Znanje

Kaj je GPON?

GPON (gigabitno pasivno optično omrežje)je tehnologija dostopa do optičnih vlaken-{1}}od točke do več točk in vodilni standard v njejPON (pasivno optično omrežje)sistemi.GPONuporablja pasivne optične razdelilnike za razdelitev enegavlakninena več poti, s čimer -zagotavlja storitve visoke hitrosti omrežnega dostopa več uporabnikom.

Ključne značilnosti GPON

GPONse od tradicionalnih načinov dostopa razlikuje po treh glavnih značilnostih:

Tehnologija pasivnega cepljenja: Omrežje uporablja pasivne optične razdelilnike (Splitter) namesto aktivne opreme, ki ne potrebuje zunanjega napajanja, kar znatno zmanjša kompleksnost omrežnih vozlišč in stopnje napak.

Model skupne pasovne širine: Več uporabnikov si deli vire pasovne širine hrbtenicevlaknines tehnologijo časovnega multipleksiranja za doseganje prenosa podatkov, izboljšanje uporabe vlaken ob zagotavljanju kakovosti storitev.

Zadnja milja: GPONje posebej zasnovan zaOptična vlakna do doma (FTTH)in scenarije FTTB (Fiber to the Building), s pokritostjo običajno znotraj 20 kilometrov, zaradi česar je tehnologija za doseganje širokopasovnega dostopa v "zadnjem kilometru".

Načelo delovanja GPON

Ključ doGPONoperacija je od točke-do-več točkoptično omrežjetopologijo, sestavljeno iz treh glavnih komponent, ki tvorijo popolno prenosno povezavo od centralne pisarne do uporabnikov:

Plast OLT (optični linijski terminal): Nahaja se v sobi z opremo operaterja in služi kot "možgani" celotnegaGPON omrežje, odgovoren za združevanje podatkov, dodeljevanje pasovne širine, upravljanje uporabnikov in načrtovanje omrežja. TheOptični linijski terminal (OLT)pošilja podatke v obliki optičnih signalov s tehnologijo WDM (Wavelength Division Multiplexing).

Plast ODN (optično distribucijsko omrežje): Vsebujeoptični kabliin pasivni optični razdelilniki, ki služijo kot fizični prenosni medij, ki povezujeOLTna uporabniške terminale. Signali se širijo vzdolž ene samevlakninevOptično distribucijsko omrežje (ODN), sčasoma doseže pasivni razdelilnik na koncu, z razdaljami do 20 kilometrov.

ONU/ONTSloj (optična omrežna enota/optični omrežni terminal): Nameščen v domovih ali na hodnikih uporabnikov, dokonča pretvorbo optičnega-v-električnega signala in zagotavlja vmesnike za terminalske naprave, kot so usmerjevalniki, telefoni in-set-boxi, ki lahko pretvarjajo optične podatkovne signale v električne signale.

Podrobne funkcije opreme ključev GPON

OLT (optični linijski terminal) - optični linijski terminal

TheOLTsluži kot glavna naprava za upravljanjeGPONsistem, običajno nameščen v centralni pisarni ali podatkovnem centru ponudnika storitev, ki deluje kot upravitelj omrežja. Pri pošiljanju optičnih signalov v smeri toka uporablja tehnologijo multipleksiranja z delitvijo valovnih dolžin-video signali uporabljajo valovno dolžino 1550 nm, glasovni in podatkovni signali uporabljajo valovno dolžino 1490 nm, pri sprejemanju signalov v smeri toka pa valovno dolžino 1310 nm. Ta zasnova različnih valovnih dolžin učinkovito preprečuje motnje signala. TheOLToddaja podatke navzdol vsemONU-jiin združuje promet navzgor, dinamično dodeljuje vire pasovne širine za zagotavljanje kakovosti storitev. Skozi hrbtenicoGPON kabli, se poveže z optičnimi razdelilniki, da omogoči oddaljeno konfiguracijo, nadzor in diagnozo napak vseh povezanihONU-ji, hkrati pa zagotavlja standardne vmesnike z metropolitanskimi ali hrbteničnimi omrežji višje-nivoje za popolno integracijo storitev. Anvrata OLTobičajno lahko podpira od 32 do 128ONU-ji, odvisno od konfiguracije razmerja delitve.

