Passiv optik tarmoq (PON): arxitektura, boʻlinish nisbati va GPON-to-XGS-PON yangilash yoʻli

Passiv optik tarmoq (PON) quvvatsiz ajratgichlar va umumiy tolalar orqali o'nlab abonentlarga bosh qismidagi bitta optik liniya terminalini (OLT) ulaydi. Har bir xonada - OLT va ONT o'rtasida hech qanday dala elektronikasi o'rnatilmaydi, shunchaki shisha, ulagichlar, ulash joylari va passiv ajratgichlar. Ushbu yagona dizayn qarori yuk mashinalarining rulonlarini qisqartiradi, shkafning quvvat manbaini yo'q qiladi va operatorlarga kirish texnologiyasining bir necha avlodidan ustun turadigan zavodni beradi. GPON 2,488 Gbit/s pastga va 1,244 Gbit/s yuqoriga ishlaydi; XGS-PON, agar optik byudjet ruxsat bergan bo‘lsa, simmetrik 9,953 Gbit/s tezlikni bir xil tashqi qurilmaga suradi.

 

Nima uchun PON standart FTTH arxitekturasiga aylandi?

2000-yillarning oʻrtalarida-uyga{3}}tolani sinovdan oʻtkazayotgan operatorlar oddiy muammoga duch kelishdi: har bir abonentga maxsus tolani ulash qimmatga tushdi va koʻcha kabinetlariga faol kalitlarni oʻrnatish nosozliklar va elektr toʻlovlarini oshirdi. PON ikkala muammoni birdaniga hal qildi. Bitta oziqlantiruvchi tola markaziy ofisni tark etadi, yopilish yoki poydevordagi passiv ajratgichga tegadi va 32 yoki 64 tomchigacha ventilyatorlar - batareyalar, fanatlar, dala elektronikasini masofadan boshqarish yo'q.

Ushbu model bardoshli bo'lib chiqdi. Keng polosali tolali assotsiatsiyani tarqatish ma'lumotlariga ko'ra, Shimoliy Amerikadagi o'n millionlab FTTH abonentlari hozirda PONning qandaydir ko'rinishida o'tirishmoqda. Kvartira MDU ko'targichlari, biznes-parklar, mehmondo'stlik ob'ektlari, universitet kampuslari va{2}}aqlli binolar loyihalari bir xil passiv-split arxitekturaning o'zgarishlarini amalga oshiradi. Bugungi kunda ko'pchilik tarmoqni rejalashtiruvchilar so'raydigan savol PON ishlaydimi yoki yo'qmi - emas, bu PON avlodining qaysi trafik aralashmasiga mos kelishi va mavjud optik tarqatish tarmog'i (ODN) qanchalik uzoqqa cho'zilishidir.

 

 

Qanday qilib quyi va yuqori oqimdagi trafik umumiy tolada harakatlanadi

Pastki oqimda OLT filialdagi har bir ONTga uzatiladi. Har bir ONT GEM portini yoki XGEM sarlavhalarini o'qiydi, o'z ramkalarini qabul qiladi va qolganlarini o'chiradi. AES-128 shifrlash, optik signal jismonan daraxtdagi har bir qurilmaga yetib borsa ham, abonent trafigini maxfiy saqlaydi.

Yuqori oqim yanada qiyinroq. Bir nechta ONTlar OLT ga bir tolali yo'lni ulashadi, shuning uchun ularning hammasi bir vaqtning o'zida uzata olmaydi. OLT dinamik tarmoqli kengligi taqsimoti (DBA) dvigatelini ishga tushiradi, u - vaqt oralig'ini tayinlaydi, bu esa har bir ONTga lazerni qachon va qancha vaqt davomida yoqish kerakligini aytadi. Ranging masofadagi farqlarni qoplaydi, shuning uchun portlashlar bir-birining ustiga chiqmasdan keladi. Ushbu rejalashtirish intizomi umumiy yuqori oqim tolasini to'qnashuvga aylanib qolmasdan, miqyosda ishlashiga imkon beradi.

PON shoxchalarini aralash foydalanish uchun{0}}binolar uchun ishga tushirish bo‘yicha tajribamizga ko‘ra, muammolar birinchi navbatda yuzaga keladigan yuqori oqim jadvalidir. Yengil turar-joylarni ko'rib chiqadigan filial bulutli zahira portlashlari, IP kuzatuv kameralari va bir vaqtning o'zida video qo'ng'iroqlarni amalga oshiradigan kovorking ijarachisiga o'xshamaydi. DBA parametrlari va trafik shartnomalarini to'g'ri olish, ko'pchilik spetsifikatsiyalar taklif qilganidan ko'ra muhimroqdir.

