FTTH - pytania do wywiadu
Fiber to the Home (FTTH) to najlepsze rozwiązanie dostępu światłowodowego, w którym każdy abonent jest podłączony do światłowodu. Opcje wdrażania omówione w tym samouczku są oparte na pełnej ścieżce światłowodowej od OLT do siedziby abonenta. Taki wybór pozwala na dostarczanie usług i treści o dużej przepustowości dla każdego klienta oraz zapewnia maksymalną przepustowość dla przyszłych wymagań nowych usług. Dlatego nie uwzględniono opcji hybrydowych obejmujących „częściowo” sieci światłowodowe i „częściowo” miedziane sieci infrastrukturalne.
Różnica odległości światłowodu to różnica odległości między najbliższym i najdalszym ONU / ONT od OLT.
W GPON maksymalna różnicowa odległość światłowodu wynosi 20 km. Wpływa to na rozmiar okna określania odległości i zapewnia zgodność z [ITU-T G.983.1].
Zasięg logiczny definiuje się jako maksymalną odległość, jaką można osiągnąć dla określonego systemu transmisji, niezależnie od budżetu optycznego. Zasięg logiczny to maksymalna odległość między ONU / ONT i OLT, z wyjątkiem ograniczenia warstwy fizycznej.
W GPON maksymalny zasięg logiczny określa się na 60 km.
Średnie opóźnienie przesyłania sygnału jest średnią wartości opóźnienia w górę iw dół między punktami odniesienia. Ta wartość jest określana przez pomiar opóźnienia w obie strony, a następnie dzielenie przez 2.
GPON musi obsługiwać usługi, które wymagają maksymalnego średniego opóźnienia przesyłania sygnału 1,5 ms. System GPON musi mieć maksymalny średni czas opóźnienia przesyłania sygnału mniejszy niż 1,5 ms między punktami odniesienia TV.
Sieć OAN to zestaw łączy dostępowych współdzielących te same interfejsy po stronie sieci i obsługiwanych przez optyczne systemy transmisji dostępu. Sieć OAN może zawierać wiele ODN podłączonych do tego samego OLT.
W kontekście PON drzewo włókien światłowodowych w sieci dostępowej uzupełnione o rozdzielacze mocy lub długości fali, filtry lub inne pasywne urządzenia optyczne.
Urządzenie, które kończy wspólny (główny) punkt końcowy ODN. Następnie implementuje protokół PON, taki jak zdefiniowany w [ITU-T G.984]; a następnie dostosowuje jednostki PONPDU do komunikacji w górę przez interfejs usługi dostawcy.
OLT zapewnia funkcje zarządzania i konserwacji dla podległych ODN i ONU.
Pojedyncze urządzenie abonenckie, które kończy dowolny z rozproszonych (liści) punktów końcowych ODN, implementuje protokół PON i dostosowuje PDU PON do interfejsów usług abonenckich. ONT to szczególny przypadek ONU.
Ogólny termin oznaczający urządzenie, które kończy dowolny z rozproszonych (liści) punktów końcowych ODN, implementuje protokół PON i dostosowuje PON PDU.
Zasięg fizyczny definiuje się jako maksymalną odległość fizyczną, jaką można osiągnąć dla określonego systemu przesyłowego. Ponieważ „Zasięg fizyczny” to maksymalna fizyczna odległość między ONU / ONT a OLT. Jednak w GPON zdefiniowano dwie opcje zasięgu fizycznego: 10 km i 20 km. Przyjmuje się, że 10 km to maksymalna odległość, na jaką FP-LD może być używana w ONU dla wysokich przepływności, takich jak 1,25 Gbit / s lub więcej.
Usługi w FTTH definiuje się jako usługi sieciowe wymagane przez operatorów. Usługa opisywana jest nazwą, która jest wyraźnie rozpoznawalna przez wszystkich, niezależnie od tego, czy jest to nazwa struktury ramki, czy nazwa ogólna.
GPON dąży do prędkości transmisji większych lub równych 1,2 Gbit / s. W związku z tym GPON identyfikuje dwie kombinacje prędkości transmisji w następujący sposób -
- 1,2 Gbps w górę, 2,4 Gbps w dół
- 2,4 Gbps w górę, 2,4 Gbps w dół
Najważniejsza przepływność to 1,2 Gbps w górę, 2,4 Gbps w dół, co stanowi prawie całość wdrożonych i planowanych wdrożeń systemów GPON.
