FTTH - magyarázat
Mi az FTTH?
A Fiber to the Home (FTTH) a végső optikai hozzáférési megoldás, ahol minden előfizető egy optikai szálhoz van csatlakoztatva. Az ebben az oktatóanyagban tárgyalt telepítési lehetőségek egy teljes optikai szál útvonalon alapulnak az OLT-től az előfizetői helyiségekig. Ez a választás lehetővé teszi nagy sávszélességű szolgáltatások és tartalmak nyújtását minden ügyfél számára, és maximális sávszélességet biztosít az új szolgáltatások jövőbeni igényeihez. Ezért a „rész” rost és „rész” réz infrastruktúra hálózatokat magában foglaló hibrid opciók nem tartoznak ide.
A differenciálszálas távolság a legközelebbi és legtávolabbi ONU / ONT távolsága közötti különbség az OLT-től. A GPON-ban a maximális differenciálszál-távolság 20 km. Ez befolyásolja a távolsági ablak méretét, és biztosítja az [ITU-T G.983.1] előírásoknak való megfelelést. A logikai elérhetőség azt a maximális távolságot jelenti, amelyet egy adott átviteli rendszerhez el lehet érni, függetlenül az optikai költségkerettől. A logikai elérés az ONU / ONT és az OLT közötti maximális távolság, kivéve a fizikai réteg korlátozását. A GPON-ban a maximális logikai elérés 60 km-ben van meghatározva. Az átlagos jelátviteli késés a referenciapontok közötti upstream és downstream késleltetési értékek átlaga. Ezt az értéket úgy kell meghatározni, hogy megmérik az oda-vissza késleltetést, majd osztják el kettővel. A GPON-nak olyan szolgáltatásokat kell alkalmaznia, amelyek maximális átlagos jelátviteli késleltetését 1,5 ms-ig igénylik. A GPON rendszer maximális átlagos jelátviteli késleltetési ideje a TV referenciapontok között kevesebb, mint 1,5 ms lehet. Az OAN az ugyanazon hálózati oldali interfészekkel megosztott, optikai hozzáférési átviteli rendszerek által támogatott hozzáférési linkek halmaza. Az OAN tartalmazhat számos ODN-t, amelyek ugyanahhoz az OLT-hez kapcsolódnak. A PON összefüggésben egy optikai szálak fája a hozzáférési hálózatban, teljesítmény- vagy hullámhossz-osztóval, szűrőkkel vagy más passzív optikai eszközökkel kiegészítve. Olyan eszköz, amely lezárja az ODN általános (gyökér) végpontját. Ezután végrehajt egy PON protokollt, amint azt az [ITU-T G.984] meghatározza; majd adaptálja a PONPDU-kat a felfelé irányuló kommunikációhoz a szolgáltatói szolgáltatási felületen keresztül. Az OLT felügyeleti és karbantartási funkciókat biztosít az alárendelt ODN és ONU számára. Egyetlen előfizetői eszköz, amely lezárja az ODN elosztott (levél) végpontjait, végrehajtja a PON protokollt és adaptálja a PON PDU-kat az előfizetői szolgáltatási interfészekhez. Az ONT egy ONU különleges esete. Általános kifejezés, amely olyan eszközt jelöl, amely egy ODN elosztott (levél) végpontját lezárja, PON protokollt valósít meg és adaptálja a PON PDU-t. A fizikai elérhetőség azt a maximális fizikai távolságot jelenti, amelyet egy adott átviteli rendszer elérhet. Mivel a 'Physical Reach' az ONU / ONT és az OLT közötti maximális fizikai távolság. A GPON-ban azonban a fizikai eléréshez két lehetőséget határoznak meg: 10 km és 20 km. Feltételezzük, hogy 10 km az a maximális távolság, amelyen keresztül az FP-LD használható az ONU-ban olyan nagy bitsebességgel, mint 1,25 