FTTH - giải thích

Khoảng cách sợi vi sai là chênh lệch khoảng cách giữa ONU / ONT gần nhất và xa nhất so với OLT.

Trong GPON, khoảng cách sợi vi sai tối đa là 20 km. Điều này ảnh hưởng đến kích thước của cửa sổ khác nhau và cung cấp sự tuân thủ với [ITU-T G.983.1].

Phạm vi logic được định nghĩa là khoảng cách tối đa có thể đạt được cho một hệ thống truyền cụ thể, bất kể ngân sách quang. Phạm vi tiếp cận là khoảng cách tối đa giữa ONU / ONT và OLT ngoại trừ giới hạn của lớp vật lý.

Trong GPON, phạm vi logic tối đa được xác định là 60 km.

Độ trễ truyền tín hiệu trung bình là trung bình của các giá trị độ trễ ngược dòng và hạ lưu giữa các điểm tham chiếu. Giá trị này được xác định bằng cách đo độ trễ chuyến đi khứ hồi và sau đó chia cho 2.

GPON phải đáp ứng các dịch vụ yêu cầu độ trễ truyền tín hiệu trung bình tối đa là 1,5 ms. Hệ thống GPON phải có Thời gian trễ truyền tín hiệu trung bình tối đa dưới 1,5 ms giữa các điểm tham chiếu TV.

OAN là tập hợp các liên kết truy cập chia sẻ cùng giao diện phía mạng và được hỗ trợ bởi các hệ thống truyền truy cập quang. OAN có thể bao gồm một số ODN được kết nối với cùng một OLT.

Trong ngữ cảnh PON, một cây sợi quang trong mạng truy cập, được bổ sung bộ chia công suất hoặc bước sóng, bộ lọc hoặc các thiết bị quang thụ động khác.

Một thiết bị chấm dứt điểm cuối (gốc) chung của ODN. Sau đó thực hiện giao thức PON như giao thức được xác định bởi [ITU-T G.984]; và sau đó điều chỉnh PONPDUs để liên lạc đường lên qua giao diện dịch vụ của nhà cung cấp.

OLT cung cấp các chức năng quản lý và bảo trì cho ODN và ONU được phụ thuộc.

Một thiết bị thuê bao duy nhất chấm dứt bất kỳ một trong các điểm cuối (lá) phân tán của ODN, thực hiện giao thức PON và điều chỉnh PON PDU cho các giao diện dịch vụ thuê bao. ONT là trường hợp đặc biệt của ONU.

Một thuật ngữ chung biểu thị một thiết bị chấm dứt bất kỳ một trong các điểm cuối phân tán (lá) của ODN, thực hiện giao thức PON và điều chỉnh PON PDU.

Phạm vi vật lý được định nghĩa là khoảng cách vật lý tối đa có thể đạt được cho một hệ thống truyền cụ thể. Vì, 'Phạm vi vật lý' là khoảng cách vật lý tối đa giữa ONU / ONT và OLT. Tuy nhiên, trong GPON, hai tùy chọn được xác định cho phạm vi vật lý: 10 km và 20 km. Giả định rằng 10 km là khoảng cách tối đa mà FP-LD có thể được sử dụng trong ONU cho tốc độ bit cao như 1,25 Gbit / s trở lên.

Các dịch vụ trong FTTH được định nghĩa là dịch vụ mạng được yêu cầu bởi các nhà khai thác. Dịch vụ được mô tả bằng một tên được mọi người nhận ra rõ ràng, bất kể đó là tên cấu trúc khung hay tên chung.

GPON nhắm đến tốc độ truyền lớn hơn hoặc bằng 1,2 Gbit / s. Theo đó, GPON xác định hai kết hợp tốc độ truyền như sau -

• Tăng 1,2 Gbps, xuống 2,4 Gbps

• Tăng 2,4 Gbps, xuống 2,4 Gbps

Tốc độ bit quan trọng nhất là 1,2 Gbps trở lên, 2,4 Gbps xuống, cấu thành gần như tất cả các triển khai được triển khai và lên kế hoạch của các hệ thống GPON.