Im większy współczynnik podziału dla GPON, tym bardziej ekonomiczny z punktu widzenia kosztów. Jednak większy współczynnik podziału oznacza większą moc optyczną i podział pasma, co stwarza potrzebę zwiększonego budżetu mocy w celu obsługi zasięgu fizycznego. Współczynniki podziału do 1:64 są realistyczne dla warstwy fizycznej przy obecnej technologii. Jednak przewidując dalszą ewolucję modułów optycznych, warstwa TC musi uwzględniać współczynniki podziału do 1: 128.
Zalety światłowodu -
- Bardzo duże odległości
- Mocne, elastyczne i niezawodne
- Pozwala na kable o małej średnicy i wadze
- Bezpieczne i bezpieczne
- Odporny na zakłócenia elektromagnetyczne (EMI)
- Niższy koszt
Różne moduły / komponenty w technologii PON to -
- Łącznik WDM
- Rozdzielacz 1 × N.
- Światłowód i kabel
- Connector
- ODF/Cabinet/Subrack
Aktywne moduły / komponenty w technologii PON to -
In OLT −
- Nadajnik laserowy (1490 nm) i
- Odbiorniki laserowe (1310 nm)
For CATV application −
- Wzmacniacz laserowy (1550 nm) i
- EDFA do wzmacniania sygnału wideo
In ONU −
- Zasilanie / bateria do ONU
- Nadajnik laserowy (1310 nm)
- Odbiorniki laserowe (1490-nm)
- Odbiorniki sygnału CATV (1550-nm)
Pełna forma GPON to - Gigabitowa pasywna sieć optyczna
GPON to system optyczny dla sieci dostępowych oparty na specyfikacji ITU-T serii G.984. Może zapewnić zasięg 20 km przy budżecie optycznym 28 dB dzięki zastosowaniu optyki klasy B + ze stosunkiem podziału 1:32.
Najbardziej znane funkcje GPON są wymienione poniżej.
Downstream transmission −
- 2.4Gbps
- BW dla jednego ONT wystarcza do dostarczenia wielu sygnałów HDTV
- QOS pozwala na ruch wrażliwy na opóźnienia (głos)
Upstream transmission −
- 1 24 Gb / s
- Można zagwarantować minimalne BW
- Niewykorzystane szczeliny czasowe można przypisać ciężkim użytkownikom
- QOS pozwala na ruch wrażliwy na opóźnienia (głos)
Standardy GPON opierają się na poprzednich specyfikacjach BPON. Wszystkie te specyfikacje są wymienione poniżej -
G.984.1 - W niniejszym dokumencie opisano ogólną charakterystykę pasywnej sieci optycznej z obsługą gigabitów.
G.984.2 - W tym dokumencie opisano specyfikację warstwy pasywnej sieci optycznej z obsługą gigabitów i warstwy zależnej od nośnika.
G.984.3 - W tym dokumencie opisano specyfikację warstwy konwergencji pasywnej optycznej transmisji sieciowej z obsługą Gigabit.
G.984.3 - W tym dokumencie opisano specyfikację warstwy konwergencji pasywnej optycznej transmisji sieciowej z obsługą Gigabit.
Systemy GPON mają zasadniczo te same komponenty fizyczne, które są skonfigurowane w taki sam sposób, jak w innych sieciach PON. Oczywiście produkty opracowane dla systemów GPON są specjalnie zaprojektowane dla GPON i nie są zamienne z przekładnią EPON lub BPON.
Systemy GPON mają również wiele takich samych podstawowych możliwości, jak inne systemy PON. Główne różnice w architekturze to GPON w przepustowości danych. Metody enkapsulacji Gigabit GPON pozwalają na przenoszenie różnych usług, w tym ATM, głos TDM i Ethernet.
Jednym z podstawowych wymagań układu optycznego jest zapewnienie elementów o wystarczającej zdolności do rozszerzenia sygnału optycznego do oczekiwanego zasięgu. Istnieją trzy kategorie lub klasy komponentów oparte na mocy i wrażliwości.
