Что такое olt gpon

Волокно в каждый дом: как это работает

В данном материале пойдет речь о технологии и оборудовании для организации пассивных оптических сетей — Passive Optical Network, PON. Основными отличиями PON от классических оптических каналов связи являются использование для агрегации трафика пассивного оборудования — оптических сплиттеров — и высокая плотность портов.

Не секрет, что требования потребителей к скорости доставки информации из Интернет растут по экспоненте. Сегодня в крупных городах 10 Мбит/с являются совершенно обычным делом. Причины этого процесса остаются неизменными уже давно — передача голоса и видео, мультимедиа, телевидение (в последнее время также и в версии высокого разрешения). Только вот битрейты постоянно возрастают.

Существенную часть затрат любого провайдерского проекта несет кабельная инфраструктура. Причем здесь учитывается не только стоимость кабеля, но и его прокладки, которая в случае работы в уже существующей инфраструктуре может быть очень велика. И конечно хочется чтобы вложения работали долго, не требовали частых обновлений и имели хороший запас по нужным параметрам. С этой точки зрения оптические каналы связи сегодня это наиболее производительный и «дальнобойный» способ обеспечения сетевого соединения устройств. При этом классическая архитектура предполагает топологию «точка-точка», когда каждая линия имеет свои выделенные порты с каждой стороны, а при необходимости создания «ответвлений» требуется установка активного оборудования в узле. Так что наиболее удачно она может использоваться для одиночных линий большой протяженности.

Однако в некоторых ситуациях более удобной может оказаться древовидная топология, которая интересна с точки зрения масштабируемости и сниженной общей длины прокладываемых кабелей. Как раз для подобных проектов и подходит PON. В России сети этого типа появилась уже достаточно давно, более пяти лет назад.

А рост числа подключенных пользователей и старт первых российских проектов класса волокно в каждый дом (Fiber To The Home, FTTH), основанных на PON, показывает, что технология прижилась и у нас.

Структура сети PON

Сеть PON состоит из нескольких элементов — коммутатора на узле связи, линий связи с пассивными сплиттерами в узлах сети и модемов на стороне абонентов. К каждому модему поступают все пакеты от коммутатора, а во время передачи используется временное мультиплексирование кадров.

Компания ZyXEL предлагает сегодня оборудование стандарта EPON (IEEE 802.3ah), называемого также GEPON.

В настоящий момент оборудование участвует в нескольких проектах, а также в тестированиях у провайдеров по всей России. Именно о нем и пойдет дальше речь. Отметим что другие стандарты рассматриваемого типа сетей отличаются скоростными и другими техническими характеристиками.

Коммутатор позволяет по одному волокну (одному порту) подключить до 32 или даже 64 абонентов. Общая скорость передачи данных (которая делится между абонентами) составляет 1,25 Гбит/с. Дальнейшее развитие EPON уже в ближайшие годы предлагает также переход на скорости 10/1 Гигабит/с и 10/10 Гигабит/с. В следующем году ожидается принятие рабочей версии стандарта 10G EPON, а уже в 2010 году могут стартовать первые пилотные проекты.

C задержкой в два-три года планируется переход на 10-гигабитные скорости и технологии GPON.

Для приема и передачи используются лазеры с разной длиной волны — 1490 нм для передачи и 1310 для приема. При необходимости возможно добавление в канал и аналоговых кабельных телевизионных каналов (100 и более), которые модулируются лазером на 1550 нм. В зависимости от конкретной схемы сети и использованного оборудования, общая протяженность канала может составлять до 20 км.

Кабель прокладывается от порта коммутатора в виде дерева. Сплиттеры, устанавливаемые в узлах, чрезвычайно неприхотливы — не требуют электропитания, настройки и управления, термошкафов, недороги и очень компактны. Это позволяет размещать их, например, в уже имеющихся телефонных распределительных шкафах.

Простейшие оконечные устройства представляют собой конвертеры оптика-кабель со встроенным фильтром MAC-адресов. В случае использования телевидения, в модем устанавливается еще один приемник, а на телевизор выводится обычный высокочастный кабель.

Для защиты информации возможно использование шифрования (AES128) всех передаваемых пакетов. Технология не допускает прямого общения отдельных абонентов, находящихся на одном порту коммутатора — данные от одного абонента могут попасть к другому только через GEPON-коммутатор, который ретранслирует потоки данных восходящего потока на длине волны 1310 нм в нисходящий поток на длине 1490 нм. Дополнительным плюсом с точки зрения безопасности является использование на линии исключительно пассивного оборудования, затрудняющего перехват.