Tỷ lệ phân chia cho GPON càng lớn thì càng tiết kiệm từ góc độ chi phí. Tuy nhiên, tỷ lệ phân chia lớn hơn hàm ý phân chia công suất quang và băng thông lớn hơn, điều này tạo ra sự cần thiết phải tăng ngân sách năng lượng để hỗ trợ phạm vi vật lý. Tỷ lệ phân chia lên tới 1:64 là thực tế đối với lớp vật lý, với công nghệ hiện tại. Tuy nhiên, dự đoán sự phát triển liên tục của các mô-đun quang, lớp TC phải xem xét tỷ lệ phân chia lên tới 1: 128.

Lợi ích của cáp quang -

• Khoảng cách rất dài

• Mạnh mẽ, linh hoạt và đáng tin cậy

• Cho phép cáp có đường kính nhỏ và trọng lượng nhẹ

• An toàn và bảo mật

• Miễn nhiễm với nhiễu điện từ (EMI)

• Chi phí thấp hơn

Các mô-đun / thành phần khác nhau trong công nghệ PON là -

• Khớp nối WDM

• Bộ chia 1 × N

• Cáp quang và cáp

• Kết nối

• ODF / Nội / Subrack

Các mô-đun / thành phần hoạt động trong công nghệ PON là -

Trong OLT -

• Máy phát laser (1490nm) và

• Máy thu laser (1310nm)

Đối với ứng dụng CATV -

• Bộ khuếch đại laser (1550nm) và

• EDFA để khuếch đại tín hiệu video

Ở ONU -

• Nguồn / Pin cho ONU

• Máy phát laser (1310nm)

• Máy thu laser (1490 -nm)

• Bộ thu tín hiệu CATV (1550nm)

Dạng đầy đủ của GPON là - Mạng quang thụ động Gigabit

GPON là một Hệ thống Quang học cho Mạng truy cập, dựa trên các thông số kỹ thuật G.984 của ITU-T. Nó có thể cung cấp tầm với 20 km với ngân sách quang 28dB bằng cách sử dụng quang học loại B + với tỷ lệ phân chia 1:32.

Các tính năng phổ biến nhất của GPON được liệt kê dưới đây.

Truyền tải hạ lưu -

• 2,4 GHz

• BW cho một ONT là đủ để cung cấp nhiều tín hiệu HDTV

• QOS cho phép trì hoãn lưu lượng truy cập nhạy cảm (giọng nói)

Truyền tải ngược dòng -

• 1 24Gb / giây

• BW tối thiểu có thể được đảm bảo

• Thời gian không sử dụng có thể được chỉ định cho người dùng nặng

• QOS cho phép trì hoãn lưu lượng truy cập nhạy cảm (giọng nói)

Các tiêu chuẩn GPON được xây dựng dựa trên các thông số kỹ thuật của BPON trước đó. Các thông số kỹ thuật được liệt kê dưới đây -

• G.984.1 - Tài liệu này mô tả các đặc điểm chung của Mạng quang thụ động có khả năng Gigabit.

• G.984.2 - Tài liệu này mô tả đặc điểm kỹ thuật của lớp phụ thuộc phương tiện vật lý mạng quang thụ động có khả năng Gigabit.

• G.984.3 - Tài liệu này mô tả đặc điểm kỹ thuật của lớp hội tụ truyền qua mạng quang thụ động có khả năng Gigabit.

• G.984.3 - Tài liệu này mô tả đặc điểm kỹ thuật của lớp hội tụ truyền qua mạng quang thụ động có khả năng Gigabit.

Các hệ thống GPON về cơ bản có các thành phần vật lý giống nhau được cấu hình theo cách tương tự như trong các mạng PON khác. Tất nhiên, các sản phẩm được phát triển cho các hệ thống GPON được thiết kế riêng cho GPON và không thể thay thế cho nhau với thiết bị EPON hoặc BPON.

Các hệ thống GPON cũng có nhiều khả năng cơ bản giống như các hệ thống PON khác có. Sự khác biệt chính trong kiến trúc là GPON trong thông lượng dữ liệu. Các phương thức đóng gói Gigabit GPON cho phép mang nhiều loại dịch vụ bao gồm ATM, giọng nói TDM và Ethernet.

Một trong những yêu cầu cơ bản của hệ thống quang là cung cấp cho các thành phần có công suất đủ lớn để mở rộng tín hiệu quang đến phạm vi dự kiến. Có ba loại hoặc các loại thành phần được dựa trên sức mạnh và độ nhạy.

