilma otse tootekataloogidesse hüppamata.

 

 

KKK