20 декабря 2024
Эволюция технологии GPON
GPON (гигабитная пассивная оптическая сеть) — это технология доступа к пассивной оптической сети (PON), основанная на стандарте ITU-T G.984.x. Она постоянно развивается и совершенствуется, а также способствует развитию и популяризации оптоволоконных сетей доступа. В связи с растущим спросом пользователей на более высокую пропускную способность появились новые поколения технологии PON, такие как XG-PON (пассивная оптическая сеть с пропускной способностью 10 Гбит/с) и XGS-PON (симметричная пассивная оптическая сеть с пропускной способностью 10 Гбит/с).
XG-PON и XGS-PON в совокупности называются XG(S)PON. XG-PON — это усовершенствованная версия технологии GPON, способная обеспечивать пропускную способность до 10 Гбит/с в нисходящем направлении и 2,5 Гбит/с в восходящем направлении. XGS-PON, с другой стороны, является дальнейшим развитием технологии GPON, направленной на обеспечение симметричной пропускной способности как в восходящем, так и в нисходящем направлении, при этом скорость передачи данных в обоих направлениях достигает 10 Гбит/с.
Эти технологии обеспечивают более высокие скорости и пропускную способность, чем традиционный GPON, удовлетворяя растущий спрос на широкополосную связь и новые приложения, такие как видео 4K/8K, виртуальная реальность (VR) и дополненная реальность (AR).
Архитектура XG(S)PON
По сути, XG-PON и XGS-PON имеют ту же сетевую структуру, что и GPON, и состоят из OLT, ONU и ODN в соответствии со стандартной архитектурой P2MP сетей PON и могут широко использоваться в сценариях FTTx.
OLT: головное устройство, размещаемое в центральном офисе и обеспечивающее работу протокола PON.
ONU: устройство или терминал на стороне пользователя, расположенное на клиентской стороне и предоставляющее пользователю различные интерфейсы.
ODN (распределительная сеть): состоит из оптических волокон и одного или нескольких пассивных оптических разветвителей (сплиттеров), соединяет OLT и ONU.Принцип работы XG-PON и XGS-PON
XG(S)PON использует технологию мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM) для двунаправленной передачи данных по одному оптоволокну в рамках одной распределительной сети, используя разные длины волн для передачи данных в прямом и обратном направлениях, как показано на рисунке:
Передача данных в нисходящем направлении
Нисходящее направление — это направление передачи данных от OLT к ONU. В нисходящем потоке данные передаются посредством широковещания. OLT транслирует данные на все ONU, и каждый ONU выбирает и получает предназначенные для него данные, отбрасывая остальные.
На приведённой ниже схеме показан процесс предоставления услуг в нисходящем потоке. На OLT потоки данных инкапсулируются в порты GEM в блоке обработки услуг. OLT транслирует данные, инкапсулированные в порты GEM, на все ONU. Получив данные, отправленные OLT, каждый ONU определяет, следует ли обрабатывать или отбрасывать поток данных на основе идентификатора порта XGEM.
Передача данных в восходящем направлении
Восходящий канал — это направление передачи данных от ONU обратно к OLT. Во избежание конфликтов и помех в восходящем канале используется механизм множественного доступа с разделением по времени (TDMA). OLT выделяет временные интервалы для каждого ONU, и каждый ONU отправляет данные в пределах выделенного временного интервала, чтобы предотвратить коллизии данных. Оптические сигналы, собранные в OLT, преобразуются обратно в электрические сигналы для обработки, и данные передаются в сети более высокого уровня.
Процесс предоставления услуг в восходящем потоке показан на схеме ниже. В ONU потоки данных инкапсулируются в соответствующие порты GEM, а затем сопоставляются с соответствующими T-CONT. OLT распределяет потоки данных на основе T-CONT и последовательно отправляет их в OLT в соответствии с временными интервалами. Затем OLT извлекает потоки данных из портов GEM и пересылает их соответствующим службам.
Развертывание сетей XG(S)PON
Сеть XG(S)PON — это сетевая инфраструктура, полностью основанная на технологии 10-гигабитной пассивной оптической сети (XG(S)GPON). OLT XG(S)PON подключается к ONU XG(S)PON, при этом по распределительной сети передается только XG(S)PON. Эта конфигурация сети отличается однородностью типа устройств (только оборудование XG(S)PON), что упрощает развертывание и обслуживание. Он подходит для новых сетей XG(S)PON FTTx.
Гибридная сеть XG(S)PON и GPON
Этот метод построения сети предполагает наличие оборудования XG(S)PON и GPON в одной и той же сети PON с общей ODN. В гибридной сети платы доступа XG(S)PON и GPON подключаются к одному и тому же OLT для обработки услуг доступа. (XG(S)PON обычно использует 1577 нм для нисходящего потока и 1270 нм для восходящего потока, а GPON использует 1490 нм для нисходящего потока и 1310 нм для восходящего потока). Для распределения длин волн требуются пассивные мультиплексоры xWDM/xPON. Важно отметить, что на OLT плата доступа XG(S)PON может подключаться только к ONU XG(S)PON, а плата доступа GPON может подключаться только к ONU GPON.Такой подход к построению сети обеспечивает плавный переход от GPON к XG(S)PON. Однако сосуществование устройств XG(S)PON и GPON в сети также создает проблемы с точки зрения сложности сети и ее обслуживания.
Гибридная сеть XG(S)PON и GPON Shared Board
Ключевое отличие этого гибридного метода от предыдущего заключается в том, что в нем используются общие сервисные платы, поддерживающие одновременную обработку сигналов XG(S)PON и GPON. Эти типы сервисных плат могут работать одновременно с двумя различными длинами волн. Этот метод использует мультиплексоры xWDM/xPON, обычно называемые оборудованием Combo-PON.Этот тип сети обеспечивает высокую степень гибкости, позволяя развертывать сервисы XG(S)PON и GPON на одном и том же OLT в соответствии с потребностями. Благодаря использованию общих сервисных плат можно сократить расходы на закупку оборудования, что приводит к повышению экономической эффективности.
Являясь технологией PON нового поколения, XG(S)PON удовлетворяет растущие потребности в высокоскоростных сетевых приложениях, обеспечивая при этом высокоскоростной доступ по более низкой цене.
