Размещено на http://www.allbest.ru/

Технология GPON или Gigabit PON стала внедряться относительно недавно. Разберемся, что стало предпосылками появления технологии GPON, какие у неё перспективы, а также сравним её с конкурирующими технологиями - PON и GEPON.

В 2014 году будет отмечаться 45-летие первого компьютерного сеанса связи, проведенного в США на расстоянии около 640 км. Это событие считается началом зарождения Интернета. Правда, предшествующая Всемирной паутине сеть ARPANET в то время была доступна очень узкому кругу людей и организаций. Подключение же к ней «посторонним» счастливчикам, обладающим компьютерами, стало возможно только в 1991 году. И лишь появление в 1993 году веб-браузера NCSA Mosaic обеспечило предпосылку взрывного роста мировой интернет-аудитории. Так что история «массового Интернета» на т 2013 год насчитывает всего 20 лет.

В первое десятилетие развития глобальной сети среди пользователей, обращавших внимание на такой показатель как «пропускная способность канала связи (скорость передачи данных в битах)» или связанную с ним характеристику «полоса пропускания», были «считанные единицы» людей, знакомых с теоретическими основами радиотехники. А сегодня о «скоростях в Интернете» рассуждают все. И все хотят иметь в распоряжении «высокоскоростной Интернет».

Почему именно высокоскоростной? И где тот предел, с которого можно считать доступ в Интернет «высокоскоростным»?

У массового пользователя скорость Интернета ассоциируется, прежде всего, с интервалами времени загрузки «тяжелых» видео-, музыкальных и графических файлов, количество которых в Сети растет в геометрической прогрессии, да и сами они «укрупняются». Корпоративным потребителям онлайн-услуг (а с недавнего времени еще и «облачных») нужна высокая скорость реакции на запросы в используемых системах управления бизнесом.

Значит, высокоскоростной Интернет - это насущная необходимость, а не прихоть (как для «юзеров», так и для компаний). «Граница» же, с которой начинается высокоскоростной Интернет, на сегодняшний день, по мнению специалистов, проходит на уровне 10 Мб/c.

стандарт сеть симметричный режим

«Оптика» вытесняет «медь»

Всемирная компьютерная сеть начала развиваться на базе существующих телефонных линий с использованием технологий xDSL. Самая «продвинутая» разновидность этого «медного» семейства -- модемная технология ADSL2+ обеспечивает скорость входящего потока 24 Мб/с (исходящего -- 1,2 Мб/с). В настоящее время она является безусловным лидером по количеству подключений во всех странах мира. Однако «медные» линии связи, проложенные десятки лет назад, устаревают как физически, так и морально и постепенно заменяются оптическими сетями FTTx, использование которых позволяет на два порядка повысить скорость обмена информацией в Интернете. А в недалекой перспективе - еще больше.

В последнее пятилетие процесс замены медных кабельных трасс на оптические нарастает и, по расчётам аналитиков, ещё через пять лет соотношение «оптика/медь» в телекоммуникациях кардинально изменится в пользу «оптики».

Архитектура FTTx (Fiber to the x) представляет собой отрезок оптоволоконной линии связи, подключенный с одной стороны к приемопередающей станции OLT (Optical Line Terminal - оптический линейный терминал), установленной у оператора, а с другой - к приемоередающим модулям абонентов - ONT(Optical Network Terminal) или ONU (Optical Network Unit).

ONT - терминал индивидуального пользования (его также называют оптическим модемом), устанавливаемое в квартире. ONU - предназначено для установки в распределительном шкафу многоквартирного дома и имеет несколько портов для подключения компьютеров, телевизоров, телефонов, находящихся в соседних квартирах.

ONT и ONU преобразуют оптические сигналы, поступившие от OLT, в электрические (направляемые, например, в компьютеры, телевизоры, телефоны), а также выполняют обратное преобразование электрических сигналов, поступивших от терминалов пользователей, в оптические, которые отправляются в OLT.

Если в отрезок оптической линии внедрить сплиттеры (пассивные разделители сигнала, поступающего от OLT) и к их выходам подключить ONT, то такой переход от одноволоконной структуры FTTx к древовидной приведет к образованию пассивной оптической сети - PON (Passive Optical Network).