Klasy komponentów to -
- Optyka klasy A: od 5 do 20 dB
- Optyka klasy B: 10 do 25 dB
- Optyka klasy C: od 15 do 30 dB
Pełna forma EPON to - pasywna sieć optyczna Ethernet.
Pasywna sieć optyczna Ethernet (EPON) to PON hermetyzująca dane za pomocą sieci Ethernet i może oferować przepustowość od 1 Gb / s do 10 Gb / s. EPON jest zgodny z oryginalną architekturą PON. Tutaj DTE jest podłączony do pnia drzewa i nazywany optycznym terminalem liniowym (OLT).
Zwykle znajduje się u usługodawcy, a połączone gałęzie DTE drzewa nazywane są optycznymi jednostkami sieciowymi (ONU), zlokalizowanymi w siedzibie abonenta. Sygnały z OLT przechodzą przez pasywny rozdzielacz, aby osiągnąć ONU i odwrotnie.
Wiele aplikacji PON wymaga wysokiej jakości usług (np. IPTV).
EPON leaves QoS to higher layers −
- Tagi sieci VLAN
- Bity P lub DiffServ DSCP
Ponadto istnieje zasadnicza różnica między LLID a Port-ID -
- Na ONU zawsze przypada 1 LLID
- Na każdy port wejściowy przypada 1 identyfikator portu - może ich być wiele na jednostkę ONU
- To sprawia, że QoS oparte na portach jest łatwe do wdrożenia w warstwie PON
Poniższa tabela wyjaśnia różnicę między GPON i EPON.
GPON (ITU-T G.984) | EPON (IEEE 802.3ah) | |
---|---|---|
Downlink/Uplink | 2,5G / 1,25G | 1,25G / 1,25G |
Optical Link Budget | Klasa B +: 28 dB; Klasa C: 30 dB | PX20: 24 dB |
Split ratio | 1:64 -> 1: 128 | 1:32 |
Actual downlink bandwidth | 2200 ~ 2300 Mb / s 92% | 980 Mb / s 72% |
Actual uplink bandwidth | 1110 Mb / s | 950 Mb / s |
OAM | Pełna funkcja OMCI + PLOAM + embed OAM | Elastyczna i prosta funkcja OAM |
TDM service & synchronized clock function | Natywny TDM, CESoP | CESoP |
Upgradeability | 10G | 2,5G / 10G |
QoS | Harmonogram DBA zawiera TCONT, PORT-ID; ustalenie przepustowości / gwarantowana przepustowość / niegwarantowana przepustowość / najlepsza przepustowość | Obsługa DBA, QoS jest obsługiwana przez LLID i VLAN |
Cost | 10% ~ 20% wyższy koszt niż obecnie EPON i prawie taka sama cena w dużej ilości | - |
Algorytm zaimplementowany w OLT, wykorzystujący komunikaty raportu i bramki do zbudowania programu transmisyjnego i przekazania jednostek ONU, jest znany jako algorytm dynamicznej alokacji przepustowości (DBA).
Działanie EPON opiera się na ramkach Ethernet MAC i EPON (opartych na ramkach GbE), ale potrzebne są rozszerzenia -
PDU MultiPoint Control Protocol - jest to protokół sterujący implementujący wymaganą logikę.
Emulacja punkt-punkt (uzgadnianie) - to sprawia, że EPON wygląda jak łącze punkt-punkt, a EPON MAC ma pewne specjalne ograniczenia.
Zamiast CSMA / CD nadają, gdy zostaną przyznane.
Czas przechodzenia przez stos MAC musi być stały (czas trwania ± 16 bitów).
Należy przestrzegać dokładnego czasu lokalnego.
Standardowy Ethernet zaczyna się od preambuły 8B zasadniczo pozbawionej treści -
- 7B naprzemiennych jedynek i zer 10101010
- 1B SFD 10101011
Aby ukryć nowy nagłówek PON, EPON nadpisuje niektóre bajty preambuły.
Ruch DS jest transmitowany do wszystkich ONU, więc szyfrowanie jest zasadniczo łatwe dla złośliwego użytkownika, aby przeprogramować ONU i przechwycić żądane ramki. Ruch w USA nie jest widoczny dla innych ONU, więc szyfrowanie nie jest potrzebne. Nie bierz pod uwagę światłowodów, ponieważ EPON nie zapewnia żadnej standardowej metody szyfrowania, ale -
- Można uzupełnić IPsec lub MACsec.