Razdelilnik (optični razdelilnik) - Pasivni optični razdelilnik

Optični razdelilnik je ključna komponenta, ki uteleša "pasivno" lastnostGPON. Kot povsem optična pasivna naprava, ki ne potrebuje napajanja, distribuira enojni signalvlakninesignal izOLTna več izhodovvlaknav določenem razmerju, z vsakimvlakninepovezovanje z enimONT. Običajna razmerja delitve vključujejo 1:4, 1:8, 1:16, 1:32 in 1:64 ter lahko sprejmejo centralizirano delitev (en-časovna porazdelitev na več uporabnikov) ali kaskadno delitev (izgradnja bolj prilagodljivih omrežij podružnic s kaskadnim več{12}}nivojskim razdelilnikom) metode uvajanja, ki so običajno nameščene voptični kabelkrižne-omarije ali razdelilne omarice na hodniku. Pomembno je upoštevati, da večja razmerja delitve pomenijo več deljenih uporabnikov, kar ima za posledico zmanjšano razpoložljivo pasovno širino na uporabnika.

ONT/ONU (optični omrežni terminal/enota) - optični omrežni terminal

TheONTje namenska pretvorba-optike v-elektrikomodemnameščen pri končnih uporabnikih.ONTinONUimajo v bistvu enake funkcije, zONTzlasti glede terminalske opreme vFTTHscenarijev, medtem koONUje splošni izraz za vse optične omrežne-enote na strani uporabnika. Pretvarjavlaknaoptične signale v električne signale za uporabo domačih naprav, pri čemer združuje in optimizira-podatke na strani uporabnika, preden jih pošlje nazajOLT. Omogoča gigabitna ethernetna vrata za povezovanjeusmerjevalnikiali računalniki, vrata POTS za priklop stacionarnih telefonov, vrata RF za priklop -top boxov in različni drugi vmesniki. Izvaja preverjanje pristnosti uporabnika, da zagotovi, da do omrežja dostopajo samo pooblaščeni uporabniki, in poroča informacije o statusuOLTza daljinsko upravljanje in konfiguracijo.

ODN(Optično distribucijsko omrežje) - Optično distribucijsko omrežje

TheODNni ena naprava, temveč skupni izraz za vso fizično pasivno strojno opremo medOLTinONT, vključno s podajalnikomoptični kabli(od opreme do cepilnice), optični razdelilniki, distribucijaoptični kabli(od cepitvene točke do uporabnikov),vlaknineskakalci, adapterske plošče, konektorji, zapirala za spoje ter različni prenosni mediji in pasivne komponente. Dizajn in kakovost gradnjeODNneposredno določa zmogljivost prenosa in zanesljivost celotnegaGPON omrežje. Pri gradnji so ključni parametri kot nprvlaknineupogibni polmer, izgube pri fuzijskem spoju in izgube pri vstavitvi konektorja morajo biti strogo nadzorovani, saj imajo ti dejavniki pomembno vlogo pri določanju in optimizaciji izgube optičnega signala. DobroODNnačrtovanje lahko zmanjša oslabitev signala in uporabnikom zagotovi stabilne in zanesljive omrežne storitve.

Mehanizem prenosa podatkov GPON

GPONuporablja multipleksiranje s časovno delitvijo (TDM) in tehnologije večkratnega dostopa s časovno razdelitvijo (TDMA) za doseganje dvosmerne komunikacije. Dolvodna smer (OLTdoONU): TheOLToddaja podatke na način oddaje, ki vseONU-jimore prejeti, vendar vsakONUrazčlenjuje samo okvire podatkov, ki pripadajo sebi, in zagotavlja varnost s šifriranjem. Gorvodna smer (ONUdoOLT): VsakONUpošilja podatke v časovnih intervalih, ki jih dodeliOLT, izogibanje konfliktom, zOLTusklajevanje časa prenosa vsehONU-ji. Ta mehanizem omogoča enojnovlakninehkrati služiti več uporabnikom, kar znatno zmanjšavlaknineporaba virov.

