Пассивная оптическая сеть ( PON ) — это волоконно-оптическая телекоммуникационная сеть, которая использует только непитаемые устройства для передачи сигналов, в отличие от электронного оборудования. На практике PON обычно используются для последней мили между поставщиками интернет-услуг (ISP) и их клиентами. При таком использовании PON имеет топологию «точка-многоточка», в которой ISP использует одно устройство для обслуживания многих сайтов конечных пользователей с помощью такой системы, как 10G-PON или GPON . В этой топологии «один ко многим» одно волокно, обслуживающее множество сайтов, разветвляется на несколько волокон через пассивный разветвитель , и каждое из этих волокон может обслуживать несколько сайтов через дополнительные разветвители. Свет от ISP разделяется через разветвители, чтобы достичь всех сайтов клиентов, а свет от сайтов клиентов объединяется в одно волокно. [1] Многие поставщики оптоволоконных услуг ISP предпочитают эту систему. [2]
Пассивная оптическая сеть состоит из оптического линейного терминала (OLT) в центральном офисе поставщика услуг (концентраторе), пассивных (не потребляющих энергию) оптических разветвителей и ряда оптических сетевых блоков (ONU) или оптических сетевых терминалов (ONT), которые являются близкими конечными пользователями. [2] [3] Между OLT и ONU могут быть усилители. [4] Несколько волокон от OLT могут передаваться по одному кабелю. [5] PON уменьшает количество требуемого волокна и оборудования центрального офиса по сравнению с архитектурой точка-точка с выделенными соединениями для каждого пользователя. Пассивная оптическая сеть является формой оптоволоконной сети доступа . Пропускная способность распределяется между пользователями PON. [6] [7]
В большинстве случаев сигналы нисходящего потока транслируются во все помещения, используя несколько волокон. Шифрование может предотвратить подслушивание .
Восходящие сигналы объединяются с использованием протокола множественного доступа , обычно множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA).
Пассивные оптические сети были впервые предложены British Telecommunications в 1987 году. [8]
Две основные группы по стандартизации — Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) и Сектор стандартизации электросвязи Международного союза электросвязи (ITU-T) — разрабатывают стандарты совместно с рядом других отраслевых организаций.
Общество инженеров кабельной связи (SCTE) также определило радиочастоту по стеклу для передачи сигналов по пассивной оптической сети. CableLabs разработала когерентную PON (CPON), которая работает на скорости 100 Гбит/с симметрично [9] и поддерживает коэффициенты разделения до 1:512. Когерентность означает, что для работы требуется только одна длина волны света. [10] [11] [12]
Начиная с 1995 года, работа над архитектурой волоконно-оптических сетей для дома выполнялась рабочей группой Full Service Access Network (FSAN), сформированной основными поставщиками телекоммуникационных услуг и поставщиками систем. [13] Международный союз электросвязи (МСЭ) провел дальнейшую работу и стандартизировал два поколения PON. Более старый стандарт ITU-T G.983 был основан на асинхронном режиме передачи (ATM) и поэтому назывался APON (ATM PON). Дальнейшие усовершенствования исходного стандарта APON, а также постепенный отказ от ATM как протокола, привели к тому, что полную, окончательную версию ITU-T G.983 стали чаще называть широкополосной PON или BPON. Типичный APON/BPON обеспечивает 622 мегабита в секунду (Мбит/с) ( OC-12 ) нисходящей полосы пропускания и 155 Мбит/с ( OC-3 ) восходящего трафика, хотя стандарт допускает более высокие скорости.
Стандарт ITU-T G.984 Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON, G-PON) показал увеличение, по сравнению с BPON, как общей пропускной способности, так и эффективности пропускной способности за счет использования более крупных пакетов переменной длины. Опять же, стандарты допускают несколько вариантов скорости передачи данных, но отрасль сошлась на 2,488 гигабит в секунду (Гбит/с) пропускной способности нисходящего потока и 1,244 Гбит/с пропускной способности восходящего потока. Метод инкапсуляции GPON (GEM) позволяет очень эффективно упаковывать пользовательский трафик с сегментацией кадров.