Gbit / s vagy annál nagyobb. Az FTTH szolgáltatásai a szolgáltatók által megkövetelt hálózati szolgáltatásként vannak meghatározva. A szolgáltatást egy név írja le, amelyet mindenki egyértelműen felismer, függetlenül attól, hogy keretszerkezeti név vagy általános név. A GPON célja az 1,2 Gbit / s vagy annál nagyobb átviteli sebesség. Ennek megfelelően a GPON a továbbiakban két átviteli sebesség-kombinációt azonosít - 1,2 Gbps fel, 2,4 Gbps le 2,4 Gbps fel, 2,4 Gbps le A legfontosabb átviteli sebesség 1,2 Gbps fel, 2,4 Gbps lefelé, amely a GPON rendszerek telepített és tervezett üzembe helyezésének szinte teljes részét képezi. Minél nagyobb a megoszlási arány a GPON számára, annál gazdaságosabb költség szempontjából. A nagyobb megosztási arány azonban nagyobb optikai teljesítmény és sávszélesség felosztáshoz vezet, ami megnöveli az energia-költségvetés szükségességét a fizikai elérés támogatása érdekében. Az 1:64-ig terjedő osztott arányok a fizikai rétegre vonatkozóan reálisak, a jelenlegi technológiát figyelembe véve. Az optikai modulok folyamatos fejlődésének előrejelzésével a TC rétegnek 1: 128-ig terjedő arányos arányokat kell figyelembe vennie. Az optikai szál előnyei - Nagyon hosszú távolságok Erős, rugalmas és megbízható Lehetővé teszi a kis átmérőjű és könnyű kábeleket Biztonságos Elektromágneses zavarok ellen védett (EMI) Alacsonyabb költség A PON technológiában különféle modulok / alkatrészek vannak - WDM csatoló 1 × N Splitter Optikai szál és kábel Connector ODF / Szekrény / építőegységtartó A PON technológiában aktív modulok / alkatrészek: OLT - Lézeres adó (1490 nm) és Lézer vevők (1310 nm) CATV alkalmazáshoz - Lézererősítő (1550 nm) és EDFA a videojel erősítéséhez ONU-ban - Tápellátás / akkumulátor ONU-hoz Lézeres adó (1310 nm) Lézer vevők (1490 nm) Vevők a CATV jelhez (1550 nm) A GPON teljes formája: - Gigabites passzív optikai hálózat A GPON a hozzáférési hálózatok optikai rendszere, amely az ITU-T G.984 sorozat specifikációján alapul. A B + osztály optikájának felhasználásával, 1:32 osztásaránnyal, 28dB optikai költségkerettel 20 km-es távolságot tud biztosítani. A GPON leggyakrabban ismert jellemzői az alábbiakban találhatók. Downstream átvitel - 2.4Gbps Egy ONT BW elegendő több HDTV jel továbbításához A QOS lehetővé teszi a késleltetésre érzékeny forgalom (hang) használatát Upstream átvitel - 1 24 Gbps A minimális BW garantálható A nem használt időrészeket hozzá lehet rendelni a nehéz felhasználókhoz A QOS lehetővé teszi a késleltetésre érzékeny forgalom (hang) használatát A GPON szabványok a korábbi BPON előírásokra épülnek. Ezek a specifikációk mind az alábbiakban vannak felsorolva - G.984.1 - Ez a dokumentum leírja a gigabites kapacitású passzív optikai hálózat általános jellemzőit. G.984.2 - Ez a dokumentum leírja a gigabites kapacitású passzív optikai hálózat fizikai adathordozóktól függő rétegének specifikációját. G.984.3 - Ez a dokumentum leírja a gigabites kapacitású passzív optikai hálózat átviteli rétegének specifikációját. G.984.3 - Ez a dokumentum leírja a gigabites kapacitású passzív optikai hálózat átviteli rétegének specifikációját. A GPON rendszereknek alapvetően ugyanazok a fizikai komponensek