Часто Задаваемые Вопросы (FAQ) PON

Автор
Смоляков Андрей
Инженер

Тел. моб. +38050-496-50-97
Тел. +38(0692)55-05-33
ICQ: 617-289-728
Skype: reanemator_ua
E-mail : engineer1 (@) ic-line.net

________________________________________

Вопрос:  Что такое PON?
Ответ: PON (Passive Optical Network) пассивная оптическая сеть – это технология множественного доступа абонентов по одному волокну с использованием временного мультиплексирования (TDM) и частотного разделения трактов приёма и передачи (WDM).

Вопрос: В чём заключается принцип работы сети PON?
Ответ: Все абоненты PON сети подключены к оборудованию провайдера по одному волокну. Передача и приём осуществляются на разных длинах волн. Чтобы сигналы абонентов не смешивались в волокне, каждому абонентскому устройству выделяется определённый квант времени, в течение которого оно может передавать сигнал.

Вопрос: Какими преимуществами обладает PON перед FTTx?

Ответ: Технология PON обладает следующими преимуществами:

• Минимальное использование активного оборудования;
• Минимизация кабельной инфраструктуры;
• Низкая стоимость обслуживания;
• Возможность интеграции с кабельным телевидением;
• Хорошая масштабируемость;
• Высокая плотность абонентских портов.

Вопрос: Какую скорость передачи данных поддерживает PON технология?

Ответ: Предлагаемая технология GEPON работает на скорости 1.25 G, однако 0.25 G являются избыточными данными, которые используются для канального кодирования. Таким образом, реальная скорость передачи составляет 1G.

Вопрос: Какое оборудование необходимо для построения сети PON?
Ответ: OLT (Оптический Линейный Терминал) – L2 свитч, имеющий Uplink порты (для подключения к L3 коммутатору) и Downlink порты (для построения PON сети). К примеру, OLT BDCOM P3310 имеет 2 оптических, 2 медных и 2 «комбо» 1G Uplink порта и 4 оптических 1G Downlink порта.

ONU (Оптическая Сетевая Единица) – полноценный VLAN свитч небольшого размера. ONU стандартно имеет один оптический 1G порт (Uplink) и один 1G или 4 0.1G медных порта (Downlink). Существуют модели ONU c 8, 16 и 24 портами, а также модель с CATV приёмником.

Сплиттер (Разветвитель) – устройство, работающее в режиме «разветвитель» в направлении провайдер → клиент и в режиме «смеситель» в обратном направлении.

SFP OLT модуль – специальный трансивер для PON сетей. Отличается от стандартных SFP модулей большей мощностью и канальным кодированием.

Вопрос: Каким образом строится PON сеть?
Ответ: PON сеть обычно представляет из себя древовидную топологию или топологию типа «шина». Конечные абонентские устройства ONU подключаются к порту OLT-а с помощью сплиттеров (к одному порту OLT-а можно подключить не более 64 ONU). Таким образом, для построения базовой PON сети на 64 абонента необходим 1 OLT, 1 SFP OLT модуль, 64 ONU и несколько сплиттеров (их количество зависит от топологии).

Вопрос: Чем отличаются OLT-ы AC, 2-AC, DCи 2-DC?
Ответ: Пометка DC означает, что для работы OLT-а нужен источник питания 36-72V постоянного напряжения. Такие OLT-ы нужны, если проблемно организовать электрическое питание 220 V. В качестве альтернативы используют отдалённое питание по слаботочным линиям связи. Пометка AC означает, что OLT питается от обычной электрической сети  220 V. Цифра 2 означает количество источников питания, т.е. у такого OLT-а имеется резервный источник питания, который включается сразу же после выхода из строя первого.

Вопрос: Каких типов бывают сплиттеры?
Ответ: Сплиттеры можно условно разделить по количеству выводов и по технологии изготовления. По количеству выходных потоков сплиттеры бывают x2, x3, x4, x6, x8, x12, x16, x24, x32, x64, x128. По технологии изготовления сплиттеры разделяют на сварные и планарные. Также сплиттеры можно разделить по типу коннекторов: обычные (SC/UPC) и специальные для CATV (SC/APC).

Вопрос: В чём разница между сварными и планарными сплиттерами?
Ответ: Сварные сплиттеры могут быть не равноплечими, т.е. делить сигнал между своими выходами не равномерно (например 5/95, 10/90 … 45/55, 50/50). Планарные сплиттеры всегда равноплечие и имеют более предсказуемые затухания на каждом выходе, т.к. имеют более надёжную технологию изготовления. Более того, планарные сплиттеры являются широкопо-лосными, а сварные сплиттеры имеют всего 3 окна прозрачности (1310, 1490 и 1550 nm).

Вопрос: В каких ситуациях можно использовать сварные сплиттеры?
Ответ: Может возникнуть ситуация, когда нужно разделить сигнал по 2 направлениям, причём до одного оконечного пункта, допустим, 2 км, а до другого 8 км. В этом случае можно использовать сварной сплиттер 20/80. Также сварные сплиттеры используют для построения топологии типа «шина».

Вопрос: Что лучше: сваривать сплиттеры или использовать SC коннекторы?
Ответ: В данной ситуации получаем палку о двух концах. С одной стороны, сварка даёт затухание в десять раз меньше (0.05 dB), чем SC соединение (0.5 dB). С другой стороны, SC коннекторы дадут возможность быстро искать неисправности в сети путём подключения измерительных приборов. Однако можно найти некий компромисс: Uplink на сплиттерах сваривать, а Downlink соединять SC коннекторами. Но здесь каждый решает сам.

