Топологии построения сети pon

Построение пассивной оптической сети — PON

Наиболее часто операторы связи применяют топологию «точка-точка» и «дерево с пассивным оптическим разветвлением», иногда при построении сети используется топология «шина».

На примере проекта, который мы выполнили для краснодарского оператора связи, рассмотрим строительство сети связи по топологии «дерево с пассивным оптическим разветвлением» (каскадное). Построение по топологии «точка-точка» производится обычно в многоквартирных домах, а по топологии «шина» для специфической местности.

При каскадном построении сети PON выделяются как правило 2 каскада, реже 3 все зависит от количества подключаемых абонентов на PON порт.

• 1 каскад содержит сплиттеры номиналом 1х4 или 1х8.
• 2 каскад содержит сплиттеры номиналом 1х16 или 1х8.

При каскадном подключении сплиттеров 1х8 общее количество подключаемых абонентов на PON порт будет составлять 64 абонентов. Оборудование Элтекс поддерживает подключение до 128 абонентов на PON порт. При подключении до 128 абонентов на PON порт 1-ый каскад будет содержать сплиттер 1х8, 2-ой каскад будет содержать сплиттер 1х16, или 1-ый каскад будет содержать сплиттер 1х4, 2-ой каскад будет содержать сплиттер 1х32. Всё зависит от местности и топологии размещения домохозяйств, которые будут подключены. Пример схемы построения каскадной сети PON указана на рисунке 1.

Рис. 1 Пример схемы построения каскадной сети

В данной схеме сигнал с головной станции (OLT), а именно с SFP модуля коммутируется на оптический кросс (ODF), с оптического кросса сигнал поступает в распределительную оптическую сеть (ODN). В распределительной оптической сети, сигнал с помощью сплиттеров расшивается на ветви оптического дерева, с которых с помощью оконечных оптических абонентских кабелей уходит до абонентских терминалов.
Ниже приведены схемы построения сети PON по топологии «точка-точка» и «шина»:

Рис. 2 Пример схемы построения по топологии «точка-точка»

Рис. 3 Пример схемы построения по топологии «шина»

При построении сети по топологии «шина», дополнительно используются сплиттеры с неравномерным делением для выделения из общего сигнала части оптической мощности, с последующим вводом части сигнала в сплиттер 1х8.

Расчет бюджета мощности PON

Расчет бюджета мощности оптической линии – важнейшая часть инфраструктуры сети PON. С учетом бюджета мощности должны выбираться компоненты оптической инфраструктуры, включая коннекторы, сплиттеры, сварные соединения и так далее. Большая часть потерь обычно происходит на сплиттерах поскольку в них входная мощность делится между несколькими выходами. Потери на сплиттере зависит от его коэффициента деления.

Также стоит учитывать эксплуатационный запас линии (3 дБ). Дело в том, что в процессе эксплуатации линии возможно появление дополнительных сварных соединений, ухудшение характеристик волокна из-за его старения, неблагоприятных окружающих факторов.

Для каскадной схемы рис. 1 рассчитаем бюджет мощности на участке от узла агрегации до ОУД 9 (параметры SFP модулей относятся к оборудованию Элтекс).

Down. SFP C+HP (+7 dBm) → коннектор (кросс) (- 0,15 dBm) → сварка -(0,05 dBm)→———— ОВ ———— (0,24*1 км=-0,24 dBm) → PLC 1×8 (-10,7 dBm)→ PLC 1×8 (-10,7 dBm)→6 сварок ( -0,3 dBm) →2 коннектора -(0,3 dBm) — 3 dBm эксплуатационный запас = -18,44 dBm. Чувствительность ONT NTE-2C: -8 ÷ — 28 dBm. Без перегрузки ONT, в запасе еще 9,56 dBm.