В тоже время при рассмотрении технологии нужно учесть и ее особенности, особенно в сравнении с линиями «точка-точка»: разделяемая между абонентами полоса пропускания, общая среда может не подойти клиенту с точки зрения безопасности, пассивные сплиттеры затрудняют диагностику оптической линии, возможно влияние неисправности оборудования одного абонента на работу остальных, меньшая выгода в случае реализации на этапе строительства.

Оборудование

Линейка продуктов GEPON у ZyXEL состоит из трех коммутаторов и трех модемов. Младшая модель коммутатора — OLT-1308H — имеет восемь портов GEPON и восемь соответствующих им Gigabit Ethernet (обратите внимание, что именно гигабитных, устройства с меньшей скоростью к ним подключить нельзя). К каждому оптическому порту можно подключить до 32-х модемов в итоге получив 256 абонентов на устройство. Все коннекторы расположены на лицевой стороне устройства — 8xPON, 8xGigabit, консольный, 10/100BaseT внесетевого управления и питание. Здесь же есть и кнопка сброса устройства. Все порты имеют набор индикаторов для определения текущего статуса. У OLT-1308 есть встроенный гигабитный L2+ коммутатор (неблокируемая коммутация с пропускной способностью 24 Гбит/с, скорость коммутации кадров 17,8 млн. пак/с) и четыре совмещенных порта 1000Base-T/SFP. Такой вариант можно использовать для резервирования канала — при одновременном подключении двух разъемов (SC и RJ45) работает оптика, а в случае аварии в оптическом канале происходит автоматическое переключение на медь. Питание и консольный порт у этой модификации находятся на задней панели. Данные модели выполнены в стандартном 1U корпусе и рекомендуются для использования в быстрорастущих сетях. Самой производительной моделью является модульный OLT-2300. В его 4,5U корпусе предусмотрено место для установки до шестнадцати OLC-2301. Каждый такой линейный модуль имеет порт GEPON и совмещенный порт 1000Base-T/SFP. В шасси также устанавливается управляющий модуль и блок питания с двойным резервированием. Линейный модули допускают горячую замену, что положительно сказывается на удобстве обслуживания сети и надежности предоставления услуг. Максимально OLT-2300 может поддерживать 512 абонентов. Все оптические модули коммутаторов рассчитаны на дальность работы 20 км.

Последние обновления прошивок моделей OLT-1308/OLT-1308H позволяют работать на одном канале не 32, а 64 абонентам, что существенно снижает стоимость одного подключения. Для OLC-2301 такой возможности пока нет.

Все GEPON-коммутаторы поддерживают протоколы STP/RSTP и механизмы приоритезации трафика и организации виртуальных сетей (включая Port Based и 802.1Q). Эффективность многоадресных рассылок обеспечивается поддержкой IGMP v.2, IGMP proxy, IGMP snooping и MVR. Для управления предусмотрены порты RS-232 и 10/100Base-TX. Настраивать коммутаторы можно через Web-интерфейс (поддерживается SSL, предусмотрена установка до пяти аккаунтов, примеры скриншотов — 1, 2, 3), telnet, SSH, FTP или консольный порт. Номера портов всех сервисов можно изменить. Возможно ограничение доступа по IP-адресам. Web-интерфейс имеет встроенную систему помощи.

Устройство автоматически находят все подключенные абонентские модемы и позволяет назначить им специфические профили. Они включают в себя настройки скорости, фильтрации, VLAN, приоритетов и другие параметры. Допускается использование протокола аутентификации 802.1x.

Коммутаторы также позволяют следить за физическим состоянием — проверяются температуры, скорости вращения вентиляторов, напряжения. Для больших сетей будет полезной поддержка коммутаторами проколола SNMP и совместимость с EMS системой управления NetAtlas. Кроме того, возможно объединение устройство в кластеры для общего управления.

В настоящий момент моделей со встроенными инжекторами КТВ у ZyXEL нет. Впрочем, для микширования сигнала ТВ в оптический канал можно использовать внешние сплиттеры и медиаконвертеры коаксиал/оптика.

