ABC PON: Zrozumienie OLT, ONU, ONT i ODN

13 maja, 2015

Fiber to the Home (FTTH) zaczął być poważnie traktowany przez firmy telekomunikacyjne na całym świecie, umożliwiając szybki rozwój technologii. Aktywne sieci optyczne (AON) i pasywne sieci optyczne (PON) to dwa główne systemy, dzięki którym możliwe są szerokopasmowe połączenia FTTH. PON, które mogą zapewnić efektywne kosztowo rozwiązania, są bardziej wszechobecne w większości wdrożeń FTTH. ABC PON zostanie wprowadzone w tym artykule, który głównie obejmuje podstawowe komponenty i związane z nimi technologie, w tym OLT, ONT, ONU i ODN.

PON Wyjaśnione: Definition, Standards, and Advantages

Pasywna sieć optyczna odnosi się do sieci światłowodowej wykorzystującej topologię punkt-wielopunkt i splitery optyczne do dostarczania danych z jednego punktu transmisji do wielu punktów końcowych użytkownika. W przeciwieństwie do AON, wielu klientów jest podłączonych do pojedynczego urządzenia nadawczo-odbiorczego za pomocą rozgałęzionego drzewa włókien i pasywnych splitterów/kombinatorów, działających całkowicie w domenie optycznej i bez zasilania w architekturze PON. Istnieją dwa główne obecne standardy PON: Gigabit Passive Optical Network (GPON) oraz Ethernet Passive Optical Network (EPON). Ich struktury topologiczne są w zasadzie takie same. Jako pierwszy wybór w wielu scenariuszach wdrożeń FTTH, rozwiązanie PON ma kilka znaczących zalet:

Niższa konsumpcja energii
Mniej wymaganej przestrzeni
Wyższa przepustowość
WyższyLevel Security
Easier to Install and Expand
Reduced Operation and Management Costs

PON Structure and Components

W systemie Gigabit Ethernet Passive Optical Network (GEPON), w centralnym biurze dostawcy usług znajduje się terminal linii optycznej (OLT) oraz szereg jednostek sieci optycznej (ONU) lub terminali sieci optycznej (ONT) w pobliżu użytkowników końcowych, a także splitter optyczny (SPL). Dodatkowo, optyczna sieć dystrybucyjna (ODN) jest również wykorzystywana podczas transmisji pomiędzy OLT a ONU/ONT.

Optical Line Terminal (OLT)

OLT jest punktem początkowym pasywnej sieci optycznej, który jest podłączony do przełącznika rdzeniowego za pomocą kabli Ethernet. Podstawową funkcją OLT jest konwersja, ramka i transmisja sygnałów dla sieci PON oraz koordynacja multipleksowania terminali sieci optycznej dla wspólnej transmisji upstream. W ogóle, sprzęt OLT zawiera rack, CSM (Control and Switch Module), ELM (EPON Link Module, karta PON), ochrona redundancji -48V DC modułów zasilających lub jeden 110/220V AC modułu zasilającego i wentylatory. W tych częściach, karta PON i zasilacz obsługuje hot-swap, podczas gdy inny moduł jest wbudowany wewnątrz. OLT ma dwa kierunki przepływu: upstream (otrzymywanie dystrybucji różnych rodzajów danych i ruchu głosowego od użytkowników) i downstream (otrzymywanie danych, głosu i ruchu wideo z sieci metropolitalnej lub z sieci długodystansowej i wysyłanie ich do wszystkich modułów ONT w ODN). Maksymalna odległość obsługiwana dla transmisji przez ODN wynosi 20 km.

Optical Network Unit (ONU) / Optical Network Terminal (ONT)

ONU konwertuje sygnały optyczne przesyłane przez światłowody na sygnały elektryczne. Te sygnały elektryczne są następnie wysyłane do poszczególnych abonentów. Ogólnie rzecz biorąc, istnieje odległość lub inna sieć dostępowa między ONU a lokalem użytkownika końcowego. Ponadto, ONU może wysyłać, agregować i pielęgnować różne typy danych pochodzących od klienta i wysyłać je do OLT. Grooming jest procesem, który optymalizuje i reorganizuje strumień danych tak, aby były one dostarczane bardziej efektywnie. OLT wspiera alokację pasma, która pozwala na płynne dostarczanie danych płynących do OLT, które zazwyczaj przychodzą w impulsach od klienta. ONU może być podłączony za pomocą różnych metod i typów kabli, takich jak skrętka miedziana, kabel koncentryczny, światłowód lub poprzez Wi-Fi.

Urządzenia użytkownika końcowego mogą być również określane jako terminale sieci optycznej (ONT). W rzeczywistości ONT jest w istocie tym samym co ONU. ONT jest terminem ITU-T, natomiast ONU jest terminem IEEE. Należą one do różnych organów normalizacyjnych, ale oba odnoszą się do urządzeń po stronie użytkownika w systemie GEPON. Jednak w praktyce, istnieje niewielka różnica pomiędzy ONT i ONU w zależności od ich lokalizacji.

Struktura i komponenty PON

Optyczna sieć dystrybucyjna (ODN)

ODN, integralna część systemu PON, zapewnia optyczne medium transmisyjne dla fizycznego połączenia ONU z OLT o zasięgu 20 km lub większym. W ramach ODN współpracują ze sobą kable światłowodowe, złącza światłowodowe, pasywne splitery optyczne oraz elementy pomocnicze. ODN składa się z pięciu segmentów: światłowodu doprowadzającego, optycznego punktu dystrybucyjnego, światłowodu dystrybucyjnego, optycznego punktu dostępowego i światłowodu zrzutowego. Światłowód doprowadzający rozpoczyna się od optycznej ramy dystrybucyjnej (ODF) w pomieszczeniu telekomunikacyjnym centrali i kończy się w optycznym punkcie dystrybucyjnym w celu zapewnienia zasięgu na duże odległości. Włókno dystrybucyjne od optycznego punktu dystrybucyjnego do optycznego punktu dostępowego rozprowadza włókna optyczne dla obszarów znajdujących się obok niego. Włókno drop łączy optyczny punkt dostępowy z terminalami (ONT), dzięki czemu światłowód dociera do domów użytkowników. Ponadto ODN jest ścieżką niezbędną do transmisji danych w sieci PON, a jej jakość ma bezpośredni wpływ na wydajność, niezawodność i skalowalność systemu PON.

Optical Distribution Network (ODN)

Wniosek

OLT, ONU lub ONT, oraz ODN są głównymi komponentami systemu GEPON, które do tej pory były szeroko stosowane w aplikacjach FTTH. Zmniejszona infrastruktura okablowania (brak elementów aktywnych) oraz elastyczna transmisja mediów sprawiają, że pasywne sieci optyczne są bardziej idealnym rozwiązaniem dla domowych aplikacji internetowych, głosowych i wideo. Dodatkowo, pasywne sieci optyczne mogą być również stosowane w kampusach uniwersyteckich i środowiskach biznesowych, zapewniając efektywne kosztowo rozwiązania. Wraz z dalszym rozwojem technologii PON, rozszerzyły się również potencjalne zastosowania.