Up. SFP B+ (1,5 dBm) →2 коннектора (- 0,3 dBm) → 6 сварок (- 0,3 dBm)→ PLC 1×8 (-10,7 dBm)→ PLC 1×8 (-10,7 dBm)→———— ОВ ———— (0,36*1 км=-0,36 dBm)→ сварка (-0,05 dBm)→ коннектор (кросс) (- 0,15 dBm) → — 3 dBm эксплуатационный запас= -24,06 dBm.Чувствительность OLT LTE-8X: -12 ÷ — 33 dBm. Без перегрузки на OLT, в запасе еще 8,94 dBm.

Из полученных данных видно, что все значения находятся в пределах чувствительности SFP модулей на станционной и абонентской стороне.

SFP модули для оборудования PON

Для оборудования xPON Элтекс, наша компания поставляет SFP Модули производства: Fang Hang, Hisense, Ligent

• SFP-xPON (B+)-максимальная дальность действия – 20 км. Походит для оборудования GPON и TurboGEPON
• SFP xPON 2,5 GE class C++ (6537E-STH2+)-максимальная дальность действия – 20 км. Подходит для оборудования Eltex GPON и TurboGEPON
• SFP xPON 2,5 class C++ (LTE3680P-BC+2)-максимальная дальность действия – 60 км. Подходит для оборудования Eltex GPON и TurboGEPON

Сплиттеры (оптические разветвители)

При построении сети PON применяют два основных вида сплиттеров планарные и сварные. Сплиттеры могут быть в гильзе или корпусе, оконцованные и неоконцованные.

Планарные сплиттеры PLC

• Затухание сигнала меньше, чем у сварного сплиттера (FBT).
• Число выходов основного волокна может доходить до 128.
• Количество выходов чаще всего равно 2 в степени N (2, 4, 8, 16, 32 и т.д.), но производятся делители и со свободным числом выходов (3, 6).
• Планарные разветвители делят сигнал на равные части.
• Показатели затухания в разных экземплярах сплиттеров практически одинаковы и потому предсказуемы, в отличие от сварных (FBT).
• Широкий диапазон рабочих длин волн 1260нм ~ 1650нм.

Сварные сплиттеры FBT

Возможность неравномерного деления оптической мощности — главное преимущество сварных делителей. Это целесообразно, если в процессе построения сети необходимо сделать ответвления для абонентов, которые находятся на разном расстоянии от точки деления или сеть строится по топологии «шина» Кроме того, сварные делители дешевле, чем планарные сплиттеры. Стоит отметить, что в отличие от планарного разветвителя, при выборе сварного сплиттера необходимо учитывать в каких окнах он работает (1550, 1490, 1310). Существуют сварные сплиттеры, которые работают в 3-х окнах прозрачности.

Источник

Построение сети GPON

В зависимости от условий использования различают несколько конфигураций FTTx:

• FTTB – Fiber To The Building (прокладка ОВ до здания);
• FTTH – Fiber To The Home (прокладка ОВ до квартиры).

Рассмотрим технологию FTTH. Технология подразумевает прокладку ОВ непосредственно до квартиры или частного дома абонента. Существуют два варианта для организации таких сетей: на базе PON и на базе Ethernet. Второй вариант не стал массовым из-за его недостатков: малая возможность масштабирования такой сети и рост емкости оптических кабелей сверх разумных пределов.

Именно сети FTTH/PON получили широкое распространение и на сегодняшний день активно развиваются.

Сети xPON

PON (от англ. Passive Optical Network) — пассивная оптическая сеть. Это распределительная сеть с пассивными оптическими делителями (сплиттерами), которые не требуют дополнительного обслуживания и какого-либо питания. Такая сеть имеет древовидную структуру, имеет возможность наращивания точек подключения в зависимости от будущих или уже подключенных абонентов.

Для передачи и приема информации используется одно ОВ (рис 1.). Прямой поток от центрального узла (Optical Line Terminal — OLT) к абонентским узлам (Optical Network Terminal — ONT) распространяется на длине волны λ=1490 нм. Обратный поток от ONT распространяется на длине волны λ=1310 нм.

На один порт OLT, то есть на 1 магистральное ОВ возможно подключить до 128 абонентов (ONT). При разъединении одного, либо нескольких ONT, это не повлияет на работу остальных абонентских узлов, так как все ONT — терминальные, и работают вне зависимости друг от друга.

