Оптоволоконная сеть доступа относится к форме приложения, которая использует оптоволокно в качестве основной среды передачи в сети доступа для обеспечения передачи пользовательской информации. Это не традиционная волоконно-оптическая система передачи, а специальная волоконно-оптическая сеть передачи, предназначенная для среды сети доступа.
Подключается к узлам обслуживания через терминалы оптических линий (OLT) и к пользователям через блоки оптической сети (ONU). Волоконно-оптическая сеть доступа включает в себя блоки оптической сети удаленного оборудования и терминалы оптической линии центрального оборудования, которые соединены через передающее оборудование. Основными компонентами системы являются OLT и удаленный ONU. Они завершают преобразование протоколов сигнализации из интерфейса узла обслуживания (SNI) в интерфейс пользовательской сети (UNI) по всей сети доступа. Само устройство доступа также обладает сетевыми возможностями и может формировать различные формы сетевых топологий. В то же время устройство доступа также имеет функции локального обслуживания и удаленного централизованного мониторинга, образуя сеть обслуживания и управления посредством прозрачной оптической передачи и включаясь в единое управление центра управления сетью через соответствующие протоколы управления сетью.
Роль OLT заключается в обеспечении интерфейса между сетью доступа и локальным коммутатором, а также в обеспечении связи с устройствами оптической сети на стороне пользователя посредством оптической передачи. Он полностью отделяет функцию переключения коммутатора от доступа пользователя. Оптический линейный терминал обеспечивает обслуживание и мониторинг для себя и пользователя. Его можно разместить непосредственно с локальным коммутатором на конце станции или настроить удаленно.
Роль ONU заключается в обеспечении пользовательского интерфейса для сети доступа. Он может подключаться к нескольким пользовательским терминалам и имеет функцию фотоэлектрического преобразования, а также соответствующие функции обслуживания и мониторинга. Основная функция ONU — отсоединить оптическое волокно от OLT, обработать оптические сигналы и предоставить бизнес-интерфейсы множеству малых предприятий, бизнес-пользователей и частных пользователей. Сетевой конец ONU представляет собой оптический интерфейс, а его пользовательский конец — электрический интерфейс. Таким образом, ONU имеет функции оптического/электрического и электрического/оптического преобразования. Он также имеет функции цифро-аналогового и аналого-цифрового преобразования звуков диалога. ONU обычно размещается ближе к пользователю, и его расположение имеет большую гибкость.
Классификация волоконно-оптической сети Aceess
Сети оптоволоконного доступа (далее FAT) делятся на две категории в зависимости от системного распределения: активные оптические сети (AON) и пассивные оптические сети (PON). Поскольку Yingda фокусируется на пассивных оптоволоконных продуктах, следующий текст будет посвящен внедрению пассивных оптических сетей.
Активные оптические сети можно разделить на AON на основе SDH и AON на основе PDH. Центральное оборудование (CE) и удаленное оборудование (RE) активных оптических сетей соединены через активное оборудование оптической передачи, а технология передачи представляет собой технологию SDH и PDH, которые широко используются в магистральных сетях, но технология SDH является основной.
Пассивная оптическая сеть (PON) в основном относится к оптической распределительной сети (ODN) между OLT и ONU без каких-либо активных электронных устройств. Он включает в себя пассивную оптическую сеть на базе ATM (APON) и PON на базе IP.
Пассивная оптическая сеть (PON) — это сеть с чистым диэлектриком, которая позволяет избежать электромагнитных помех и эффектов молнии от внешних устройств, снижает частоту отказов линий и внешних устройств, повышает надежность системы и экономит затраты на техническое обслуживание. Это технология, которую давно с нетерпением ждали отделы обслуживания телекоммуникаций.
Конкретные преимущества пассивных оптических сетей доступа заключаются в следующем:
(1) Пассивные оптические сети имеют небольшой размер, простое оборудование, низкие затраты на установку и обслуживание и относительно небольшие инвестиции.
(2) Пассивные оптические устройства имеют гибкую сетевую структуру и могут поддерживать такие сетевые топологии, как дерево, звезда, шина, гибридная и резервированная.
(3) Простота установки, имеется версия как для внутреннего, так и для наружного применения. Его внешний вид можно повесить прямо на стену или разместить на H-образной опоре, без необходимости арендовать или строить компьютерный зал. Активные системы требуют фотоэлектрического и электрооптического преобразования, что связано с высокими затратами на производство оборудования и необходимостью в выделенных площадках и компьютерных залах. Проблемы с удаленным электропитанием решить сложно, а ежедневная нагрузка по техническому обслуживанию очень велика.