Работа PON состоит в организации множественного доступа через одно оптоволокно посредством временного мультиплексирования (Time Division Multiplexing Access - TDMA) и частотного разделения трактов приема и передачи (Wavelength-Division Multiplexing - WDM). Мультиплексоры WDM, работающие в составе OLT и ONT, разделяют прямой (входящий) и обратные (исходящие) сигналы, транслируемые на разных длинах волн (прямой - 1,49 мкм, обратный - 1,31 мкм). К этим потокам может быть добавлен сигнал кабельного телевидения, передаваемый на длине волны 1,55 мкм.

Первые ростки технологий PON появились около 15 лет назад, и за прошедшее время Международным союзом электросвязи (МЭС) выпущено пять стандартов передачи данных по оптоволокну. Активное оборудование, выпущенное в соответствии с требованиями этих стандартов, обеспечивает скорости от 155 Мб/с до 2488 Мб/с. Об особенностях этих стандартов будет рассказано ниже, а пока что подчеркнем, что общими для всех разновидностей технологий PON достоинствами являются возможности простого наращивания абонентской базы, ее обслуживания и модернизации, а также низкие (по сравнению с «медными» технологиями) эксплуатационные затраты.

GPON: движущая сила стандарта

Первый стандарт семейства PON - APON (ATM PON) был утвержден МЭС в конце 1998 года и уже в следующем году американские и японские операторы связи приступили к строительству пассивных оптических линий. Передача данных по этому стандарту осуществляется на базе протокола ATM, описывающего способ коммутации и мультиплексирования, основанный на передаче данных в виде ячеек фиксированного размера (ячеек ATM). Скорость передачи данных - 155 Мб/с.

Внесение в APON новых технологий, в частности, динамического назначения полосы в зависимости от приложений, поддержки протоколов SDH, FE, GE, SDI PAL, El, E/FE и телефонии, обеспечило дополнительную функциональность в областях трансляции речи, разнообразного видеоконтента и телевещания (первое появление в PON третьей длины волны). Что и обусловило утверждение «дочернего» стандарта APON - BPON (Broadband PON). При этом скорость передачи данных повысилась до 622 Мб/с.

Следующим «звеном в цепочке» APON - BPON стал стандарт GPON (Gigabit-capable Passive Optical Network), реализация которого обеспечивает работу сети как в симметричном, так и в асимметричном режимах. Чаще используется второй режим, при котором скорость передачи данных в прямом потоке достигает 2,488 Гб/с, а в обратном - 1,244 Гб/с (обычно эти числа округляют и говорят о 2,5 Гб/с и 1,25 Гб/с).

Обычно к оптическому модему (ONT) сети стандарта GPON домашний ПК подключается либо по витой паре, либо по беспроводной связи (Wi-Fi). В ONT также есть порты для подключения телевизора и VoIP-телефона.

Базовым протоколом в технологии GPON стал GFP (Generic Framing Protocol), хотя используются также рекомендации TDMA, SDH, Ethernet, ATM.

Параллельно с совершенствованием PON-технологий в мире происходило развитие оптических сетей Ethernet и достижения этой коммуникационной «ветви» в области высокоскоростной передачи данных были использованы в стандарте EPON (Ethernet PON), который был разработан на базе протокола MPCP (Multi-Point Control Protocol), осуществляющего управление множеством узлов. А его улучшенная версия - GEPON (Gigabit EPON) по своим характеристикам и возможностям сегодня уступает только безусловному лидеру PON-технологий - GPON.

Что «бросается в глаза» в приведенном мини-обзоре технологий, используемых в пассивных оптических сетях? - То, что различия в их функциональности обусловлены главным образом тем, какие протоколы передачи данных положены в основу стандартов.

Топологии сетей доступа

· «кольцо»;

· «точка-точка»;

· «дерево с активными узлами»;

· «дерево с пассивными узлами».

Преимущества и недостатки

· экономия оптических приёмопередатчиков в центральном узле;

· экономия волокон;

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

Недостатки архитектуры PON

К недостаткам можно отнести:

· возросшую сложность технологии PON;

· отсутствие резервирования в простейшей топологии дерева.

Ключевые преимущества технологии GPON

1.Архитектуру P2MP (точка - многоточка), один порт OLT поддерживает работу до 64 ONT. Результат: низкая стоимость порта OLT на абонента, экономия оптического волокна, станционное оборудование занимает мало места, потребляет гораздо меньше электроэнергии, чем аналогичное Active Ethernet решение.

