Для чего нужен абонентский терминал

Технология PON — что это такое и зачем она нужна?

Содержание

Содержание

Оптоволокно, бывшее раньше уделом провайдеров и крупных компаний, потихоньку становится доступным для рядовых пользователей. «Оптика» в квартирах и частных домах появилась благодаря технологии PON, позволившей снизить стоимость подключения до приемлемых для частного потребителя величин. Что же это за технология?

Что такое PON

PON («Passive Optical Network» — «пассивная оптическая сеть») представляет собой оптоволоконную сеть, в которой для доставки трафика конечному (терминальному) клиенту используются недорогие пассивные делители (сплиттеры).

Они не требуют электропитания, сложной настройки, обогреваемых шкафов и т. п.

В этом главное отличие от активных сетей, где перераспределение трафика к клиентам производится через активное устройство — маршрутизатор.

Такое решение позволило в разы сократить затраты на прокладку оптоволоконной сети. Низкая стоимость сплиттеров позволяет ставить их на магистраль возле каждого клиента, делая топологию сети ближе к шине с её минимальным расходом кабеля.

По сравнению с классической «звездой», затраты на кабель снижаются в разы. Особенно это заметно, когда клиенты не «кучкуются» в небольшом пространстве, а разнесены друг от друга на несколько десятков метров.

Чаще всего именно технологию PON следует благодарить жителям коттеджных поселков за быстрый Интернет. И не только Интернет — канал передачи в PON-сетях разделен на три диапазона: приема — с длиной волны 1490 нм, передачи — 1310 нм, и телевидения — 1550 нм. Поэтому обычно провайдер вместе с Интернетом предоставляет и IPTV.

Увы, ничто хорошее не достается даром. За низкую цену приходится платить:

Разновидности PON

Первые стандарты PON — APON и BPON — на сегодняшний день практически не используют. Десятигигабитные сети 10G xPON пока распространены слабо, так что пока выбор может быть только между двумя стандартами — GPON и GEPON (EPON). Первая — более современная и более скоростная, но оборудование для неё стоит дороже.

Конечные пользователи особой разницы между этими стандартами обычно не замечают. На скорость куда сильнее влияет загрузка подсетей, а различия в составе пакетов или, например, возможности передачи TDMA-трафика для обычного пользователя маловажны и неинтересны.

В перспективе сети GPON и GEPON заменят на десятигигабитные аналоги — 10G-PON и 10G-EPON. Эти стандарты разработаны уже 10 лет назад, но их повсеместное распространение сдерживают два фактора:

Вывод

PON — технология организации сети на основе оптоволокна, повысившая доступность Интернета для рядовых пользователей. Она способна обеспечить от 20 Мбит/с до 1 Гбит/с на клиентское устройство. Характеристики делают xPON-сети вполне конкурентоспособными и в городской среде, а за городом PON, несмотря на свои минусы, и вовсе может оказаться единственной технологией, способной обеспечить «быстрым» Интернетом всех желающих.

Источник

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

Абонентский терминал Gepon onu

Сложно представить себе хоть одну современную компанию, которая обходится без услуг связи. Интернет нужен и для домашнего пользования, и для решения срочных производственных вопросов, и для заказа товаров, и для предоставления различных услуг.

Одна из оптимальных систем поставки интернета включает в себя один крупный принимающий и передающий модуль у провайдера и массу абонентских терминалов, подключаемых к нему. О последних и пойдет сегодня речь.

Что такое GPON

Это Gigabit Passive Optical Network, то есть технология, при которой по древовидной волоконно-кабельной архитектуре с пассивными разветвителями, где потоки информации передвигаются на высокой скорости от провайдера к абонентам, минуя телефонные сети и прочие устаревшие каналы связи. Абонентский терминал ONU GEPON представляет собой высококачественное устройство, стабильно работающее в данной разветвленной системе.

Что находится в терминале

Терминал удобен тем, что объединяет в себе несколько значимых для передатчика функций. В нем обязательно и вне зависимости от цены встроен оптический порт, один или несколько портов для витой пары для подключения компьютера или роутера, дополнительные порты для телефонии и беспроводной модуль для передачи сигнала Wi-Fi на другие устройства. Он достаточно компактный, устанавливается без проблем с первого раза даже неопытными пользователями и настраивается один раз с помощью провайдера.

Что влияет на цену передатчика

Как вы понимаете, стоимость аппаратуры будет напрямую зависеть от характеристик встроенных элементов передатчика.

Дистанция передачи данных может быть от 10 до 20 км. Велика вероятность того, что доставшаяся вам аппаратура будет работать на дальности до двадцати километров.

Скорость передачи данных будет составлять до 1 Гбит/с как при приеме, так и при передаче информации.