vannak, amelyek ugyanúgy vannak konfigurálva, mint más PON hálózatokban. Természetesen a GPON rendszerekhez kifejlesztett termékek kifejezetten a GPON számára készültek, és nem cserélhetők fel az EPON vagy a BPON sebességváltóval. A GPON rendszereknek ugyanolyan alapvető képességeik vannak, mint a többi PON rendszerhez. Az architektúra fő különbsége a GPON az adatátviteli sebességnél. A Gigabites GPON beágyazási módszerek különféle szolgáltatások elvégzését teszik lehetővé, beleértve az ATM, a TDM hang és az Ethernet szolgáltatást. Az optikai rendszer egyik alapvető követelménye az, hogy elegendő kapacitással rendelkező alkatrészeket biztosítson az optikai jelnek a várt tartományba történő kiterjesztéséhez. Három kategóriát vagy alkotóelem-osztályt alapulnak az erő és az érzékenység. Az alkotóelemek osztályai: A osztályú optika: 5 - 20dB B osztályú optika: 10-25dB C osztályú optika: 15–30 dB Az EPON teljes formája - Ethernet Passive Optical Network. Az Ethernet Passive Optical Network (EPON) egy PON adat, amely az Ethernet hálózatba ágyazza az 1 Gbps – 10 Gbps kapacitást. Az EPON követi a PON eredeti architektúráját. Itt a DTE csatlakozik a fa törzséhez, és optikai vonali terminálnak (OLT) nevezik. Ez általában a szolgáltatónál található, és a csatlakoztatott fa DTE ágait Optikai Hálózati Egységnek (ONU) nevezzük, amelyek az előfizető telephelyén találhatók. Az OLT jelei passzív elosztón áthaladnak, hogy elérjék az ONU-t, és fordítva. Sok PON alkalmazás magas QoS-t (pl. IPTV) igényel. Az EPON a QoS-ot magasabb rétegekre hagyja - VLAN címkék P bit vagy DiffServ DSCP Ezenkívül alapvető különbség van az LLID és a Port-ID között - ONU-nál mindig 1 LLID van Bemeneti portonként 1 Port-ID van - ONU-nál sok lehet Ez megkönnyíti a port-alapú QoS megvalósítását a PON rétegen Az alábbi táblázat ismerteti a GPON és az EPON közötti különbséget. Az OLT-ben megvalósított algoritmus, amely Report and Gate üzeneteket használ az átviteli program felépítéséhez és az ONU átadásához, dinamikus sávszélesség-elosztási (DBA) algoritmusnak nevezik. Az EPON működése az Ethernet MAC és az EPON keretekre épül (a GbE keretekre alapozva), de szükséges kiterjesztések - MultiPoint vezérlő protokoll PDU-k - Ez a vezérlő protokoll, amely megvalósítja a szükséges logikát. Pont-pont emuláció (összeegyeztetés) - Ez teszi az EPON-t point-to-point összeköttetésnek, és az EPON MAC-oknak vannak bizonyos korlátozásai. A CSMA / CD helyett továbbítják, amikor engedélyezik. A MAC-verembe eső időnek állandónak kell lennie (± 16 bites időtartam). A pontos helyi időt fenn kell tartani. A standard Ethernet alapvetően tartalommentes 8B preambulummal kezdődik - 7B váltakozó értékek és nullák 10101010 Az SFD 10101011 1B Az új PON fejléc elrejtése érdekében az EPON felülírja a preambulum egyes bájtjait. A DS forgalmat az összes ONU továbbítja, így a titkosítás a rosszindulatú felhasználók számára alapvetően könnyű az ONU átprogramozására és a kívánt keretek rögzítésére. Az Egyesült Államok forgalmát nem látják más ONU-k, ezért a titkosításra nincs szükség. Ne vegye figyelembe a szálak megfogóit, mert az EPON nem nyújt szabványos titkosítási módszert, de - Kiegészíthető IPsec-vel