К середине 2008 года Verizon установила более800 000 линий . British Telecom , BSNL , Saudi Telecom Company , Etisalat и AT&T находились на стадии расширенных испытаний в Великобритании, Индии, Саудовской Аравии, ОАЭ и США соответственно. Сети GPON в настоящее время развернуты во многих сетях по всему миру, и тенденции указывают на более высокий рост GPON по сравнению с другими технологиями PON.
G.987 определил 10G-PON со скоростью нисходящего потока 10 Гбит/с и восходящего потока 2,5 Гбит/с — кадрирование «похоже на G-PON» и предназначено для сосуществования с устройствами GPON в одной сети. [14]
Асимметричный 50G-PON был одобрен МСЭ в сентябре 2021 года, [15] [16] а симметричный 50G-PON был одобрен в сентябре 2022 года . [17] Первое испытание 50G-PON состоялось в 2024 году в Турции. [18] Были продемонстрированы 100G-PON и 200G-PON. [19] [20] [21] [22] Первая демонстрация 100G-PON в действующей сети была проведена в Австралии в 2024 году. [23]
Разработанная в 2009 году Cable Manufacturing Business для соответствия требованиям SIPRNet ВВС США , защищенная пассивная оптическая сеть (SPON) объединяет технологию гигабитной пассивной оптической сети (GPON) и защитную распределительную систему (PDS). [24] Изменения в требованиях NSTISSI 7003 для PDS и мандат федерального правительства США на технологии GREEN позволили федеральному правительству США рассмотреть эти две технологии в качестве альтернативы активному Ethernet и устройствам шифрования . Главный информационный директор Министерства армии США издал директиву о принятии технологии к финансовому году 2013. Она продается военным США такими компаниями, как Telos Corporation . [25] [26] [27] [28]
GPON, используемый в развертываниях Fiber to the x, может столкнуться с уязвимостью к атакам типа «отказ в обслуживании» посредством оптических инъекций сигнала, которая не устранена на основе текущих коммерчески доступных технологий. [29] [30]
В 2004 году стандарт Ethernet PON (EPON или GEPON) 802.3ah-2004 был ратифицирован как часть проекта Ethernet в первой миле IEEE 802.3 . EPON — это сеть «ближнего действия», использующая пакеты Ethernet, оптоволоконные кабели и один уровень протокола. [1] EPON также использует стандартные кадры Ethernet 802.3 с симметричными скоростями восходящего и нисходящего потока 1 гигабит в секунду. EPON применим для сетей, ориентированных на данные, а также для сетей с полным спектром услуг передачи голоса, данных и видео. 10 Гбит/с EPON или 10G-EPON был ратифицирован как поправка IEEE 802.3av к IEEE 802.3. 10G-EPON поддерживает 10/1 Гбит/с. План длин волн нисходящего потока поддерживает одновременную работу 10 Гбит/с на одной длине волны и 1 Гбит/с на отдельной длине волны для работы IEEE 802.3av и IEEE 802.3ah на одной и той же PON одновременно. Канал восходящего потока может поддерживать одновременную работу IEEE 802.3av и 1 Гбит/с 802.3ah одновременно на одном общем канале (1310 нм).
В 2014 году было установлено более 40 миллионов портов EPON, что делает ее наиболее широко распространенной технологией PON в мире. EPON также является основой для бизнес-услуг кабельных операторов в рамках спецификаций DOCSIS Provisioning of EPON (DPoE).