2.Пассивная архитектура. Результат: высокая надежность, низкий OPEX.

3.Эффективная передача видео Multicast (если несколько абонентов внутри одного дерева GPON смотрят один и тот же канал, то он не копируется, а занимает одну и туже полосу; таким образом даже, если все абоненты смотрят разные каналы и у каждого абонента по 3 STB, общая занимаемая полоса не превысит ширину Multicast пакета IPTV оператора).

4.Технология ориентирована на мультисервисность, полностью обеспечивает QoS для передачи данных, VoIP, Video, TDM трафика.

5. Проверенное решение, законченный стандарт G.984

Оборудование GPON - немного о технологии

GPON оборудование (Gigabit-capable Passive Optical Network) - Гигабитная пассивная оптическая сеть доступа, это одна из технологий PON (пассивных оптических сетей доступа), основана на стандартах серии ITU-T G.984. В такой сети выделяют три основных элемента:

1. OLT (Optical Line Terminal - оптический линейный терминал) - это станционное оборудование, которое размещается, как правило на узле оператора.

2. ODN (Optical Distribution Network) - оптическая распределительная сеть, ключевыми элементами которой, являются пассивные оптические сплиттеры, на которых происходит разделение сигнала ( благодаря этим элементам сеть и называется пассивной GPON сетью).

3. ONT (Optical Network Terminal) или ONU (Optical Network Unit) - эти устройства устанавливаются со стороны абонента. С точки зрения стандарта отличие ONT от ONU следующие: под ONT понимают устройство, которое непосредственно устанавливается у абонента ( например ONT с 4 портами Fast Ethernet и 2 FXS), ONU же устройство, которое может быть установлено в стойке или шкафу, как правило имеет много портов и к нему подключаются не один а несколько абонентов ( например устройства с 24 портами Fast Ethernet, 24 портами FXS). Но все это, в настоящее время, достаточно условно и употребляется больше термин ONT.

Технология работает на двух дискретных частотах 1490 нм в направлении от OLT к ONT и 1310 от ONT к OLT, скорости для потоков следующие: 2,5 Гбит/c Downstream, 1,25 Гбит/c Upstream.

Преимущества Ethernet FTTH

Преимущества архитектуры Ethernet FTTH (P2P) перед пассивной оптической сетью:

Практически неограниченная дискретная полоса пропускания.

Прямая оптоволоконная линия может обеспечить практически неограниченную полосу пропускания, что позволяет достичь максимальной гибкости при развертывании сервиса в будущем, когда потребность в пропускной способности возрастет. Архитектура Ethernet FTTH позволяет провайдеру гарантировать каждому абоненту необходимую пропускную способность и создавать в сети профили полосы пропускания для каждого клиента индивидуально. Каждый частный или корпоративный пользователь может в любой момент получить симметричную полосу пропускания любой необходимой ему ширины.

Большой радиус действия.

В типовых конфигурациях сетей доступа Ethernet FTTH применяются недорогие одноволоконные линии, использующие технологию 100BX или 1000BX, с заданным максимальным радиусом действия 10 км. Для работы на больших расстояниях имеются оптические модули, позволяющие увеличить мощность оптического сигнала, а также оптоволоконные пары с оптическими модулями, которые можно подключить к порту любого Ethernet- оборудования. В малонаселенных районах могут использоваться различные типы подключения Ethernet FTTH, которые не влияют на других абонентов на том же коммутаторе Ethernet.

Гибкий рост.

Использовать порты на коммутаторе доступа Ethernet FTTH могут только те абоненты, которые оформили подписку у сервис-провайдера. В случае появления новых абонентов можно добавить дополнительные линейные карты Ethernet с высокой степенью модульности. Напротив, при использовании архитектуры на базе PON подключение первого абонента к оптическому дереву требует наличия наиболее дорогостоящего порта OLT, а при добавлении абонентов к тому же дереву PON стоимость подключения каждого абонента только увеличивается за счет приобретения ONT.

Технологическая независимость.

Хотя текущие конфигурации Ethernet FTTH могут использовать технологию Gigabit Ethernet, она может стать неактуальной в течение последующих 30-40 лет. Однако одномодовая оптоволоконная линия является средой, способной поддерживать любую новую технологию передачи. Эти технологии могут быть легко развернуты по тем же оптоволоконным линиям, что и Ethernet FTTH, а во многих случаях с использованием той же Ethernet-платформы агрегирования.