Количество портов будет напрямую влиять на функционал устройства и количество подключаемой техники, например, дополнительный порт для IP-телефонии или Wi-Fi адаптер.

Уровень защиты может адаптировать оборудование под разную среду использования, в том числе и снаружи зданий. Например, бывает оборудование с высоким уровнем защиты IP65, предназначенное для уличного монтажа, чем активно пользуются при установке камер видеонаблюдения.

Электропитание обычно у аппаратуры стандартное, АС 220 Вольт, либо же в ней будет встроенный блок питания DC для питания прибора постоянным током. Также в продаже можно найти комбинированные модели, в которых один из источников питания основной, а второй мгновенно включается в качестве резервного. Также есть передатчики со встроенной батареей, которая используется при возникновении перебоев у основного источника питания.

Преимущества данной системы

Пассивные оптические сети строят без активных компонентов, то есть, для подавляющего большинства элементов данной системы электропитание не нужно. Разветвление оптического сигнала по одноволоконной оптической линии связи осуществляется с помощью пассивных разветвителей оптической мощности – сплиттеров, которые не требуют электропитания, настройки и управления, термошкафов. Её элементы дешевле, чем привычные элементы телефонных сетей. Поломку механического характера у оптоволоконной сети гораздо проще найти, потому что в месте деформации она будет светиться.

Один раз грамотно проложенное оптоволокно будет работать десятилетиями, не теряя в качестве передачи файлов ни из-за электрооборудования поблизости, ни из-за радиопомех. Спецификация GPON существенно расширяет возможности технологии по сравнению с предыдущими BPON и EPON. Данная технология предполагает более эффективную обработку пакетов IP и кадров Ethernet.

Скорость по протоколу определяется значениями в 622 Мбит/c или 1,25 и 2,5 Гбит/с. Также технология увеличивает количество подключаемых абонентов до 128 на волокно на расстоянии до 20км. Раздающий даже может варьировать скорости передачи прямого и обратного потока в дереве PON. GPON работает с трафиком различного типа (TDM, SDH, Ethernet, ATM). В нем действуют развитые механизмы управления и защиты на уровне протоколов. Сеть работает в синхронном режиме с постоянной длительностью кадра.

Очевидно, что абонентские терминалы в такой системе обладают массой достоинств при сравнительно небольшой цене и скромных размерах, что делает их оптимально подходящими для работы, игр и разнообразной коммуникации через интернет.

Источник

Что такое GPON

О важности высокоскоростного подключения к Интернет, обеспечиваемого подключением по оптоволоконному кабелю, вы уже знаете. Само подключение к Сети обеспечивается с помощью технологии GPON (Gigabit Passive Optical Network), о которой мы и поговорим в этой статье.

Немного теории

Еще совсем недавно для подключения к Интернет использовалась технология DSL, работающая на базе обычных телефонных линий. Со временем этот вид подключения устарел и стал постепенно меняться на оптоволоконные сети.

Если подключение абонентов к «оптике» происходит по технологии FTTB, при этом должны быть соединены терминал провайдера – OLT (Optical Line Terminal) с приемопередающим устройством у абонента ONT (Optical Network Terminal).

ONT (или оптический модем) служит для преобразования электрических сигналов, поступающих на компьютер, телефон и телевизор в оптические, для передачи их на OLT, и наоборот.

Технология GPON, о которой мы упомянули выше, была разработана именно для подключения FTTH, и появилась она уже в начале «двухтысячных». Однако, на отечественном рынке из-за немалой стоимости клиентского оборудования не получила должного развития.

Рыночная ситуация стала меняться с возросшей активностью интернет-провайдеров в жилых зонах с небольшой плотностью населения, а также с возрастающим интересом абонентов к подключению FTTH. Сегодня провайдеры начали активно предоставлять сетевые услуги по стандарту GPON (Gigabit-capable Passive Optical Network) – данным термином называют сеть, в которой имеется один приемо-передающий модуль у провайдера (OLT) и множество абонентских терминалов (ONT) у абонентов.

Что представляет собой GPON-терминал

Устанавливаемый в помещении абонента GPON-терминал представляет собой компактное устройство, принимающее оптический сигнал от провайдера и преобразующее его в сигнал, передаваемый по кабелю Ethernet. Все управление данным устройством осуществляется со стороны центрального коммутатора провайдера, поэтому от пользователя требуется только правильно подключить его.

Терминал имеет следующие коммуникации:

Вместо послесловия

Мы познакомились с принципом организации оптоволоконной сети и рассмотрели оборудование, используемое для подключения со стороны абонента. А какой тип подключения к Интернет используете вы?

Источник