Вопрос: На какое расстояние может работать сеть PON ?
Ответ: Модули SFP OLT могут работать на расстоянии 120 км (сеть типа точка-точка), но т.к. стандартно сеть PON имеет вид дерева (точка – многоточка), то максимальная дальность работы PON, за счет разветвления волокна на сплиттерах, составляет около 20 км.

Вопрос: Какое максимальное количество абонентов можно подключить к PON сети?
Ответ: Хорошим тоном строительства сети PON считается использование одной ONU для одного абонента. В этом случае количество абонентов составляет 256 для одного OLT. Однако при желании к ONU можно подключить Switch. В этом случае количество абонентов лимитируется лишь размером таблицы MAC адресов OLT и ONU. Ниже представлены размеры MAC таблиц для OLT и некоторых ONU:

Вопрос: Что такое оптический бюджет?

Ответ: Под данной фразой принято понимать разницу между мощностью лазера на OLT-е и чувствительностью приёмника на ONU.

Вопрос: Можно ли разветвить PON сеть на 128 ONU (если оптический бюджет это позволяет).
Ответ: Нет. Даже если мощность сигнала позволяет разветвить сеть ещё раз, OLT имеет ограничение на количество подключённых ONU на физическом уровне. Подключить более 64 ONU можно, но OLT зарегистрирует только 64 из них.

Вопрос: Каким образом передать по PON сети CATV?
Ответ: Для этого на стороне OLT-а необходимо установить CATV трансмиттер и CATV усилитель, работающие на длине волны 1550nm. Также на стороне OLT-а нужно использовать CWDM колбу на 1550nm для ввода CATV сигнала в волокно. Все остальные сплиттеры должны быть обязательно с SC/APC коннекторами. На стороне абонента может быть установлена ONU с CATV приёмником или отдельный CATV приёмник.

Вопрос: Можно ли использовать SFP CWDM 1490nm модуль вместо SFP PON?
Ответ: Нет. Несмотря на то, что CWDM 1490nm модуль использует ту же длину волны, что и SFP PON, у данных модулей различные алгоритмы канального кодирования.

Вопрос: Какую скорость Интернета можно обеспечить абонентам по технологии PON?
Ответ: Если все абоненты PON дерева (64 абонента) будут пользоваться Интернетом одновременно и скачивать большие объёмы информации, то на каждого абонента приходится канал 16 Мбит/с. Если учесть, что не все абоненты пользуются Интернетом одновременно, а те, которые пользуются, не используют ресурсы канала на максимум, то на абонента может приходиться до 50 Мбит/с, а иногда даже больше.

Вопрос: Почему нельзя допускать, чтобы на ONU сигнал был меньше -26 dBm?
Ответ: Дело в том, что если на одной или нескольких ONU уровень сигнала будет очень слабым (< -26 dBm), то велика вероятность ошибок при передаче пакетов с этих ONU. В этом случае OLT тратит кванты времени на то, чтобы дать ONU возможность отправить пакет ещё раз. Такие повторные запросы снижают эффективную пропускную способность сети.

Вопрос: Какие факторы необходимо учитывать при расчёте дерева PON?
Ответ: Для того, чтобы грамотно построить дерево PON, необходимо учитывать оптические потери, привносимые пассивным оборудованием. Теоретически, PON может покрыть территорию радиусом 20км. Практически всё зависит от бюджета потерь на конкретной ветви дерева. Для расчётов необходимо руководствоваться самыми худшими показателями затуханий, чувстви-тельности и мощности излучения передатчиков.

Вопрос: Выгорают ли медные порты в ONU ?
Ответ: Дерево PON построено на оптическом волокне и, как следствие, не подвержено влиянию наводок от грозы. Проблема может возникнуть только в том случае, если к одной ONU медью подключено несколько пользователей, а сама  ONU находится на столбе. Такие проблемы решают путём включения буферного свитча, который в случае наводки или грозы берёт удар на себя.

Вопрос: Каким образом можно определить оптические показатели линии?
Ответ: Для определения затуханий в линии можно воспользоваться специальными рефлектометрами для PON (они значительно дороже обычных) или оптическими тестерами. Если сеть уже построена, то самое простое решение для проверки уровней сигналов - использовать специальные команды CLI интерфейса OLT-а.

Вопрос: Могут ли 2 ONU общаться друг с другом напрямую?
Ответ: Нет. Все операции по обмену информацией между ONU осуществляются через OLT.

Вопрос: Будут ли ONU других торговых марок работать с OLT BDCOM P3310?

Ответ: Скорее всего, нет. ОNU и OLT - это единое целое и представляет из себя коммутируемую систему. Поэтому в работе желательно использовать оборудование одного производителя (хотя в некоторых случаях кроссбрендовая совместимость всё таки возможна).

Вопрос: Поддерживает ли OLT BDCOM P3310B DHCP snooping (Option 82)?
Ответ: Да. Однако для полноценной работы Option 82 ONU также должны поддерживать данную функцию. На данный момент Option 82 поддерживает только модель ONU P1504B.

Вопрос: Защищена ли PON сеть от флуда?
Ответ: Использование технологий TDM и TDMA является гарантом защиты сети от флуда и широковещательной рассылки.

Вопрос: Каким образом можно вывести PON сеть из строя?
Ответ: Если не считать очевидных способов (обрезать кабель), PON дерево может перестать функционировать, если в нём появится постоянное излучение на 1310nm. Это может произойти из-за поломки ONU (крайне редко) или по вине злоумышленников, которые могут подсоединить к сплиттеру медиаконвертер на 1310nm.

Вопрос:  Можно ли назначить VLAN каждому из портов ONU в отдельности?
Ответ: Да.

Вопрос:  Можно ли использовать сплиттеры для CWDM, DWDM систем?
Ответ: Да. Такие схемы построения возможны. При этом необходимо использовать планарные сплиттеры, т.к. они являются широкополосными.