Các lớp của các thành phần là -

• Quang học loại A: 5 đến 20dB

• Quang học loại B: 10 đến 25dB

• Quang học loại C: 15 đến 30dB

Hình thức đầy đủ của EPON là - Mạng quang thụ động Ethernet.

Mạng quang thụ động Ethernet (EPON) là PON đóng gói dữ liệu với Ethernet và có thể cung cấp dung lượng 1 Gbps đến 10 Gbps. EPON tuân theo kiến trúc ban đầu của PON. Ở đây, DTE kết nối với thân cây và được gọi là Terminal Line (OLT).

Nó thường được đặt tại nhà cung cấp dịch vụ và các nhánh DTE của cây được kết nối được gọi là Đơn vị mạng quang (ONU), nằm trong khuôn viên của thuê bao. Các tín hiệu từ OLT đi qua bộ chia thụ động để đạt được ONU và ngược lại.

Nhiều ứng dụng PON yêu cầu QoS cao (ví dụ IPTV).

EPON rời QoS lên các lớp cao hơn -

• Thẻ Vlan

• P bit hoặc DiffServ DSCP

Ngoài ra, có một sự khác biệt quan trọng giữa LLID và Port-ID -

• Luôn có 1 LLID mỗi ONU

• Có 1 Port-ID trên mỗi cổng đầu vào - có thể có nhiều trên mỗi ONU

• Điều này làm cho QoS dựa trên cổng đơn giản để thực hiện ở lớp PON

Bảng dưới đây giải thích sự khác biệt giữa GPON và EPON.

Một thuật toán được triển khai trong OLT, sử dụng các thông báo Báo cáo và Cổng để xây dựng chương trình truyền và vượt qua ONU được gọi là thuật toán phân bổ băng thông động (DBA).

Hoạt động EPON dựa trên các khung Ethernet MAC và EPON (dựa trên các khung GbE), nhưng các phần mở rộng là cần thiết -

• Các PDU của Giao thức điều khiển MultiPoint - Đây là giao thức điều khiển thực hiện logic cần thiết.

• Mô phỏng điểm-điểm (đối chiếu) - Điều này làm cho EPON trông giống như một liên kết điểm-điểm và MAC EPON có một số ràng buộc đặc biệt.

• Thay vì CSMA / CD, chúng truyền khi được cấp.

• Thời gian qua ngăn xếp MAC phải không đổi (thời lượng ± 16 bit).

• Giờ địa phương chính xác phải được duy trì.

Ethernet tiêu chuẩn bắt đầu với phần mở đầu 8B không có nội dung -

• 7B xen kẽ và số không 10101010

• 1B của SFD 10101011

Để ẩn tiêu đề PON mới, EPON ghi đè lên một số byte mở đầu.

Lưu lượng DS được phát đến tất cả các ONU, do đó, mã hóa về cơ bản dễ dàng cho người dùng độc hại lập trình lại ONU và chụp các khung mong muốn. Lưu lượng truy cập tại Hoa Kỳ không được các ONU khác nhìn thấy, do đó không cần mã hóa. Không xem xét các trình xử lý chất xơ vì EPON không cung cấp bất kỳ phương thức mã hóa tiêu chuẩn nào, nhưng -

• Có thể bổ sung bằng IPsec hoặc MACsec.

• Nhiều nhà cung cấp đã thêm các cơ chế dựa trên AES độc quyền.

BPON đã sử dụng một cơ chế gọi là chashing - Chasing là một giải pháp phần cứng chi phí thấp (khóa 24b) với một số lỗi bảo mật -

• Engine là tuyến tính - tấn công văn bản được biết đến đơn giản

• Phím 24b hóa ra là có thể lấy được trong 512 lần thử

Do đó, G.983.3 đã thêm hỗ trợ AES - hiện được sử dụng trong GPON.

XPON là PON thế hệ tiếp theo, có thể hỗ trợ tốc độ dữ liệu lên tới 10G. XPON có thể được chia thành hai loại, tức là XG-PON1 và XG-PON2. XG-PON1 tương thích ngược với GPON, trong khi XG-PON2 là sự phát triển hoàn toàn mới.

Hình thức đầy đủ của WDM-PON là - PON ghép kênh phân chia bước sóng.

