Архитектура пассивной оптической сети

1 АРХИТЕКТУРА ПАССИВНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СЕТИ

1.1 Архитектура сетей PON

PON представляет собой архитектуру оптического доступа, которая облегчает широкополосные коммуникации (голос, данные и видео) между оптическим терминалом OLT (Optical Line Terminal) и различными удаленными оптическими сетевыми устройствами ONU (Optical Network Units) в пределах пассивной оптической сети. По определению, PON не содержит в себе активных устройств с оптико-электрическим преобразованием сигналов. Вместо этого, системы PON используют для передачи данных пассивные оптоволоконные смесители или разветвители. Напротив, активные оптические сети AON (Active Optical Network), такие как Sonet/SDH, требуют преобразование оптического сигнала в электрический и наоборот в каждом из узлов. PON может объединять трафик от 32 ONU и передавать его центральному модулю CO (Сentral Office), используя архитектуру типа

Подобно SONET/SDH, PON работает на первом уровне транспортной технологии (L1). До настоящего времени, в большинстве оптоволоконных системах использовались стандарты SONET/SDH. Эти, как правило, кольцевые структуры предполагают регенерацию сигнала в каждом узле. Они оптимизированы для передачи данных на большие расстояния в городских и региональных сетях, но это не лучший выбор для сетей локального доступа.

Чтобы еще больше сократить издержки, можно добавить мультиплексирование по длине волны (WDM). Ведь узлы PON не являются узлами опорной сети. При использовании же WDM в кольце SONET/SDH, мультиплексирование/демультиплексирование необходимо, чтобы обойти каждый из узлов.

Суть технологии PON заключается в том, что между приемопередающим модулем центрального узла OLT (Optical line terminal) и удаленными абонентскими узлами ONT (Optical network terminal) создается полностью пассивная оптическая сеть, имеющая топологию дерева. В промежуточных узлах дерева размещаются пассивные оптические разветвители (сплиттеры) – компактные устройства, не требующие питания и обслуживания. Один приемопередающий модуль OLT позволяет передавать информацию множеству абонентских устройств ONT. Число ONT, подключенных к одному OLT, может быть настолько большим, насколько позволяет бюджет мощности и максимальная скорость приемопередающей аппаратуры.

Для передачи прямого и обратного каналов используется одно оптическое волокно, полоса пропускания которого динамически распределяется между абонентами, или два волокна в случае резервирования. Нисходящий поток (downstream) от центрального узла к абонентам идет на длине волны 1490 нм и 1550 нм для видео. Восходящие потоки (upstream) от абонентов идут на длине волны 1310 нм с использованием протокола множественного доступа с временным разделением (TDMA).

1.2 Основные топологии PON-сетей

Существуют три основные топологии построения пассивных оптических сетей доступа: "точка-точка", "кольцо" и "дерево с пассивными узлами".

«Точка-точка» (P2P)

Топология P2P (рис.1.2.1) не накладывает ограничения на используемую сетевую технологию. P2P может быть реализована как для любого сетевого стандарта, так и для нестандартных (proprietary) решений, например, оптические модемы. С точки зрения безопасности и защиты передаваемой информации при соединении P2P обеспечивается максимальная защищенность абонентских узлов. Поскольку ОК нужно прокладывать индивидуально до абонента, этот подход является наиболее дорогим и привлекателен в основном для крупных абонентов.

[pic 1]

Рисунок 1.1 – Топология «Точка-точка»

«Кольцо»

Кольцевая топология (рис. 1.2.2) на основе SDH положительно зарекомендовала себя в городских телекоммуникационных сетях. Однако в сетях доступа не все обстоит также хорошо. Если при построении городской магистрали расположение узлов планируется на этапе проектирования, то в сетях доступа нельзя заранее знать где, когда и сколько абонентских узлов будет установлено. При случайном территориальном и временном подключении пользователей кольцевая топология может превратится в сильно изломанное кольцо с множеством ответвлений, подключение новых абонентов осуществляется путем разрыва кольца и вставки дополнительных сегментов. На практике часто такие петли совмещаются в одном кабеле, что приводит к появлению колец, похожих больше на ломаную – “сжатых” колец (collapsed rings), что значительно снижает надежность сети. Фактически, главное преимущество кольцевой топологии сводится к минимуму.