 

 

Asosiy PON komponentlari bir qarashda

Har bir PON-ni joylashtirish to'rtta qurilish blokiga tayanadi. OLT - bosh qismida joylashgan boʻlib, u ONTlarni autentifikatsiya qiladi, tarmoqli kengligi grantlarini boshqaradi, QoS siyosatlarini qoʻllaydi va yadroga yoʻnaltirilgan trafikni jamlaydi. ODN passiv zavodning o'zi: OLT dan oziqlantiruvchi tola, ajratgichdan keyin tarqatish tolasi va har bir xonaga kabellarni tushirish. Splitterlar optik quvvatni taqsimlaydi - 1:32 splitter taxminan 17 dB yo'qotishni keltirib chiqaradi, 1:64 ajratgich esa 20 dB atrofida qo'shadi. ONT (yoki MDU stsenariylarida ONU) optik yo'lni tugatadi va abonentga Ethernet, POTS yoki RF videosini uzatadi. Har bir komponent uzoq muddatli xarajat-bo'lib turadi, lekin ODN ustunlik qiladi, chunki ko'milgan yoki havo tolasini almashtirish chiziq kartasini almashtirishdan ko'ra ko'proq zarar keltiradi.

ODN turli tolali topologiyalar ichida qayerga mos kelishi haqida kengroq tasavvurni yaratishni o'quvchilar boshlashlari mumkinFTTx joylashtirish modellariva PON{0}}maxsus dizayn qatlami uchun bu yerga qayting.

 

GPON va XGS-PON: Toʻgʻri avlodni tanlash

GPON va XGS-PON turli xil traffik realliklariga mo‘ljallangan. Quyidagi jadvalda tanlov qarorlarini keltirib chiqaradigan asosiy farqlar keltirilgan.

	GPON (G.984.x)	XGS-PON (G.9807.1)
Pastga / yuqoriga	2,488 Gbit/s / 1,244 Gbit/s	9,953 Gbit/s / 9,953 Gbit/s (simmetrik)
Pastki oqim to'lqin uzunligi	1490 nm	1577 nm
Yuqori oqim to'lqin uzunligi	1310 nm	1270 nm
Oddiy optika sinfi	B+ sinfi (28 dB byudjet)	N1/N2 (29–31 dB byudjet)
Eng yaxshi mos	Keng polosali uy-joy, oʻrtacha yuklash talabi bilan-ogʻir obunachilar bazasi	Simmetrik gigabit darajalari, biznes SLAs, mobil qayta yuklash, yuklash-og‘ir aralash foydalanish
Sotuvchi ekotizim	Juda etuk; OLT va ONT sotuvchilari o'rtasida keng hamkorlik	Tez etuk; ONT xarajatlari 2022 yildan beri sezilarli darajada pasaydi, buning sababi yuqori ishlab chiqarish hajmi va bozorga bir nechta ONU chipset provayderlari kirishi (Dell'Oro Group / Fierce Network, 2022 yil oktyabr; Zhone / Fiber Connect 2023)
Birgalikda yashash	ODNni XGS-PON bilan to‘lqin uzunligi multipleksorlari orqali baham ko‘rishi mumkin	ODNni to'lqin uzunligi multipleksorlari orqali GPON bilan baham ko'rishi mumkin

EPON qayerga mos keladi? EPON (IEEE 802.3ah) allaqachon Ethernet{1}}mahalliy kadrlar-da standartlashtirilgan bozorlarda, ayniqsa Sharqiy Osiyoda va IEEE standartlariga moslashtirilgan kabel{3}}operator muhitlarida kuchliligicha qolmoqda. XG-PON (G.987.x) 9,953 Gbit/s pasaygan, lekin atigi 2,488 Gbit/s yuqoriga ko‘tarilgan pog‘ona bo‘lib xizmat qildi va yangi o‘rnatishlarda asosan XGS{9}}PON o‘rnini egalladi.

Amaliy xulosa: agar sizning obunachilar bazasi hali ham oddiy yuklash bilan oqim iste'moliga moyil bo'lsa, GPON yillar davomida yaxshi xizmat qilishi mumkin. Agar siz biznes ijarachilari bilan shug'ullanayotgan bo'lsangiz, simmetrik gigabit darajalarini sotmoqchi bo'lsangiz yoki bir xil ODNda mobil qayta ishlashni rejalashtirmoqchi bo'lsangiz, XGS-PON maqsaddir.