10G EPON полностью совместим с другими стандартами Ethernet и не требует преобразования или инкапсуляции для подключения к сетям на базе Ethernet как на восходящем, так и на нисходящем конце. Эта технология легко подключается к любому типу IP- или пакетной связи, и благодаря повсеместному распространению установок Ethernet в домах, на рабочих местах и в других местах, EPON, как правило, очень недорог в реализации. [1]
PON использует преимущества мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM), используя одну длину волны для нисходящего трафика и другую для восходящего трафика по одномодовому волокну (ITU-T G.652 ). BPON, EPON, GEPON и GPON имеют один и тот же базовый план длин волн и используют длину волны 1490 нанометров (нм) для нисходящего трафика и длину волны 1310 нм для восходящего трафика. 1550 нм зарезервировано для дополнительных наложенных услуг, обычно для радиочастотного (аналогового) видео.
Как и в случае со скоростью передачи данных, стандарты описывают несколько бюджетов оптической мощности , наиболее распространенным является бюджет потерь 28 дБ как для BPON, так и для GPON, но были анонсированы продукты, использующие также менее дорогую оптику. 28 дБ соответствует примерно 20 км с 32-сторонним разделением. Прямая коррекция ошибок (FEC) может обеспечить еще 2–3 дБ бюджета потерь в системах GPON. По мере улучшения оптики бюджет в 28 дБ, вероятно, увеличится. Хотя протоколы GPON и EPON допускают большие коэффициенты разделения (до 128 абонентов для GPON, [31] до 32 768 для EPON), на практике большинство PON развертываются с коэффициентом разделения 1:64, [32] 1:32 [33] или меньше. Сети XGS-PON поддерживают коэффициенты разделения до 1:128 [34] , а 50G-PON поддерживает коэффициенты разделения не менее 1:256 в зависимости от OLT. [35]
Разделители могут быть каскадными, например, в районах с низкой плотностью населения и, следовательно, небольшим количеством абонентов в данной области. [36] [37] Это также может быть сделано для облегчения сокращения количества абонентов в PON в будущем. [37] Таким образом, PON могут иметь древовидную топологию сети. [38] В сельской местности могут использоваться удаленные OLT с емкостью только для нескольких пользователей. [39] Разделители могут быть изготовлены либо с использованием технологий планарной световой волны (PLC), либо с использованием технологий спеченного биконического конуса (FBT): PLC создает оптические волноводы в плоской подложке из кремния для разделения света, а FBT сплавляет оптические волокна вместе для создания разделителя. [40]
PON состоит из центрального узла офиса, называемого оптическим линейным терминалом (OLT), одного или нескольких пользовательских узлов, называемых оптическими сетевыми блоками (ONU) или оптическими сетевыми терминалами (ONT), а также волокон и разветвителей между ними, называемых оптической распределительной сетью (ODN). «ONT» — это термин ITU-T для описания одноарендного ONU. В многоарендных блоках ONU может быть подключен к устройству в помещении клиента в пределах отдельного жилого блока с использованием таких технологий, как Ethernet по витой паре, G.hn (высокоскоростной стандарт ITU-T , который может работать по любой существующей домашней проводке — линиям электропередач , телефонным линиям и коаксиальным кабелям ) или DSL . ONU — это устройство, которое завершает PON и предоставляет пользователю интерфейсы обслуживания клиентов. Некоторые ONU реализуют отдельный абонентский блок для предоставления таких услуг, как телефония, данные Ethernet или видео.
OLT обеспечивает интерфейс между PON и базовой сетью поставщика услуг . Обычно они включают:
ONT или ONU завершает PON и предоставляет пользователю собственные интерфейсы услуг. Эти услуги могут включать голос ( обычная телефонная служба (POTS) или голос по IP ( VoIP )), данные (обычно Ethernet или V.35 ), видео и/или телеметрию (TTL, ECL, RS530 и т. д.) Часто функции ONU разделяются на две части:
PON — это общая сеть, в которой OLT отправляет один поток нисходящего трафика, который видят все ONU. Каждый ONU считывает содержимое только тех пакетов, которые адресованы ему. Шифрование используется для предотвращения подслушивания нисходящего трафика.