Вторая модель более интересна для подключения домашних пользователей — ONU-634HA имеет встроенный централизованно управляемый 4-портовый коммутатор с привязкой VLAN 802.1Q к портам Fast Ethernet. Как и 631-й она полностью настраивается со стороны провайдера, что сокращает затраты на обслуживание. Также сейчас существуют семплы ONU-634FA — четыре сетевых порта и выход кабельного телевидения, позволяющий напрямую подключить к GEPON-модему обычный телевизор.

Рекомендуемые розничные цены на оборудование представлены в таблице. Реальная рыночная стоимость может быть несколько ниже. Кроме того, для отдельных проектов компания может предложить специальные цены.

Для построения сети также потребуются сплиттеры (примерная стоимость — от 400 руб за 1×2 до 4000 руб за 1×8, существуют и модели 1×32), оптический одномодовый кабель (стоимость сравнялась с ценой кабеля UTP: цены на одволоконный кабель начинаются с 7-8 рублей за метр) и коннекторы (от 100&ndsah;140 рублей за одно соединение).

Тестирование описанного оборудования в составе коммутатора OLT-1308 и модемов ONU-631A проводилось на тестовой площадке компании ZyXEL с использованием тестового пакета Ixia Chariot. Результаты при одновременной работе одного, двух и трех клиентов приводятся в таблице (пакеты максимального размера, Мбит/с). Модемы подключались к одному из портов коммутатора через один сплиттер. Видно, что в случае максимальной нагрузки, скорости равномерно распределяются по всем клиентам. Отметим и высокую эффективность передачи данных, включая режим работы нескольких клинетов — суммарная скорость практически совпадает с максимально возможной.

В целом можно отметить, что технология не сложна в настройке и эксплуатации и работает согласно спецификациям. Скорости соответствуют знакомым по медным гигабитным сетям.

Выводы

Технология GEPON может успешно применяться для организации оптических каналов каналов связи до абонента и особенно эффективна в случае наличия ограничений на прокладку кабелей и установку активного оборудования на линии. Эффективность данного решения зависит от многих факторов и однозначно сказать, что это лучший вариант конечно нельзя, все определяется конкретными требованиями заказчика. Тем не менее, произведенные оценки позволяют сделать вывод, что уже сегодня в некоторых случаях себестоимость подключения по оптике домашних абонентов может не превышать 500 долларов.

Что касается описанного оборудования, то компания ZyXEL предлагает сегодня полную линейку GEPON-устройств, позволяющую создавать оптические сети любого масштаба со всеми необходимыми системами управления и технологиями повышения надежности.

Источник

PON Сеть: Понимание OLT, ONU, ONT и ODN

PON (Passive Optical Network, пассивные оптические сети) – технологии широкополосного мультисервисного доступа по оптическому волокну. В этой статье мы хотим предоставить основную информацию о сетях PON, которые включают в себя базовые компоненты и связанные с ними технологии, такие как OLT, ONT, ONU и ODN.

Типовая структура PON сети

Классическая PON сеть состоит из:

1. Центрального станционного устройства OLT (Optical Line Terminal), которое служит для агрегации потоков оптических сетей (деревьев);

2. Распределительной оптической сети ODN (Optical Distribution Network), состоящей из:

(a) Магистрального оптического фидера (волокна);

(b) Распределяющих оптических волокон (ветвей) дерева PON сети;

(c) Сплиттеров, разветвляющих оптический сигнал на ветви оптического дерева;

(d) Оконечных отводных абонентских кабелей (Drop-окончаний), которые в зависимости от типа оконечного абонентского устройства и количества каскадов сплиттеров на сети могут быть оптическим волокном, кабелями Ethernet, xDSL, E1;

3. Оконечных абонентских устройств ONU (Optical Network Unit) или ONT (Optical Network Terminal), которые в зависимости от их типа могут устанавливаться в распределительном шкафу, в здании, в помещении абонента и предоставляют конечным абонентам различные порты доступа в зависимости от типа и модели устройства: Ethernet, иногда VDSL – основной вид порта, дополнительно — кабельного телевидения, подключения телефона, Е1;

4. Системы управления сетью AMS (Access Management System), которая служит для управления и мониторинга оборудованием PON.

Основный вид технологии PON

В настоящее время существует три основных вида PON: Гигабитная пассивная оптическая сеть (Gigabit Passive Optical Network — GPON) и пассивная оптическая сеть Ethernet (Ethernet Passive Optical Network — EPON). Но независимо от типа, PON имеют одинаковую базовую топологию.