 

To'lqin uzunligining birgalikda yashashi: haqiqiy yangilash dastagi

PON migratsiyasini iqtisodiy jihatdan foydali qiladigan narsa to'lqin uzunligini rejalashtirishdir. GPON 1490 nm da quyi oqimga uzatadi va 1310 nm da yuqori oqimni oladi. XGS-PON 1577 nm quyi oqim va 1270 nm yuqori oqimdan foydalanadi. Bu diapazonlar bir-biriga mos kelmaydi, ya'ni to'g'ri ishlab chiqilgan ODN bir vaqtning o'zida OLT tomonidagi to'lqin uzunligi multipleksoridan (WM) foydalangan holda GPON va XGS-PON trafigini olib yurishi mumkin.

Bu birgalikda yashash modeli haqiqiy pulga arziydi. Passiv zavod - oziqlantiruvchi marshrutlari, biriktiruvchi korpuslar, ajratgichlar va tushirish kabellari - odatda FTTH qurish umumiy qiymatining eng katta ulushini tashkil qiladi, FTTH Kengashi Yevropa kabi organlarning sanoat hisob-kitoblariga ko‘ra, odatda yarmidan ko‘p. Har bir obunachi jadvali boʻyicha OLT pichoqlari va ONTlarni almashtirishda ushbu zavoddan qayta foydalanish-forkliftni yangilashni bosqichma-bosqich koʻchirishga aylantiradi.

Oʻrta Gʻarbdagi operatorlar oʻtish davrida 18+ oy davomida aralash GPON/XGS-PON filiallarini ishga tushirganini, birinchi navbatda biznes obunachilarni yangilashini va ONT xarajatlari pasayganligi sababli turar joy foydalanuvchilarini koʻchirishini koʻrdik. Yondashuv - ishlaydi, lekin faqat asl ODN toza ulagichlar, hujjatlashtirilgan ajratuvchi joylashuvi va qo'shimcha WM kiritish yo'qotilishini (odatda 0,5-1,0 dB) o'zlashtirish uchun etarli optik chegara bilan qurilgan bo'lsa.

Turli toʻlqin uzunlikdagi oynalar bitta rejimli tolada- qanday ishlashini chuqurroq koʻrish uchun,bu 850 nm, 1310 nm va 1550 nm uzatishni taqqoslashbirgalikda yashashni rejalashtirish orqasida optik fizikani to'ldiradi.

 

Split nisbati, optik byudjet va dizaynlar qayerda buziladi

Split nisbati kirish iqtisodiyoti va optik muhandislik to'qnashuvi. Kattaroq boʻlinishlar-abonent infratuzilmasi narxini - kamaytiradi, lekin ular koʻproq optik byudjetni sarflaydi va umumiy quvvat bosimini oshiradi. To'g'ri nisbat masofaga, ulagichlar soniga va trafik profiliga bog'liq.

 

Split nisbati tanlash bo'yicha qo'llanma

1:16 - past zichlikli yoki yuqori-marjali muhitlar.Taxminan 14 dB splitter yo'qotilishini keltirib chiqaradi. Qishloqda{2}}foydalanuvchi masofalari optik byudjetning katta qismini sarflaydigan keng qamrovli joylashtirishlarda yoki kelgusida xizmat koʻrsatish uchun maksimal joy talab qiladigan-biznesga yoʻnaltirilgan PON filiallarida keng tarqalgan.

1:32 - asosiy standart.Taxminan 17 dB splitter yo'qolishi. Shahar atrofidagi va shahar FTTH qurilishlarining aksariyati uchun obunachilar zichligini optik byudjetga tenglashtiradi. Oddiy metro masofalarida (umumiy yo'l 15 km dan kam) GPON sinf B+ optikasi bilan qulay ishlaydi va XGS-PON bilan birgalikda yashash uchun joy qoldiradi.

1:64 - xarajat-optimallashtirilgan yuqori zichlik.Taxminan 20 dB splitter yo'qolishi. Har bir obunachi infratuzilmasi narxi 1:32 ga nisbatan-yarim baravar kamaygan, lekin qat'iy konnektor intizomi, qisqa masofalar va ehtiyotkorlik bilan-byudjetni tekshirishni talab qiladi. MDU ko'targichlari, kampus tarmoqlari yoki tolalar qisqa va ulagichlar soni kam bo'lgan zich shahar inshootlari uchun eng mos keladi.