OLT может иметь несколько портов, и каждый порт может управлять одной сетью PON с коэффициентами разделения или факторами разделения около 1:32 или 1:64, что означает, что к каждому порту OLT можно подключить до 32 или 64 ONU на объектах клиентов. [41] [42] Несколько стандартов PON могут сосуществовать в одной и той же ODN (оптической распределительной сети) с использованием разных длин волн. [43]
OLT отвечает за распределение полосы пропускания восходящего потока для ONU. Поскольку оптическая распределительная сеть (ODN) является общей, восходящие передачи ONU могут конфликтовать, если они передаются в случайное время. ONU могут находиться на разных расстояниях от OLT, что означает, что задержка передачи от каждого ONU уникальна. OLT измеряет задержку и устанавливает регистр в каждом ONU с помощью сообщений PLOAM (операции физического уровня, администрирование и обслуживание), чтобы выровнять его задержку по отношению ко всем другим ONU в PON.
После установки задержки всех ONU OLT передает так называемые гранты отдельным ONU. Грант — это разрешение использовать определенный интервал времени для восходящей передачи. Карта грантов динамически пересчитывается каждые несколько миллисекунд. Карта выделяет полосу пропускания всем ONU, так что каждый ONU получает своевременную полосу пропускания для своих сервисных нужд.
Некоторые услуги, например , POTS , требуют по существу постоянной полосы пропускания восходящего потока, и OLT может предоставлять фиксированное распределение полосы пропускания для каждой такой услуги, которая была предоставлена. DS1 и некоторые классы услуг передачи данных также могут требовать постоянной скорости передачи восходящего потока. Но большая часть трафика данных, например, просмотр веб-сайтов, является прерывистым и сильно изменчивым. Благодаря динамическому распределению полосы пропускания (DBA) PON может быть переподписана для восходящего трафика, в соответствии с концепциями статистического мультиплексирования трафика . (Нисходящий трафик также может быть переподписан, таким же образом, как любая локальная сеть может быть переподписана. Единственной особенностью архитектуры PON для переподписки нисходящего потока является тот факт, что ONU должен иметь возможность принимать совершенно произвольные временные интервалы нисходящего потока, как по времени, так и по размеру.)
В GPON существует две формы DBA: отчеты о состоянии (SR) и отчеты о несостоянии (NSR).
В NSR DBA OLT непрерывно выделяет небольшой объем дополнительной полосы пропускания для каждого ONU. Если у ONU нет трафика для отправки, он передает пустые кадры во время своего избыточного выделения. Если OLT замечает, что данный ONU не отправляет пустые кадры, он увеличивает выделение полосы пропускания для этого ONU. После передачи пакета ONU OLT замечает большое количество пустых кадров от данного ONU и соответственно уменьшает свое выделение. Преимущество NSR DBA в том, что он не предъявляет никаких требований к ONU, а недостаток в том, что у OLT нет способа узнать, как лучше всего назначить полосу пропускания для нескольких ONU, которым требуется больше.
В SR DBA OLT опрашивает ONU на предмет их невыполненных задач. У данного ONU может быть несколько так называемых контейнеров передачи (T-CONT), каждый из которых имеет свой приоритет или класс трафика. ONU сообщает о каждом T-CONT отдельно в OLT. Сообщение отчета содержит логарифмическую меру невыполненных задач в очереди T-CONT. Зная соглашение об уровне обслуживания для каждого T-CONT по всей PON, а также размер невыполненных задач каждого T-CONT, OLT может оптимизировать распределение резервной полосы пропускания на PON.
Системы EPON используют механизм DBA, эквивалентный решению SR DBA GPON. OLT опрашивает ONU на предмет их статуса очереди и предоставляет пропускную способность с помощью сообщения MPCP GATE, в то время как ONU сообщают о своем статусе с помощью сообщения MPCP REPORT.