vagy MACsec-kel. Számos eladó hozzáadott védett AES-alapú mechanizmusokat. A BPON churning nevű mechanizmust használt - a churning olcsó hardver megoldás (24b kulcs), több biztonsági hibával - A motor lineáris volt - egyszerű ismert szöveges támadás A 24b kulcs deríthetőnek bizonyult 512 próbálkozás során Ezért a G.983.3 hozzáadta az AES támogatást - amelyet a GPON-ban már használnak. Az XPON a következő generációs PON, amely akár 10G adatátviteli sebességet is képes támogatni. Az XPON két kategóriába sorolható, azaz XG-PON1 és XG-PON2. Az XG-PON1 kompatibilis a GPON-val, míg az XG-PON2 teljesen új fejlesztés. A WDM-PON teljes formája: - Hullámhosszosztásos multiplex PON. A WDM-PON esetén eltérő hullámhosszra van szükség a különböző ONT-k számára; minden ONT exkluzív hullámhosszt kap, és élvezi a hullámhossz sávszélesség-forrásait. Más szavakkal, a WDM-PON logikai pont-több pont (P2MP) topológián működik. Az ODSM-PON teljes formája - Opportunista Spectrum és Dinamikus PON. Az ODSM-PON esetén a hálózat változatlan marad CO-tól felhasználói helyiségekig, kivéve egy változtatást, amely aktív WDM-elosztó. A WDM-elosztó ott lesz az OLT és az ONT között, helyettesítve a passzív osztót. Az ODSM-PON-ban a downstream WDM-et fogadja el, az ONT felé mutató adatokat különféle hullámhosszúságú különféle ONT-khez és felfelé használja, és az ODSN-PON dinamikus TDMA + WDMA technológiát alkalmaz. Az alábbi táblázat ismerteti az XGPON szabványokat - A következő táblázat az XG-PON optikai teljesítményosztályt írja le. A következő táblázat az AU, B és C osztály csillapítási tartományát írja le ITU szerint. Az alábbi táblázat ismerteti az IT, az A, B és C osztály OLT átviteli tartományát. Az alábbi táblázat ismerteti az ITU szerinti AU, B és C osztály ONU vevőkészülékét. Az alábbi táblázat ismerteti az AU, B és C osztály ONU adó-tartományát ITU-ban. Az alábbi táblázat az ITT szerinti A, B és C osztály OLT vevőkészülékét írja le. Az OLT-től kezdődő egyszálú passzív optikai osztókon keresztül osztják szét, hogy 64 ügyfélfelület ONT-ját szolgálják. Ugyanaz a szál továbbítja a downstream (OLT ONT felé) és az upstream (ONT felé OLT felé) bitfolyamokat, azaz 2,448 Mbps / 1490 nm (1480 - 1500 nm ablak) és 1,244 Mbps / 1310 nm (1260-1360 nm ablak). keresztül WDM (hullámhosszosztásos multiplexelés) a duplex (kétirányú) működéshez. Ugyanazt az egyszálas későbbi átvitelt az OLT-ről az ONT-re továbbítják egy ONT-vel, amely csak a neki címzett forgalmat fogadja el. Az upstream átvitel időosztásos többszörös hozzáférés (TDMA), mindegyik ONT továbbadva egymás után. A TV-jeleket (egy műholdas fejrészből származtatva) opcionálisan egy 1550 nm-es harmadik optikai hullámhosszon sugározzák ugyanazon (vagy további) szálon, amelyet az FTTx rendszerbe vezetnek be egy RF overlay alrendszer segítségével. A CATV jel csatolható GPON jelhez az EDFA erősítése után. Az RF CATV jelek az 1550 nm hullámhosszra modulálódnak. Ez az ONT-ben beépített Demux funkcióval extrahálódik, és az STB / TV számára a sík szervizcsatlakozásához vezet. A maximálisan megengedett optikai teljesítmény csillapítás az OLT optikai port és az ONT bemenet között 28 dB az úgynevezett B osztályú optikai