EPON – Ethernet Passive Optical Network (пассивная оптическая сеть Ethernet) — устаревшая технология, основанная на стандарте IEEE 802.3ah (принят в 2004 году). Такие сети, в основном, рассчитаны на передачу данных со скоростью прямого и обратного потоков 1000 Мбит/с на основе IP-протокола для 16 (или 32) абонентов (скорость на абонента – более 30 Мбит/с при 32 ONT).

GPON – Gigabit Passive Optical Network (гигабитная пассивная оптическая сеть) — современная технология (стандарт G.984), которая продолжает активно развиваться. Скорость, предусматриваемая протоколом определяется значениями в 622 Мбит/c или 1,25 и 2,5 Гбит/с (для 32 ONT полоса на абонента – более 70 Мбит/с). Так же увеличивается максимальная нагружаемость единичного волокна точками приема и достигает значения 128 абонентов на волокно на расстоянии до 20км (с возможностью расширения до 60км). Появляется возможность варьирования скорости передачи прямого и обратного потока в дереве PON.

GEPON (Gigabit Ethernet PON), которое также относится к стандарту IEEE 802.3ah. Дальность передачи в таких системах достигает 20км. Для прямого потока используется длина волны 1490 нм, 1550 нм резервируется для видео приложений. Обратный поток передается на 1310 нм. Во избежание конфликтов между сигналами обратного потока применяется специальный протокол управления множеством узлов (Multi-Point Control Protocol, MPCP)

Основные преимущества технологии PON

Компоненты сети PON

PON состоит из оптического терминала (Optical Line Termination — OLT) в офисе компании связи и ряда оптических сетевых блоков (Optical Network Units — ONUs) вблизи конечных пользователей. Система сети (Gigabit Ethernet Passive Optical Network — GEPON) обычно состоит из оптического терминала (OLT) в центральном офисе провайдера и ряда оптических сетевых блоков (ONU) или оптических терминалов (ONT) вблизи конечных пользователей. Также оптическая распределительная сеть (optical distribution network — ODN) используется для передачи между OLT и ONU/ONT.

Оптический терминал (OLT)

OLT (англ. Optical Linear Terminal — Оптический Линейный Терминал) устанавливается на стороне провайдера и представляет из себя управляемый коммутатор уровня L2 или L3 со всеми вытекающими отсюда функциональными возможностями. OLT имеет Uplink порты — для соединения с внешними источниками данных (интернет, ТВ, телефония) и Downlink порты — для сети PON. Оптические терминалы OLT эффективно работают на дистанциях до 120 км по системе точка — точка, однако наиболее часто максимальное расстояние на местности не превышает 20 км, что объясняется древовидной структурой сети, в итоге работающей по системе точка много точек.

Оптические сетевые блоки (ONU)

ONU (от англ. Optical Network Unit.) — Оптическая сетевая единица. Это фактически — активная часть PON, расположенная на абонентской стороне. Представляет из себя, свитч VLAN с одним оптическим Гигабитным PON портом и парой (зависимо от самой модели) медных портов 100Mбит/с или 1Гбит/с (зависимо от самой модели).

Оптический терминал (ONT)

ONT (англ. Optical Network Terminal — Оптический Сетевой Терминал) — Архитектура оптической сети предполагает наличие модуля центрального узла, сокращенно называемого OLT, устройств ONU и ONT. В пассивной сети ONT роутер играет важнейшую роль. Удаленный узел ONT c wifi применяется как клиентское оборудование в сценариях FTTH. Для того чтобы подключать внешние устройства оптический ONT имеет Ethernet и FXS-порты, разъем для оптического кабеля, Wi-Fi.

Оптическая распределительная сеть (ODN)

ODN — это оптическая распределительная сеть. ODN является участком сети между оптическим линейным терминалом (OLT) и оптическим сетевым модулем (ONU) и включает в себя магистральный, распределительный и абонентский участки кабеля, а также все необходимые соединители и пассивные устройства. Ко всему прочему, ODN является важнейшим путем передачи данных сети PON, и ее качество напрямую влияет на производительность, надежность, и масштабируемость PON.