APON / BPON , EPON и GPON были широко развернуты. В ноябре 2014 года EPON имел около 40 миллионов развернутых портов и занимал первое место по развертываниям. [44]
По состоянию на 2015 год доля рынка GPON была меньше, но ожидается, что к 2020 году ее объем достигнет 10,5 млрд долларов США. [45]
Для TDM-PON в оптической распределительной сети используется пассивный оптический разветвитель. В восходящем направлении каждый ONU (оптические сетевые блоки) или ONT (оптический сетевой терминал) передает пакет в течение назначенного временного интервала (мультиплексируется во временной области). Таким образом, OLT получает сигналы только от одного ONU или ONT в любой момент времени. В нисходящем направлении OLT (обычно) непрерывно передает (или может передавать пакетами). ONU или ONT видят свои собственные данные через адресные метки, встроенные в сигнал. XGS-PON популярен среди оптоволоконных интернет-провайдеров в США. [46]
Спецификация интерфейса службы передачи данных по кабелю ( DOCSIS ) Provisioning of Ethernet Passive Optical Network, или DPoE, представляет собой набор спецификаций CableLabs , которые реализуют интерфейс уровня службы DOCSIS на существующих стандартах управления доступом к среде (MAC) и физического уровня (PHY) Ethernet PON (EPON, GEPON или 10G-EPON). Короче говоря, он реализует функциональность DOCSIS Operations Administration Maintenance and Provisioning (OAMP) на существующем оборудовании EPON. Он заставляет EPON OLT выглядеть и работать как платформа DOCSIS Cable Modem Termination Systems (CMTS) (которая в терминологии DPoE называется системой DPoE). Помимо предоставления тех же возможностей IP-сервиса, что и CMTS, DPoE поддерживает сервисы Metro Ethernet Forum (MEF) 9 и 14 для предоставления сервисов Ethernet корпоративным клиентам.
Comcast Xfinity [47] и Charter Spectrum [48] используют 10G-EPON с DPoE в новых районах, включая новое строительство и расширение сельской местности.
Радиочастота по стеклу (RFoG) — это тип пассивной оптической сети, которая транспортирует радиочастотные сигналы, которые ранее передавались по меди (в основном по гибридному волоконно-коаксиальному кабелю) по PON. В прямом направлении RFoG представляет собой либо автономную систему P2MP, либо оптическое наложение для существующего PON, такого как GEPON/EPON. Наложение для RFoG основано на мультиплексировании с разделением по длине волны (WDM) — пассивном объединении длин волн на одной стеклянной нити. Поддержка обратной радиочастоты обеспечивается путем транспортировки восходящего или обратного радиочастотного сигнала на отдельную длину волны от обратной длины волны PON. Рабочая группа 5 Подкомитета по практикам интерфейса (IPS) Общества инженеров кабельной и телекоммуникационной промышленности (SCTE) в настоящее время работает над IPS 910 RF over Glass. RFoG обеспечивает обратную совместимость с существующей технологией модуляции радиочастот, но не предлагает дополнительной полосы пропускания для услуг на основе радиочастот. Хотя стандарт RFoG еще не завершен, он фактически представляет собой набор стандартизированных опций, которые несовместимы друг с другом (их нельзя смешивать в одной PON). Некоторые стандарты могут взаимодействовать с другими PON, другие — нет. Он предлагает средства поддержки радиочастотных технологий в местах, где доступно только оптоволокно или где медь не разрешена или невозможна. Эта технология нацелена на операторов кабельного телевидения и их существующие сети HFC, но также используется Verizon , Frontier Communications и Ziply Fiber для предоставления услуг платного телевидения по оптоволокну, несмотря на то, что эти компании никогда не владели и не развертывали сеть HFC.