 

GPON Class B+ optikasi 28 dB yo'qotish byudjetini qo'llab-quvvatlaydi. Oddiy tolaning zaiflashishini (masalan, 1310 nm da 0,35 dB/km, masalan, oziqlantiruvchi va tarqatishning 15 km masofasida), ulagichning yo'qolishini (ehtimol 4-6 ulanish bo'ylab har bir juft juftlik uchun 0,3-0,5 dB), ulanishning yo'qolishini va ajratgichni kiritish yo'qotilishini olib tashlaganingizdan so'ng, qolgan chegara tezda yupqalashishi mumkin. Umuman olganda, barcha yo‘qotishlar hisoblangandan so‘ng kamida 3 dB ish marjasini saqlashni maslahat beramiz - bufer eskirgan, iflos konnektorlar va kelajakdagi passiv qo‘shimchalarni xizmat chaqiruvlarini ishga tushirmasdan o‘zlashtiradi.

 

Biz sohada duch keladigan umumiy dizayn nosozliklari bir nechta takrorlanadigan naqshlarga to'g'ri keladi: ulagichning sifati va ulanishlar soni byudjetni qo'llab-quvvatlamaydigan joylarda bo'linish nisbati 1:64 ga suriladi; noto'g'ri izolyatsiyani deyarli imkonsiz qiladigan joylarda joylashtirilgan splitterlar; “XGS-Keyinroq PON”ga havola qilingan yangilash rejalari, hech kim mavjud yo‘qotishlar byudjeti yuqori tezlikdagi optika va qo‘shma jihozlarga bardosh bera olishini tasdiqlamasdan; va keyinchalik biznes SLAs va yuqori oqim-og‘ir IoT trafigiga yuklanadigan turar-joy oqimlari uchun o‘lchamdagi filial dizaynlari. Ularning har biri rejalashtirish yorlig'i sifatida boshlanadi va operatsion bosh og'rig'i sifatida tugaydi.

 

 

PON vs. Active Ethernet: Har biri mantiqiy bo'lganda

Active Ethernet (AE) har bir abonentga kommutatsiya qilingan infratuzilmada ajratilgan tola yoki ajratilgan toʻlqin uzunligini beradi. Ushbu model qat'iy trafik izolyatsiyasi, deterministik tarmoqli kengligi yoki tartibga soluvchi bo'linishni talab qiladigan muhitlarga mos keladi - ko'p ijarachilarga mo'ljallangan ma'lumotlar markazlari, moliyaviy shaharchalar yoki qat'iy muvofiqlik chegaralari bo'lgan shifoxona tarmoqlari -.

PON maydonning soddaligi bo'yicha g'alaba qozonadi. O'rta quvvat yo'q, bosh va binolar o'rtasida kamroq nosozlik nuqtalari va zichlikdagi o'yinlarda abonent uchun arzonroq narx. Haqiqiy qaror odatda uchta operatsion savolga to'g'ri keladi: razvedka qayerda o'tirishi kerak? Quvvat qayerda talab qilinishi kerak? Qayerda ta'mirlash xavfi maqbul? Ularga javob berganingizdan so'ng, arxitektura asosan o'zini tanlaydi.

 

 

Nima uchun XGS-PON talabi tezlashmoqda

Ko'plab bozor kuchlari XGS-PONni yo'l xaritasi slayddan xarid buyurtmasiga o'tkazmoqda. Oxirgi ikki yil ichida - videokonferensiya, bulutli oʻyinlar va uy xavfsizligini taʼminlovchi oqimlar tufayli - sezilarli darajada oʻsdi va bir necha 1-darajali operatorlar{6}}yil davomida-yil davomida 25–35% oraligʻida oʻsganligi haqida hisobot berishdi. Kichik va oʻrta{12}}biznes nosimmetrik gigabit xizmatini baza sifatida kutmoqda. Munitsipalitetlar va qishloq elektr shirkatlari-grinfield FTTH quruvchi korxonalar oʻrta davrdagi yangilanish davrining oldini olish uchun birinchi kundan boshlab XGS-PONni belgilamoqda.

10G PON dan keyin kirish qatlami qayerga borishini kuzatishni rejalashtiruvchilar uchun,bu FTTx tarmog'ining kelajakdagi yo'nalishiga qarash25G PON, 50G PON va toʻgʻridan-toʻgʻri mahsulot katalogiga kirmasdan{2}}to{3}}koʻp nuqtali kogerent optikani qamrab oladi.

 

 

TSS