Prednosti in omejitve GPON

Temeljne prednosti

Kot pasivni sistem,GPONza delovanje potrebuje minimalno količino električne energije, energetska učinkovitost pa je 95 % višja kot pri bakrenih kabelskih omrežjih. Razdelilniki vODNne potrebujejo napajanja, prostora za opremo in so v bistvu brez vzdrževanja-. Operaterji morajo samo upravljatiOLTopremo na koncu opreme, kar bistveno zmanjša stroške električne energije in stroške IT podpore. Kot avlakninesistem, ki neposredno povezuje več uporabnikov s tehnologijo razdelilnika,GPONzahteva manj opreme.GPONlahko zagotovi gladko upravljanje prometa do 10/10 Gbps za vsakega uporabnika, pri čemer prepustnost optičnega omrežja doseže 40 Gbps. Fizična razdalja prenosa lahko doseže 20 kilometrov ali celo dlje, kar zadostuje za pokrivanje večine mestnih in primestnih scenarijev dostopa. Kar zadeva varnost,GPONuporablja napredne standarde šifriranja in zasnovo-zaprtega vezja, svlakninesignale, ločene drug od drugega, da se učinkovito upirajo napadom hekerjev. Stabilnost je njegova izjemna prednost-lahko ostane stabilen tudi med prezasedenostjo omrežja in velikimi prometnimi zahtevami. Z optičnimi razdelilniki zagotavlja minimalno dodelitev pasovne širine za končne uporabnike in inherentne značilnostivlakninenaj bo odporen na elektromagnetne ali radijske motnje. Poleg tega vseONU-jijih centralno upravljaOLT, ki omogoča aktiviranje storitev na daljavo, spremembe konfiguracije in diagnozo napak brez-obiskov na kraju samem, kar močno izboljša operativno učinkovitost in je primerno za-uvedbo velikega obsegaFTTHin FTTP.
 

Omejitve praktične uporabe

Glavna pomanjkljivostGPONleži v njegovi arhitekturi, ki temelji na delitvi pasovne širine in delitvi med več uporabniki. V primerjavi s sistemi od-do-točkov kot več-gigabitomrežja postopoma postanejo mainstream, vsi uporabniki pod istimPONpristaniščedelijo skupno pasovno širino (običajno 2,5 Gbps navzdol), kar lahko privede do znatnega zmanjšanja dejanske razpoložljive pasovne širine na uporabnika v konicah. To od operaterjev zahteva, da razumno nadzorujejo razmerja delitve, da se izognejo prekomerni-naročnini. Fizična krhkostoptični kablije tudi pomembna težava-vlaknineje zelo občutljiv na fizične deformacije, kot so upogibanje, zvijanje in zlom. Vsaka delitev povzroči izgubo moči 3–4 dB, plus izgube pri fuzijskih spojih in konektorjih. Če je smer namestitve napačna ali zaščita manjka, lahko povzroči čezmerno oslabitev signala, poslabšanje zmogljivosti ali celo okvare linije. Odkar jeODNje apasivno omrežje, ko pride do fizičnih okvar, jih ni mogoče neposredno nadzorovati prek sistemov za upravljanje omrežja in zahtevajo profesionalno opremo, kot je OTDR za odpravljanje težav, kar ima za posledico nizko učinkovitost lokalizacije. Ko se razvija izGPONdo 10G-GPONali 50G-PON, ODNzdružljivost inOLTupoštevati je treba tudi zmožnosti soobstoja v pristanišču. Nepravilno začetno načrtovanje bo morda zahtevalo ponovno-polaganjevlakninemed poznejšimi nadgradnjami. Čeprav so dolgoročni-stroški delovanja in vzdrževanja nizki, začetnivlaknineinvesticije v polaganje in konfiguracijo opreme so precejšnje, na območjih z nizko gostoto uporabnikov pa je doba povrnitve naložbe daljša.