Измерения в FTTx PON / GPON сетях

В процессе строительства сетей FTTx PON необходимо выполнять четыре основных измерения:

В процессе ввода в эксплуатацию сетей FTTx PON необходимо выполнять два основных измерения:

Источник

GPON, XPON, OLT, EPON: полный разбор простыми словами от Хомяка

Всем привет! И сегодня мы поговорим про PON. Passive Optical Network – технология пассивных оптических сетей, основанная на древовидной волоконно-кабельной архитектуре без использования активных разветвителей сигнала. Вместо узлов связи, требующих доступ к электричеству, оптический сигнал разделяется с помощью сплиттеров, работающих без электропитания и дополнительных настроек. А теперь подробнее.

Ключевое назначение

PON – эффективно и экономично распределять возможности оптоволоконной сети. Провайдерам больше не придется проводить к каждому абоненту дорогостоящее волокно. Намного проще и дешевле соорудить распределительную сеть со сплиттерами и по одному оптоволокну с помощью распределительной оптики довести сигнал до каждой квартиры.

Различают разные способы построения PON:

Кроме возросшей пропускной способности GPON эффективнее справляется с обработкой пакетов данных IP и Ethernet, разрешает распределять канал вплоть до 128 абонентов на расстоянии до 20 и даже 60 км. Плюс предполагает наличие развитых механизмов защиты передаваемой информации. Встречается у отечественных провайдеров и технология xPON предлагающая те же преимущества и аналогичный способ применения.

Дополнительные преимущества технологии GPON для провайдеров

Остальные преимущества тянут на художественный вымысел – и о «развивающейся технологии» с гарантированным высоким качеством, и о круглосуточной стабильности сигнала днем и ночью, и о стандартах, принятых в Европе и, наконец, добравшихся до РФ. Перечисленные детали напоминают лишь маркетинговый ход и никак не связаны с GPON.

Структура сети

Представить широкополосный доступ к интернету через GPON поможет схема, разделенная на части. Станционный участок отображает активное оборудование OLT (приемопередающий модуль) – принимающее разные сигналы, подготовленные на узле связи. Линейный «путь» показывает положение оптоволоконного кабеля, шкафов с разветвителями и коннекторами, встречающимися на пути от узлов до оборудования принимающей стороны.

Абонентский участок – персональная и устанавливаемая в квартире каждого отдельного абонента разводка от ONT или ONU (оборудования, принимающего и распределяющего сигнала).

В цифрах структура сети выглядит так – от головной станции (узлов связи) выходит от 4 до 8 и более сегментов, которые в дальнейшем разделяются еще и сплиттерами, способными выдержать до 128 абонентов за раз. В результате станция на 8 сегментов стабильно обслуживает до 1024 пользователей.

Распределяют нагрузку специальные стандартны частотного и временного мультиплексирования (FDM и TDM). Частотное предполагает использование волн разной длины в одном канале, а временное – разбирает пакеты данных IP и передает тем пользователям, которые ожидают ответа.

Преимущества и недостатки

Плюсы технологии GPON сосредоточены непосредственно вокруг деятельности провайдеров, желающих тратить меньше денежных средств на реализацию, обслуживание и подготовку новых подключений к широкополосному интернету.

Благодаря возможности объединить в распределительной сети доступ к интернету, телефонии и телевидению, и отказаться от оптоволоконных кабелей для каждого абонента (а заодно и от распределительных узлов, потребляющих кучу электричества) экономия становится особенно заметной. А ведь еще и жизнь монтажников становится проще – никакого поиска ключей от чердака и попытки просунуть в шахту по три «провода» за раз – для телефона, интернета и телевидения.

К недостаткам технологии GPON привычно относят проблемы с выбором сетевого оборудования. Те же роутеры и модемы редко продаются в розницу, как и оптический GPON-терминалы. Но, даже если оборудование приобрести, то шансы вручную настроить разветвление сигнала и доступ к сети приближаются к нулю. И дело даже не в знаниях, а в проприетарности – абонентский терминал одного производителя зачастую несовместим с головной станцией другого.

Остальные недостатки связаны с возможностью физического повреждения кабеля – с нарушением схемы построения и отключением от домашнего интернета. А потому линия GPON в квартирах монтируется непосредственно рядом с отверстием, откуда протянуто волокно. Не помешает и розетка рядом для подключения оборудования.

Но главное – оптику нельзя применять в том же ключе, как и витую пару. Если раньше Ethernet разрешал подключить все напрямую к компьютеру или ноутбуку, телевизору или даже совместимому процессору, то с GPON сначала потребуется тот самый преобразователь из оптики в электричество, который устанавливается провайдером у каждого абонента. И лишь после преобразования появится знакомый Ethernet-порт.

Источник