Разработка модели проекта Passive Optical Network жилищного комплекса "Волго-Дон"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Комитет образования, науки и молодежной политики Волгоградской области

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Волгоградский колледж машиностроения и связи»

Курсовая работа на тему: «Разработка модели проекта Passive Optical Network жилищного комплекса «Волго-Дон»»

По дисциплине МДК.01.03: «Монтаж и эксплуатация мультисервисных сетей абонентского доступа»

Для специальности 11.02.15 Инфокоммуникационные сети системы связи

Выполнил: студент Сулейменов А.А.

группы 11-ИК-21

Проверил: преподаватель Семенова О.В

Волгоград 2023

Содержание

1. Обзор технологии PON

2. Компоненты сети PON

1. Обзор технологии PON

PON («Passive Optical Network» -- «пассивная оптическая сеть») представляет собой оптоволоконную сеть, в которой для доставки трафика конечному (терминальному) клиенту используются недорогие пассивные делители (сплиттеры).

Суть технологии PON заключается в том, что между приемопередающим модулем центрального узла OLT (Optical line terminal) и удаленными абонентскими узлами ONT (Optical network terminal) создается полностью пассивная оптическая сеть, имеющая топологию дерева. В промежуточных узлах дерева размещаются пассивные оптические разветвители (сплиттеры) - компактные устройства, не требующие питания и обслуживания. Один приемопередающий модуль OLT позволяет передавать информацию множеству абонентских устройств ONT. Число ONT, подключенных к одному OLT, может быть настолько большим, насколько позволяет бюджет мощности и максимальная скорость приемопередающей аппаратуры.

Рисунок 1- Пассивная оптическая сеть

Для передачи прямого и обратного каналов используется одно оптическое волокно, полоса пропускания которого динамически распределяется между абонентами, или два волокна в случае резервирования. Нисходящий поток (downstream) от центрального узла к абонентам идет на длине волны 1490 нм и 1550 нм для видео. Восходящие потоки (upstream) от абонентов идут на длине волны 1310 нм с использованием протокола множественного доступа с временным разделением (TDMA).

Для построения PON используется топология «точка - многоточка» и сама сеть имеет древовидную структуру. Каждый волоконно-оптический сегмент подключается к одному приемопередатчику в центральном узле (в отличие от топологии «точка - точка», что также дает значительную экономию в стоимости оборудования. Один волоконно-оптический сегмент сети PON может охватывать до 32 абонентских узлов в радиусе до 20 км для технологий EPON / BPON и до 128 узлов в радиусе до 60 км для технологии GPON. Каждый абонентский узел рассчитан на обычный жилой дом или офисное здание и в свою очередь может охватывать сотни абонентов. Все абонентские узлы являются терминальными, и отключение или выход из строя одного либо нескольких абонентских узлов никак не влияет на работу остальных.

Центральный узел PON может иметь сетевые интерфейсы ATM, SDH (STM-1), Gigabit Ethernet для подключения к магистральным сетям. Абонентский узел может предоставлять сервисные интерфейсы 10/100Base- TX, FXS (2, 4, 8 и 16 портов для подключения аналоговых ТА), E1, цифровое видео, АТМ (E3, DS3, STM-1c).

Рисунок 2 Основные элементы архитектуры PON и принцип действия

Преимущества архитектуры PON:

- отсутствие промежуточных активных узлов

- экономия оптических приемопередатчиков в центральном узле

- экономия волокон

- легкость подключения новых абонентов и удобство обслуживания (подключение, отключение или выход из строя одного или нескольких абонентских узлов никак не сказывается на работе остальных)

Принцип действия PON

Основная идея архитектуры PON - использование всего одного приемопередающего модуля в OLT для передачи информации множеству абонентских устройств ONT и приема информации от них.