- Wielu dostawców dodało zastrzeżone mechanizmy oparte na AES.
BPON używał mechanizmu zwanego churning - churning był tanim rozwiązaniem sprzętowym (klucz 24b) z kilkoma lukami w zabezpieczeniach -
- Silnik był liniowy - prosty atak ze znanego tekstu
- Klucz 24b okazał się możliwy do wyprowadzenia w 512 próbach
Dlatego G.983.3 dodał obsługę AES - teraz używany w GPON.
XPON to PON nowej generacji, który może obsługiwać szybkość transmisji danych do 10G. XPON można podzielić na dwie kategorie, tj. XG-PON1 i XG-PON2. XG-PON1 jest wstecznie kompatybilny z GPON, podczas gdy XG-PON2 jest całkowicie nowym rozwiązaniem.
Pełna forma WDM-PON to - Wavelength Division Multiplex PON.
W WDM-PON dla różnych ONT wymagana jest inna długość fali; każdy ONT otrzymuje wyłączną długość fali i korzysta z zasobów szerokości pasma. Innymi słowy, WDM-PON działa w logicznej topologii Point to Multi Point (P2MP).
Pełna forma ODSM-PON to - Oportunistyczne Spektrum i Dynamiczne PON. W ODSM-PON sieć pozostaje niezmieniona od CO do siedziby użytkownika, z wyjątkiem jednej zmiany, która jest aktywnym rozgałęziaczem WDM. Rozgałęźnik WDM będzie między OLT i ONT, zastępując splitter pasywny. W ODSM-PON downstream przyjmuje WDM, co oznacza, że dane w kierunku ONT używają różnych długości fal dla różnych ONT i upstream, a ODSN-PON przyjmuje dynamiczną technologię TDMA + WDMA.
Poniższa tabela wyjaśnia standardy XGPON -
Czas wydania | Wersja | |
---|---|---|
G.987 | 2010.01 | 1.0 |
2010.10 | 2.0 | |
2012.06 | 3.0 | |
G.987.1 | 2010.01 | 1.0 |
G.987.1Amd1 | 2012.04 | 1.0amd1 |
G.987.2 | 2010.01 | 1.0 |
2010.10 | 2.0 | |
G.987.2Amd1 | 2012.02 | 2.0amd1 |
G.987.3 | 2010.10 | 1.0 |
G.987.3Amd1 | 2012.06 | 1.0amd1 |
G.988 | 2010.10 | 1.0 |
G.988Amd1 | 2011.04 | 1.0amd1 |
G.988Amd2 | 2012.04 | 1.0amd2 |
Pozycja | Wymaganie | Uwaga |
---|---|---|
Prędkość downstream (DS) | Nominalne 10 Gb / s | |
Prędkość upstream (USA) | Nominalne 2,5 Gb / s | XG-PON z prędkością 10 Gb / s w USA jest oznaczony jako XG-PON2. To jest do przyszłych badań |
Metoda multipleksowania | TDM (DS) / TDMA (USA) | |
Budżet strat | 29 dB i 31 dB (klasy nominalne) | Rozszerzona klasa jest przeznaczona do przyszłych studiów |
Współczynnik podziału | Co najmniej 1:64 (1: 256 lub więcej w warstwie logicznej) | |
Odległość włókien | 20 km (odległość logiczna 60 km lub więcej) | |
Współistnienie | Z GPON (1310/1490 nm) Z RF-Video (1550 nm) |
W poniższej tabeli opisano klasę mocy optycznej XG-PON.
Klasa „Nominalna1” (klasa N1) | Klasa 'Nominal2' (klasa N2) | Klasa „Extended1” (klasa E1) | Klasa „Extended2” (klasa E2) | |
---|---|---|---|---|
Minimalna strata | 14 dB | 16 dB | 18 dB | 20 dB |
Maksymalna strata | 29 dB | 31dB | 33 dB | 35 dB |
W poniższej tabeli opisano zakres tłumienia dla klas A, B i C zgodnie z ITU.