PON с мультиплексированием по длине волны (WDM-PON) — это нестандартный тип пассивной оптической сети, разрабатываемый некоторыми компаниями. [ кто? ]
Несколько длин волн WDM-PON могут использоваться для разделения оптических сетевых блоков (ONU) на несколько виртуальных PON, сосуществующих в одной физической инфраструктуре. [39] В качестве альтернативы длины волн могут использоваться совместно посредством статистического мультиплексирования для обеспечения эффективного использования длин волн и меньших задержек, испытываемых ONU.
Не существует единого стандарта для WDM-PON или единогласно согласованного определения этого термина. Согласно некоторым определениям, WDM-PON — это выделенная длина волны для каждого ONU. Другие, более либеральные определения предполагают, что использование более одной длины волны в любом направлении в PON — это WDM-PON. Трудно указать на беспристрастный список поставщиков WDM-PON, когда нет такого единогласного определения. PON обеспечивают более высокую пропускную способность, чем традиционные сети доступа на основе медных кабелей. WDM-PON имеет лучшую конфиденциальность [ требуется ссылка ] и лучшую масштабируемость, поскольку каждый ONU получает только свою собственную длину волны.
Преимущества : Уровень MAC упрощен, поскольку соединения P2P между OLT и ONU реализуются в области длин волн, поэтому не требуется управление доступом к среде P2MP. В WDM-PON каждая длина волны может работать на разной скорости и протоколе, поэтому есть простая модернизация с оплатой по мере роста.
Проблемы : Высокая стоимость первоначальной настройки, стоимость компонентов WDM. Контроль температуры является еще одной проблемой из-за того, что длины волн имеют тенденцию к дрейфу в зависимости от температуры окружающей среды.
Пассивная оптическая сеть с временным и волновым мультиплексированием (TWDM-PON) является основным решением для второго этапа пассивной оптической сети следующего поколения ( NG-PON2 ) от сети полного доступа к услугам (FSAN) в апреле 2012 года. TWDM-PON сосуществует с коммерчески развернутыми системами Gigabit PON (G-PON) и 10 Gigabit PON (XG-PON). В то время как G-PON, XG-PON и XGS-PON поддерживают только одну длину волны на направление, NG-PON поддерживает 4 или 8 длин волн на направление и 10 Гбит/с на длину волны для пропускной способности до 80 Гбит/с нисходящего и восходящего потока. [31]
Концепция оптической сети доступа с большой протяженностью (LROAN) заключается в замене оптического/электрического/оптического преобразования, которое происходит на локальной станции, на непрерывный оптический путь, который простирается от клиента до ядра сети. Работа Дэйви и Пэйна в BT показала, что можно добиться значительной экономии средств за счет сокращения электронного оборудования и недвижимости, требуемых на локальной станции или в центре проводной связи. [49] Демонстрационный образец для проверки концепции показал, что можно обслуживать 1024 пользователей на скорости 10 Гбит/с с радиусом действия 100 км. [50]
Эту технологию иногда называют Long-Reach PON, однако многие утверждают, что термин PON больше не применим, поскольку в большинстве случаев пассивным остается только распределение.
Из-за топологии PON режимы передачи для нисходящего потока (то есть от OLT к ONU) и восходящего потока (то есть от ONU к OLT) различны. Для нисходящей передачи OLT транслирует оптический сигнал всем ONU в непрерывном режиме (CM), то есть нисходящий канал всегда имеет оптический сигнал данных. Однако в восходящем канале ONU не могут передавать оптический сигнал данных в CM. Использование CM приведет к тому, что все сигналы, передаваемые от ONU, будут сходиться (с затуханием) в одно волокно с помощью разветвителя мощности (выступающего в качестве соединителя мощности) и перекрываться. Чтобы решить эту проблему, для восходящего канала принята передача в пакетном режиме (BM). Данный ONU передает оптический пакет только тогда, когда ему выделен временной интервал и ему нужно передать, и все ONU совместно используют восходящий канал в режиме временного мультиплексирования (TDM).