hálózati elemek felhasználásával. Az ODN A, B és C osztálya elsősorban az 'optikai adó kimeneti' és 'bitsebességű optikai vevő érzékenysége alapján különbözik. Az A osztály adja a legkevesebb optikai költségvetést, a C osztály a legnagyobb, míg a költség szempontjából mindkettő azonos sorrendben van. A maximális 1:64 osztási arány elérése érdekében a B osztályú optikát általában kereskedelmi alapon alkalmazzák. A következő pontok magyarázzák az NGPON1 - A G.987 / G.988 XGPON szabvány 2011-ben jelent meg. Szabványosította az XGPON-t 2,5 Gbps / upstream / 10Gbps-rel downstream. A GPON és az XGPON eltérő hullámhosszt használ egyidejű létezéshez egy hálózatban. A következő pontok magyarázzák az NGPON2 - Nem tartja kompatibilisnek a meglévő ODN hálózattal, amely a PON technológia nyitottabb szabványa. Fókuszban a WDM PON és a 40G PON. GPON (ITU-T G.984) EPON (IEEE 802.3ah) Előremenő / Uplink 2.5G / 1,25 1,25 g / 1,25 g Optikai kapcsolat költségvetése B + osztály: 28dB; C osztály: 30dB PX20: 24dB Osztott arány 1:64 -> 1: 128 01:32 A tényleges lefelé irányuló kapcsolati sávszélesség 2200 ~ 2300Mbps 92% 980Mbps 72% A tényleges felfelé irányuló kapcsolati sávszélesség 1110Mbps 950Mbps OAM Teljes OMCI funkció + PLOAM + beágyazott OAM Rugalmas és egyszerű OAM funkció TDM szolgáltatás és szinkronizált óra funkció Natív TDM, CESoP CESoP bővíthetőség 10G 2.5G / 10G QoS A DBA ütemezése tartalmazza a TCONT-t, a PORT-ID-t; rögzítse a sávszélességet / garantálja a sávszélességet / nem garantálja a sávszélességet / a legjobb erőfeszítést igénylő sávszélességet A DBA, a QoS támogatását az LLID és a VLAN támogatja Költség 10% ~ 20% -kal magasabb költség, mint jelenleg az EPON, és nagy mennyiségben szinte ugyanaz az ár - Kiadás ideje Változat 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 Tétel Követelmény Megjegyzés Előremenő (DS) sebesség Névleges 10 Gbps Upstream (USA) sebesség Névleges 2,5 Gbps Az XG-PON 10 Gbps amerikai sebességgel XG-PON2-ként van jelölve. A jövőbeni tanulmányokhoz készül Multiplexítési módszer TDM (DS) / TDMA (USA) Költségvetés elvesztése 29 dB és 31 dB (névleges osztályok) A kibővített osztály a jövőbeli tanulmányokhoz szükséges Osztott arány Legalább 1:64 (legalább 1: 256 a logikai rétegben) Rost távolság 20 km (legalább 60 km logikai távolság) Együttélés GPON-val (1310/1490 nm)
RF-videóval (1550 nm) „Nominal1” osztály (N1 osztály) „Nominal2” osztály (N2 osztály) „Extended1” osztály (E1 osztály) „Extended2” osztály (E2 osztály) Minimális veszteség 14 dB 16 dB 18 dB 20 dB Maximális veszteség 29 dB 31dB 33 dB 35 dB Paraméter Egység A osztály B osztály C osztály Csillapítási tartomány (ITU-T Rec. G.982) dB 5 - 20 10-25 15-30 OLT adó Egység A osztály B osztály C osztály Átlagos indított teljesítmény MIN dBm 0 5 3 Átlagos indított teljesítmény MAX dBm 4 9 7 ONU vevő Egység A osztály B osztály C osztály Minimális érzékenység dBm -21 -21 -28 Minimális túlterhelés dBm -1 -1 -8 ONU adó Egység A osztály B osztály C osztály Átlagos indított teljesítmény MIN dBm -3 -2 2 Átlagos indított teljesítmény MAX dBm 2 3 7 OLT vevő Egység A osztály B osztály C osztály Minimális érzékenység dBm -24 -28 -29 Minimális túlterhelés dBm -3 -7 -8