Миграция полосы пропускания.

Поскольку одномодовые оптоволоконные линии не зависят от используемой технологии и скорости передачи данных, можно легко увеличить скорость для одного абонента, не влияя на работу других. Это означает, например, что абонент, использующий в настоящее время технологию Fast Ethernet, может в следующем году перейти на Gigabit Ethernet за счет простого переключения оптоволоконной линии абонента на другой порт коммутатора и замены только Ethernet-устройства в помещении абонента. Это изменение никак не повлияет на работу остальных абонентов сетей доступа Ethernet FTTH.

Отделение абонентских линий.

Отделение абонентских линий -- это свойство, присущее архитектурам Ethernet FTTH. Оно трудно реализуется в архитектуре пассивной оптической сети из-за общего характера передающей среды в дереве PON. Реализация принципа отделения абонентских линий явилась главным критерием выбора технологии FTTH некоторыми новыми компаниями в Европе, поскольку они стремились построить сети, где доступ к инфраструктуре оптоволоконной сети доступа могли бы иметь несколько провайдеров.

Безопасность.

На сегодняшний день выделенная оптоволоконная линия является самой защищённой средой (на физическом уровне), особенно в сравнении с общими передающими средами. Кроме того, коммутаторы Ethernet, использующиеся в средах провайдеров, призваны обеспечить разделение физического уровня портов и логического уровня абонентов и имеют множество надёжных функций защиты, которые в состоянии предотвратить практически все попытки вторжений.

Оборудование в помещении клиента.

При использовании архитектуры на базе пассивной оптической сети (PON) устройство CPE (ONT) является неотъемлемой частью архитектуры PON, поскольку оно взаимодействует с другими устройствами при работе с общей передающей средой. Кроме функций простого устройства Ethernet CPE (интегрированный маршрутизатор/ коммутатор, поддержка VoIP, функции управления), устройство архитектуры PON должно также поддерживать следующие функции:

* Протокол управления доступом к среде PON

* Лазеры пакетного режима (burst-mode lasers), призванные обеспечить передачу данных устройством ONT только в определенные отрезки времени, определяемые устройством OLT

* Высокая мощность оптического сигнала (на 20,4 дБ выше, чем оптические интерфейсы Ethernet)

* Сильное шифрование

* Очень высокая скорость

Эти дополнительные функции обусловливают значительно более высокую стоимость устройства ONT для архитектуры PON, чем устройства Ethernet FTTH CPE, используемого в топологии «точка-точка». Поскольку технология GPON еще не полностью отработана, взаимодействие между устройствами OLT и устройствами ONT сторонних производителей не слишком устойчиво. Это похоже на положение дел с использованием технологии ADSL на ранних стадиях ее внедрения.

В связи с описанными выше проблемами обеспечения безопасности провайдеры обычно сами приобретают и развертывают устройства ONT для пассивной оптической сети, не позволяя абонентам приобрести в розницу более дешевые устройства, так как это может поставить под угрозу целостность сети доступа. Если не требуется развертывание вне помещений, то в качестве устройств Ethernet FTTH CPE могут использоваться недорогие массовые устройства. Более того, это не создает проблем с обеспечением безопасности, поскольку любой нежелательный режим работы можно мгновенно обнаружить и отключить соответствующий порт коммутатора доступа. Провайдеры могут по желанию сами приобрести и развернуть устройства Ethernet CPE, чтобы обеспечить целостность эксплуатационных характеристик на всех абонентских устройствах в своей сети (например, для централизованного управления). Развитие функциональности устройств CPE для частного сектора соответствует циклам разработки нового оборудования для потребителей.

Чтобы устройство ONT для сети PON также развивало функциональность, провайдеру придется развертывать новые устройства ONT теми же темпами. Во избежание трудовых затрат на замену устройств CPE, будет целесообразно разделить устройства Ethernet CPE и PON ONT. Это даст возможность клиенту или провайдеру легко менять устройство CPE. Хотя такая модель уже существует для сетей Ethernet FTTH, она не обусловлена требованиями технологии. Наоборот, с распространением этой технологии появится большое количество разнообразных устройств CPE (Residential Gateway), и абоненты смогут приобретать и подключать устройства по своему выбору.