(4) Пассивные оптические сети подходят для связи «точка-многоточка», используя только пассивные разветвители для распределения оптической мощности.
(5) Пассивные оптические сети представляют собой сети с чистым диэлектриком, которые полностью исключают электромагнитные помехи и эффекты молнии, что делает их очень подходящими для использования в районах с суровыми природными условиями.
(6) С точки зрения технологического развития расширение пассивных оптических сетей относительно просто и не требует модификации оборудования. Для этого требуется только обновление программного обеспечения оборудования, единоразовая покупка аппаратного оборудования и долгосрочное использование, что закладывает основу для оптоволокна в доме и обеспечивает инвестиции пользователей.
Возможности оптоволоконной сети доступа
Основными характеристиками оптоволоконной сети доступа являются:
1. Радиус покрытия сети, как правило, небольшой и не требует ретрансляторов. Однако из-за совместного использования оптических волокон многими пользователями распределение оптической мощности или длины волны может потребовать использования волоконных усилителей для компенсации мощности;
2、 Требовать передачи различных широкополосных услуг с хорошим качеством передачи и высокой надежностью;
3. Область применения оптоволоконной сети доступа широка;
4. Инвестиционные затраты высоки, управление сетью сложное, а удаленное электроснабжение затруднено. [2]
Методы доступа к оптоволокну
В зависимости от расположения блока оптической сети (ONU) методы доступа к оптоволокну могут быть следующих типов:
FTTB (оптоволокно до здания);
FTTC (волокно до обочины);
FTTH (оптоволокно до дома);
FTTO (оптоволокно в офис);
FTTF (оптоволокно до пола);
FTTP (оптоволокно до помещения);
FTTN (оптоволокно до узлов);
FTTD (оптоволокно до рабочего стола);
FTTR (Оптоволокно в помещение).
Рисунок 1. Наиболее популярные методы доступа к оптоволокну.
Наиболее важными формами являются FTTB (оптоволокно до здания), FTTC (оптоволокно до дороги) и FTTH (оптоволокно до пользователя).
FTTC в основном предоставляет услуги частным пользователям, при этом оптические сетевые устройства (ONU) расположены на обочине дороги, недалеко от места жительства пользователя. Электрические сигналы от ONU затем передаются различным пользователям, обычно с использованием коаксиальных кабелей для передачи видеоуслуг и кабелей витой пары для передачи телефонных услуг.
ONU FTTB установлен в распределительной коробке внутри здания и в основном используется для комплексных зданий, удаленного медицинского обслуживания, дистанционного обучения и крупных развлекательных заведений, обслуживающих крупные и средние предприятия, учреждения и коммерческих пользователей, обеспечивая высокоскоростную данные, электронная коммерция, видео и текстовые услуги, а также другие услуги широкополосного доступа.
FTTH — это размещение ONU в домах пользователей для предоставления различных комплексных услуг широкополосной связи для домашних пользователей. FTTH является конечной целью оптоволоконных сетей доступа, но каждому пользователю требуется пара волокон и выделенные ONU, что делает его дорогим и сложным в реализации.
Основные особенности
FTTCab
ФТТС
ФТТБ
ФТТХ
ФТТП
Расположение ОНУ
Крестовый шкаф
Обочина дороги (бордюр)
Здание
дом жильцов
компании, офисы
Тип доступа Среда
Магистраль: оптоволокно; Конец: металлическая проволока/беспроводная связь
Магистраль: оптоволокно; Конец: металлическая проволока/беспроводная связь
Магистраль: оптоволокно; Конец: металлическая проволока/беспроводная связь
Полная линия оптоволокна
Полная линия оптоволокна
Эталонное расстояние проводки между оптическими узлами и пользовательскими устройствами
1000м ~2000м
1000м ~2000м
1000м ~2000м
От нескольких метров до десятков метров
От нескольких метров до десятков метров
Скорость доступа пользователя
Максимальная скорость нисходящего потока 25 Мбит/с, максимальная скорость восходящего потока 1,8 Мбит/с.
Максимальная скорость нисходящего потока 155 Мбит/с
Максимальная скорость нисходящего потока 100 Мбит/с
Максимальная скорость вверх и вниз может превышать 100 Мбит/с.
Максимальная скорость вверх и вниз может превышать 100 Мбит/с.