Число абонентских узлов, подключенных к одному приемопередающему модулю OLT, может быть настолько большим, насколько позволяет бюджет мощности и максимальная скорость приемопередающей аппаратуры. Для передачи потока информации от OLT к ONT - прямого (нисходящего) потока, как правило, используется длина волны 1490 нм. Наоборот, потоки данных от разных абонентских узлов в центральный узел, совместно образующие обратный (восходящий) поток, передаются на длине волны 1310 нм. В OLT и ONT встроены мультиплексоры WDM, разделяющие исходящие и входящие потоки

Таблица 1 - Сравнение технологий PON: BPON, APON, EPON, GEPON, GPON:

Преимущества и недостатки PON

Технология PON обладает рядом преимуществ:

· надежность и снижение затрат на эксплуатацию сети, в частности сокращение расходов на электропитание в силу отсутствия активного оборудования в распределительной сети, а также стоимости обслуживания благодаря встроенным средствам эксплуатации, администрирования и обслуживания;

· существенное сокращение количества линейно-кабельных сооружений и занимаемого пространства на объектах связи, трехкратное уменьшение капиталовложений в кабельную инфраструктуру;

· экономия оптических приемопередатчиков в центральном узле;

· легкость подключения новых абонентов и удобство обслуживания, так как подключение, отключение или выход из строя одного или нескольких абонентских узлов никак не сказывается на работе остальных;

· простота модернизаций и длительный срок эксплуатации сети абонентского доступа;

· возможность интеграции в оптическую сеть ТВ-вещания на длине волны 1550 нм;

· конвергенция с TDM-сетями (поддержка транспорта потоков Е1/STM-N);

· поддержка синхронизации для мобильных сетей. К недостаткам можно отнести:

· возросшую сложность технологии PON;

· отсутствие возможности резервирования в простейшей топологии "дерево";

· более жесткие требования к персоналу, осуществляющему монтаж кабельных сооружений;

Распределенная система GPON

Структуры на базе PON очень разнородны и ориентированы на решение задач разного масштаба. Одни из них больше подходят для массового применения, другие - для корпоративных пользователей.Стоит рассказать о новом решении в области GPON, которое долгое время лежало на поверхности, но не было реализовано ведущими производителями - распределенная система GPON (рис. 3).

Распределенная архитектура GPON - система, в которой роль агрегирующей платы, а также модуля управления и коммутации выполняет сконфигурированный особым образом коммутатор, объединяющий активный элемент (ОАЭ). Линейные же модули представляют собой отдельные законченные устройства, в том числе и уличного исполнения, и могут быть удалены от ОАЭ на расстояние до 80 км без использования регенераторов. Кроме того, ОАЭ берет на себя и функции коммутатора ядра сети GPON.

Прокладка оптического кабеля (ОК) на сети доступа (СД) - весьма радикальный подход, соответствующий времени. Несколько лет назад он считался крайне дорогим, однако сегодня, благодаря значительному снижению цен на оптические компоненты, этот подход стал актуальным. Прокладывать ОК для организации СД стало выгодно и при обновлении старых, и при строительстве новых сетей (последних миль). При этом имеется множество вариантов выбора волоконно-оптической технологии доступа. В это время в мировой практике доминируют более целесообразные технологии PON

2. Компоненты сети PON

Современные сети PON состоят из трёх основных компонентов:

· Станционное оборудование - OLT;

· Оптический делитель;

· Абонентский терминал - ONU/ONT.

Станционное оборудование - OLT (англ. Optical Linear Terminal - Оптический Линейный Терминал) устанавливается на площадке провайдера и представляет собой L2 коммутатор, оснащённый одним или несколькими Ethernet Uplink портами для подключения к сети провайдера и PON Downlink портами для подключения абонентов.

Оптический линейный терминал

Фактически OLT является терминалом подключения PON абонентов к Ethernet сети провайдера, а поэтому выполняет две основные функции:

1. Преобразование Ethernet сигналов используемых в сети провайдера в сигналы, используемые в системе PON;

2. Координация временного мультиплексирования между абонентскими терминалами (ONU), расположенных в помещениях клиентов.

Абонентский терминал - ONT (англ. Optical Network Terminal - Оптический Сетевой Терминал) - это оптический модем, который устанавливается на стороне клиента. Является терминалом переводящий сигналы PON в Ethernet, использующийся в абонентской сети. Абонентский терминал так же называют ONU (англ. Optical Network Unit - Оптическая Сетевая Единица). оптический сеть модем

Наличие двух названий одного и того же оборудования обуславливается тем, что обозначение ONT введено Международным союзом электросвязи (ITU-T), а термин ONU введён Институтом инженеров электротехники и электроники (IEEE).

Рисунок 4

Размещено на Allbest.ru