Рис 1. Архитектура сети PON

APON, BPON и GPON

Первые стандарты семейства PON (APON, BPON) имели скорости передачи 155­­–622 Мб/с. Наиболее распространенным стандартом этой технологии стал ITU-T G.984.x, или GPON — Gigabit PON. Скорость передачи сети выросла и составила: downstream — 2488,32 Мб/с, upstream — 1 244,16 Мб/с. Стандарт xPON эволюционирует и сегодня — см. рис. 2:

Делители (сплиттеры) FTB и PLC

По типу изготовления сплиттеров (от англ. split — разделять) различают два основных вида: плоские (планарные) и сплавные.

Сплиттер типа PLC (Planar Lightwave Circuit) — плоский (планарный) волноводный делитель. Используется для равномерного разделения/объединения световых лучей (мод). Максимальный коэффициент разделения до 1:64.

Сплиттер типа FBT (Fused Biconical Taper) — сплавной биконический разветвитель. Основан на традиционной технологии сварки ОВ. Коэффициенты разветвления таких сплиттеров могут быть настроены, в отличие от PLC делителей. Коэффициент разделения — 1:2.

Топология сетей GPON

Топология сети — это геометрическая форма и физическое расположение оборудования по отношению друг к другу. Существует несколько различных топологий:

На рис. 3 представлен тип топологии «Дерево». После OLT размещается первый сплиттер, который входом подключается непосредственно к OLT, а выходы к оптическому кабелю, это и есть «ствол» дерева. По востребованности «ствол» отрезается: от него ответвляют одно ОВ, из которого начинает расти «ветвь». К «ветви» подключается второй сплиттер, к которому подсоединяются абоненты.

Следующая топология «Звезда» (рис. 4) – классика построения GPON сетей. Отличие от «Дерева» к выходам первого делителя (сплиттера) сразу подключаются абоненты.

Достоинства топологии «Звезда» выявляются только в случае, когда требуется обеспечить одновременный доступ к инфраструктуре нескольким провайдерам. В других случаях практичнее применять «Дерево» или «Шину».

Топология «Шина» организуется на одном ОВ с использованием каскада сплавных сплиттеров (FBT) с процентным соотношением мощности выходных сигналов. Вход первого сплиттера подключается к OLT, а его выход с меньшим затуханием соединяется с магистралью, к выходу с большим затуханием — абоненты. Есть возможность к выходу сплиттера с большим затуханием подключить вход PLC, в данном случае шина будет комбинированной с различными сплиттерами PLC, FBT. «Шинная» топология используется в основном в небольших сетях сельских провайдеров.

Измерение параметров сетей PON

На этапе строительства сети измерения очень важны. Если от центрального узла (OLT) к абоненту (ONT) придёт крайне низкий уровень сигнала, то терминал будет работать с ошибками, либо вовсе не заработает. Для проведения корректных измерений необходимы: оптический рефлектометр (OTDR) и связка источник оптического излучения и измеритель оптической мощности. Вся сеть PON условно делится на два участка. Первый измеряется оптическим рефлектометром, второй участок от распределительного шкафа до абонентского кросса — связкой источник оптического излучения и измеритель оптической мощности. Деление происходит из-за сплиттеров и коротких расстояний на втором условном участке.

В измерениях, на уже работающей сети, при её эксплуатации для поиска повреждений отличным помощником будет оптический рефлектометр с оптическим модулем, работающим на длине волны λ=1625, 1650 нм с фильтром. Это даёт возможность поиска места обрыва ОВ без отключения потока с OLT. В этом случае измерения производятся со стороны абонентского узла (ONT).

Отличным помощником при измерениях может стать курс Учебного центра ВОЛС.Эксперт по измерениям параметров сетей PON как в рамках строительства, так и для эксплуатации уже построенной сети.

Смотрите обзоры рефлектометров на канале ВОЛС.Эксперт в Ютубе

Источник