Parametr | Jednostka | Klasa A | Klasa B. | Klasa C |
---|---|---|---|---|
Zakres tłumienia (ITU-T Rec. G.982) | dB | 5 - 20 | 10 - 25 | 15 - 30 |
Poniższa tabela wyjaśnia zakres transmisji OLT dla klas A, B i C zgodnie z ITU.
Nadajnik OLT | Jednostka | Klasa A | Klasa B. | Klasa C |
---|---|---|---|---|
Średnia uruchomiona moc MIN | dBm | 0 | +5 | +3 |
Średnia uruchomiona moc MAX | dBm | +4 | +9 | +7 |
Poniższa tabela wyjaśnia zakres odbiorników ONU dla klas A, B i C zgodnie z ITU.
Odbiornik ONU | Jednostka | Klasa A | Klasa B. | Klasa C |
---|---|---|---|---|
Minimalna czułość | dBm | -21 | -21 | -28 |
Minimalne przeciążenie | dBm | -1 | -1 | -8 |
Poniższa tabela wyjaśnia zakres nadajników ONU dla klas A, B i C zgodnie z ITU.
Nadajnik ONU | Jednostka | Klasa A | Klasa B. | Klasa C |
---|---|---|---|---|
Średnia uruchomiona moc MIN | dBm | -3 | -2 | +2 |
Średnia uruchomiona moc MAX | dBm | +2 | +3 | +7 |
W poniższej tabeli opisano zakres odbiorników OLT dla klas A, B i C zgodnie z ITU.
Odbiornik OLT | Jednostka | Klasa A | Klasa B. | Klasa C |
---|---|---|---|---|
Minimalna czułość | dBm | -24 | -28 | -29 |
Minimalne przeciążenie | dBm | -3 | -7 | -8 |
Pojedyncze włókno zaczynające się od OLT jest rozdzielane przez pasywne rozdzielacze optyczne, aby obsłużyć 64 ONT w pomieszczeniach klientów. To samo włókno przenosi zarówno down-stream (OLT w kierunku ONT), jak i upstream (ONT w kierunku OLT) strumienie bitowe, a mianowicie 2,488 Mb / s / 1490 nm (okno 1480-1500 nm) i 1,244 Mb / s / 1310 nm (okno 1260-1360 nm) poprzez WDM (Wavelength Division Multiplexing) dla pracy w trybie duplex (dwukierunkowym).
Ta sama transmisja pojedynczego włókna zstępującego z OLT do ONT jest nadawana z ONT akceptującym tylko ruch adresowany do niego. Transmisja upstream to wielodostęp z podziałem czasu (TDMA), przy czym każdy ONT transmituje po kolei.
Sygnały telewizyjne (pochodzące z satelity Head End) są opcjonalnie nadawane na trzeciej długości fali optycznej 1550 nm na tym samym (lub dodatkowym) włóknie wprowadzonym do systemu FTTx przez podsystem RF Overlay. Sygnał CATV może być sprzężony z sygnałem GPON po wzmocnieniu przez EDFA.
Sygnały RF CATV modulowane na długości fali 1550 nm. Jest wyodrębniany przez funkcję Demux wbudowaną w ONT i kierowany do połączenia serwisowego płaszczyzny tylnej dla STB / TV.
Maksymalne dopuszczalne tłumienie mocy optycznej między portem optycznym OLT a wejściem ONT wynosi 28 dB przy wykorzystaniu elementów sieci optycznej klasy B. ODN Klasy A, B i C różnią się głównie na podstawie „mocy wyjściowej nadajnika optycznego” i „szybkości transmisji danych czułości odbiornika optycznego. Klasa A zapewnia najmniej optyczny budżet, a klasa C najwyższy, a pod względem kosztów oba są w tej samej kolejności. Aby uzyskać maksymalny współczynnik podziału 1:64, optyka klasy B jest powszechnie stosowana na zasadach komercyjnych.
Poniższe punkty wyjaśniają NGPON1 -
- Standard G.987 / G.988 XGPON został wydany w 2011 roku.
- Ujednolicił XGPON z 2.5Gbps upstream / 10Gbps downstream.
- GPON i XGPON używają różnych długości fal do współistnienia w jednej sieci.
Poniższe punkty wyjaśniają NGPON2 -
Nie bierze pod uwagę zgodności z istniejącą siecią ODN, bardziej otwartym standardem technologii PON.
Koncentruje się na WDM PON i 40G PON.