Затраты на эксплуатацию.

Для компаний, рассматривающих возможность развертывания сетей FTTH, затраты на эксплуатацию имеют большое значение наряду с капитальными затратами на приобретение и развертывание оптоволоконных линий и оборудования. Хотя на сегодняшний день недостаточно данных для прямого сравнения архитектур по этому параметру, очевидно, что затраты на эксплуатацию сетей Ethernet FTTH в топологии «точка-точка» ниже, чем сетей с архитектурой PON FTTH.

Информация для заказа

· Цена: ОРШ 17 000 Тг.

· Назначение

· Оптическая распределительная коробка ОРК-16 предназначена для использования в волоконно-оптических системах передачи информации и предназначена для коммутации волокон распределительных и абонентских оптических кабелей по технологии FTTx по этажам.

· Возможности

· ОРК-16 предусматривает установку оптических PLC сплиттеров с делением от 1х2 до 1х16.

· ОРК - 13500тнг

· Отличительной особенностью данной распределительной коробки является то, что помимо стандартного вертикального ввода кабеля есть возможность ввода трубы/кабеля с боковых сторон, по два с каждой стороны. Для этого на задней стенке предусмотрены дополнительные элементы крепления кабеля, который будет вводиться с боковой стороны и дополнительные элементы фиксации ЦСЭ.

· Важной особенностью коробки является возможность установить ее в перевернутом виде, при этом двери могут быть переставлены с одной стороны на другую.

· Технические характеристики

· Габаритные размеры ОРК- 16 (ШхВхГ) - 222х255х85 мм.

· Коробка антивандального исполнения.

· Краска - эпоксидно-порошковая композиция, RAL 7035, мелкая шагрень, глянцевая.

· Толщина металла - 1,2 мм.

· Количество креплений силовых элементов - 3.

· Количество кабельных вводов (под трубу диаметром 32 мм) - 8.

· Количество сплиттеров - до 2.

· Конструктивные особенности

· Задняя стенка

· На задней стенке коробки предусмотрены 4 выдавленных отверстия для крепления на стену. Выступы крепёжного места обеспечивают ровное крепление ОРК-16 к стене с неровностями. В состав изделия входит комплект нагель-дюбелей для крепления к стене.

· На задней стенке коробки около каждого ввода расположены крепление оболочки оптического кабеля. Оптический кабель возможно крепить при помощи кабельных стяжек (в комплекте коробки) или для обеспечения большей надежности при помощи металлического хомута (в комплект коробки не входит).

· Также на задней стенке коробки расположены элементы для фиксации силовых (стеклопруток, арамид и т.д.) элементов оптического волокна.

· В центре задней стенки расположена оптическая кассета. Органайзер для укладки запаса модуля

· расположен вокруг оптической кассеты.

· Откидывающаяся панель

· На лицевой стороне панели расположена планка на 8 двойных розеток SC/APC (количество розеток устанавливается согласно заказу).

· Также на лицевой стороне произведена Т-образная перфорация под кабельные стяжки для фиксации абонентского 1-волоконного гибкого кабеля FTTH со стандартом волокна G.657A2.

Кабельные ввода

· Всего в коробке предусмотрено 8 кабельных вводов: по 2 ввода с каждой стороны.

· Двери

· Двери изделия закрываются замком типа Eurolock. На внутренней поверхности двери нанесено уплотнение. Имеется возможность перестановки двери коробки с левой (по умолчанию установлена на заводе) на правую сторону.

Цена ОРК

Производитель: SHIP, Длина кабеля:1.75 M, Тип устройства: Кабели интерфейсные цена - 2581,7 тнг.

Центральный офистан- до дома 2 км.

2000м/1,75м=1142шт

1142шт*2581= 2984600тнг

1 ОРШ - 17000тнг

2 ОРК- 2*13500=27000тнг

6 ПРК - 6*9500=57500тнг

24 ONT 24*25000=600000тнг

Расчёт количества оборудования OLT, количество оптических портов и количество волокон

Расчёт количества оборудования производится по формуле :

где, m - количество абонентов поддерживаемых одним оптическим портом OLT;

N_АБ - количество потенциальных абонентов;

N_П - количество оптических портов OLT.

Расчет числа оптических портов производится по формуле :

.

Размещено на Allbest.ru