Trong WDM-PON, bước sóng khác nhau được yêu cầu cho ONT khác nhau; mỗi ONT có một bước sóng độc quyền và thích các tài nguyên băng thông của bước sóng. Nói cách khác, WDM-PON hoạt động trên cấu trúc liên kết điểm tới đa điểm (P2MP) hợp lý.

Hình thức đầy đủ của ODSM-PON là - Phổ cơ hội và PON động. Trong ODSM-PON, mạng vẫn không thay đổi từ CO đến cơ sở người dùng ngoại trừ một thay đổi, đó là bộ chia WDM hoạt động. Bộ chia WDM sẽ ở đó giữa OLT và ONT thay thế bộ chia thụ động. Trong ODSM-PON, hạ lưu chấp nhận WDM, có nghĩa là dữ liệu về ONT sử dụng các bước sóng khác nhau cho ONT khác nhau và ngược dòng và ODSN-PON áp dụng công nghệ TDMA + WDMA động.

Bảng sau đây giải thích các tiêu chuẩn XGPON -

Bảng dưới đây mô tả lớp công suất quang XG-PON.

Bảng sau đây mô tả phạm vi suy giảm cho loại A, B và C theo ITU.

Bảng sau đây giải thích phạm vi truyền OLT cho Class A, B và C theo ITU.

Bảng sau đây giải thích phạm vi máy thu ONU cho Loại A, B và C theo ITU.

Bảng sau đây giải thích phạm vi máy phát ONU cho Loại A, B và C theo ITU.

Bảng sau đây mô tả phạm vi máy thu OLT cho Loại A, B và C theo ITU.

Sợi đơn bắt đầu từ OLT được phân tách thông qua các bộ tách quang thụ động để phục vụ 64 ONT tiền đề của khách hàng. Sợi tương tự mang cả luồng xuống (OLT về ONT) và luồng bit ngược (ONT về OLT), 2.488 Mbps / 1490nm (cửa sổ 1480 - 1500nm) và 1.244 Mbps / 1310nm (cửa sổ 1260-1360nm) thông qua WDM (Ghép kênh theo bước sóng) cho hoạt động song công (hai chiều).

Việc truyền tải xuống một sợi đơn tương tự từ OLT đến ONT được phát với một ONT chỉ chấp nhận lưu lượng được gửi đến nó. Truyền ngược dòng là Truy cập nhiều lần phân chia theo thời gian (TDMA) với mỗi lần truyền ONT.

Các tín hiệu TV (có nguồn gốc từ Đầu vệ tinh) được phát tùy ý trên bước sóng quang thứ ba 1550nm trên cùng một sợi (hoặc bổ sung) được đưa vào hệ thống FTTx thông qua hệ thống phụ Lớp phủ RF. Tín hiệu CATV có thể được ghép với tín hiệu GPON sau khi khuếch đại bằng EDFA.

Các tín hiệu CATV RF được điều chế trên bước sóng 1550nm. Nó được trích xuất thông qua chức năng Demux được xây dựng bên trong ONT và được chuyển sang kết nối dịch vụ mặt phẳng phía sau cho STB / TV.

Độ suy giảm công suất quang tối đa cho phép giữa cổng quang OLT đến đầu vào ONT là 28 dB sử dụng cái gọi là các thành phần mạng quang loại B. ODN Class A, B và C được phân biệt chủ yếu dựa trên 'đầu ra công suất máy phát quang' và 'độ nhạy thu quang tốc độ bit. Lớp A cho ngân sách quang ít nhất và Lớp C cho mức cao nhất, trong khi chi phí khôn ngoan cả hai đều theo cùng một thứ tự. Đối với tỷ lệ phân chia tối đa 1:64, quang học loại B thường được triển khai trên cơ sở thương mại.

Các điểm sau đây giải thích NGPON1 -

• Tiêu chuẩn G.987 / G.988 XGPON đã được phát hành vào năm 2011.

• Nó đã chuẩn hóa XGPON với 2,5Gbps ngược dòng / 10Gbps xuôi dòng.

• GPON và XGPON sử dụng các bước sóng khác nhau để cùng tồn tại trong một mạng.

Các điểm sau đây giải thích NGPON2 -

• Không xem xét việc tương thích với mạng ODN hiện tại, một tiêu chuẩn công nghệ PON cởi mở hơn.

• Tập trung vào WDM PON và 40G PON.