Таблица 1. Основные характеристики структуры FTTx
Из рисунка видно, что все FTTH подключены к терминалам через оптоволоконные сети, а подключенные к ним терминалы называются терминалами оптической сети (ONT). FTTB или FTTC подключается к зданиям или бордюрам через оптоволоконные сети, а затем подключается к терминалам через сети медной витой пары или беспроводные соединения. Конечные устройства оптоволоконной сети называются оптическими сетевыми блоками (ONU), которые подключаются к сетевым терминалам (NT) через сети медной витой пары или беспроводные соединения. FTTCab аналогичен FTTC, за исключением того, что его ONU расположен в телекоммуникационном шкафу.
Все кабели FTTB, FTTC и FTTCab на рисунке относятся к «частичному» домашнему оптоволокну, что означает, что волокно не подключено напрямую к конечному пользователю, а проходит рядом с конечным пользователем, а затем соединяется с конечным пользователем через сеть витая пара. В FTTCab ONU в телекоммуникационной распределительной коробке обычно располагается на расстоянии 1000-2000 м от конечных пользователей, и в этом случае один блок ONU может обслуживать около 500 конечных пользователей. В FTTC ONU находится ближе к конечным пользователям, на расстоянии 200–1000 м и может поддерживать 8–32 конечных пользователя. Сеть между OLT и ONT/ONU называется оптической распределительной сетью (ODN), и ее расстояние может достигать 20 км, как показано на рисунке.
Преимущества оптоволоконной сети доступа:
По сравнению с другими технологиями доступа оптоволоконные сети доступа имеют следующие преимущества:
(1) Оптоволоконные сети доступа могут удовлетворить потребности пользователей в различных услугах. Потребность населения в услугах связи возрастает. Помимо телефонных звонков и просмотра телевизора, они также надеются на высокоскоростную компьютерную связь, покупки на дому, банковские услуги на дому, дистанционное обучение, видео по запросу (VOD) и телевидение высокой четкости (HDTV). Трудно добиться этих целей, используя медный провод или витую пару.
(2) Волоконная оптика может преодолеть некоторые ограничивающие факторы, которые не могут преодолеть медные кабели. Потери в оптоволокне низкие, а полоса частот широкая, что устраняет ограничение малого диаметра медного провода. Кроме того, оптические волокна не подвержены воздействию электромагнитных помех, что обеспечивает качество передачи сигнала. Использование оптических кабелей вместо медных может решить проблему перегруженности подземных коммуникаций в городах.
(3) Производительность оптоволоконных сетей доступа продолжает улучшаться, в то время как цены продолжают снижаться, а цены на медные кабели продолжают расти.
(4) Оптоволоконная сеть доступа предоставляет услуги передачи данных с помощью комплексной системы мониторинга и управления, которая может удовлетворить потребности будущих широкополосных цифровых сетей с интеграцией услуг, преодолеть узкие места и обеспечить бесперебойную работу информационной магистрали.
Конечно, по сравнению с другими технологиями сетей доступа оптоволоконные сети доступа также имеют определенные недостатки. Проблема в том, что стоимость относительно высока. Особенно, чем ближе оптический узел к пользователю, тем выше стоимость оборудования доступа, совместно используемого каждым пользователем. Кроме того, по сравнению с сетями беспроводного доступа, оптоволоконные сети доступа также требуют ресурсов конвейера. Именно поэтому многие новые операторы с оптимизмом смотрят на технологию оптоволоконного доступа, но вынуждены выбирать технологию беспроводного доступа.
В настоящее время основным фактором, влияющим на развитие оптоволоконных сетей доступа, являются не технологии, а стоимость. Однако внедрение оптоволоконных сетей доступа является неизбежной тенденцией в развитии оптоволоконной связи. Хотя шаги по развитию оптоволоконных сетей доступа сегодня в разных странах различаются, оптоволокно до дома широко признано целью развития сетей доступа.
Справочные термины
Аббревиатура
Полное имя
Аббревиатура
Полное имя
ТОЛСТЫЙ
Оптоволоконная сеть доступа
ОДН
Оптическая распределительная сеть
PON
Пассивная оптическая сеть
ФТТХ
Оптоволокно в дом
ЭПОН
Пассивная оптическая сеть Ethernet
ФТТБ
Оптоволокно до здания
ГПОН
Гигабитная пассивная оптическая сеть
ФТТС
Волокно до обочины
XGPON
XG-ПОН
ФТТО
Оптоволокно в офис
XGSPON
XGS-PON
ФТТП
Оптоволокно в помещение
АОН
Активная оптическая сеть
FTTCab
Оптоволокно в шкаф
ОЛТ
Оптический линейный терминал
ОНУ
Оптический сетевой блок
НТ
Сетевой терминал
ОНТ
Оптический сетевой терминал
P2MP
От точки к нескольким точкам
СО
Центральный офис