Фазы оптических пакетов BM, полученных OLT, отличаются от пакета к пакету, поскольку ONU не синхронизированы для передачи оптического пакета в одной и той же фазе, а расстояние между OLT и данным ONU является случайным. Поскольку расстояние между OLT и ONU неравномерно, оптические пакеты, полученные OLT, могут иметь разные амплитуды. Чтобы компенсировать изменение фазы и изменение амплитуды за короткое время (например, в течение 40 нс для GPON [51] ), необходимо использовать тактовый генератор и восстановление данных в пакетном режиме (BM-CDR) и усилитель в пакетном режиме (например, TIA в пакетном режиме).
Кроме того, режим передачи BM требует, чтобы передатчик работал в пакетном режиме. Такой передатчик в пакетном режиме может включаться и выключаться за короткое время. Вышеуказанные три типа схем в PON существенно отличаются от своих аналогов в оптической линии связи с непрерывным режимом «точка-точка» .
Пассивные оптические сети не используют компоненты с электрическим питанием для разделения сигнала. Вместо этого сигнал распределяется с помощью делителей луча . Каждый делитель обычно разделяет сигнал из одного волокна на 16, 32 или до 256 волокон в зависимости от производителя, и несколько делителей могут быть объединены в одном шкафу. Делитель луча не может обеспечить никаких возможностей коммутации или буферизации и не использует никакого источника питания; полученное соединение называется соединением «точка-многоточка» . Для такого соединения оптические сетевые терминалы на стороне клиента должны выполнять некоторые специальные функции, которые в противном случае не потребовались бы. Например, из-за отсутствия коммутации каждый сигнал, покидающий центральный офис, должен транслироваться всем пользователям, обслуживаемым этим делителем (включая тех, для кого сигнал не предназначен). Поэтому оптический сетевой терминал должен отфильтровывать любые сигналы, предназначенные для других клиентов.
Кроме того, поскольку сплиттеры не имеют буферизации, каждый отдельный оптический сетевой терминал должен быть скоординирован в схеме мультиплексирования , чтобы предотвратить столкновение сигналов, отправляемых клиентами, друг с другом. Для достижения этого возможны два типа мультиплексирования: мультиплексирование с разделением по длине волны и мультиплексирование с разделением по времени . При мультиплексировании с разделением по длине волны каждый клиент передает свой сигнал, используя уникальную длину волны. При мультиплексировании с разделением по времени (TDM) клиенты «по очереди» передают информацию. Оборудование TDM находится на рынке дольше всех. Поскольку не существует единого определения оборудования «WDM-PON», различные поставщики утверждают, что выпустили «первое» оборудование WDM-PON, но нет единого мнения о том, какой продукт был «первым» продуктом WDM-PON на рынке.
Пассивные оптические сети имеют как преимущества, так и недостатки по сравнению с активными сетями. Они избегают сложностей, связанных с поддержанием работы электронного оборудования на открытом воздухе. Они также позволяют осуществлять аналоговое вещание, что может упростить доставку аналогового телевидения . Однако, поскольку каждый сигнал должен быть передан всем, кого обслуживает сплиттер (а не только одному коммутационному устройству), центральный офис должен быть оснащен особенно мощным передающим оборудованием, называемым оптическим линейным терминалом (OLT). Кроме того, поскольку оптический сетевой терминал каждого клиента должен передавать сигнал на всем протяжении до центрального офиса (а не только до ближайшего коммутационного устройства), для достижения расстояния от центрального офиса, которое возможно с активными оптическими сетями на базе внешних установок, потребуются расширители дальности .
Оптические распределительные сети также могут быть спроектированы по топологии « точка-точка », где разветвители и/или активные сетевые компоненты расположены в центральном офисе, что позволяет подключать пользователей к любой необходимой сети с помощью оптического распределительного щита .
Основными преимуществами современной пассивной оптической сети являются высокая надежность, низкая стоимость и пассивная функциональность.
Одномодовые пассивные оптические компоненты включают в себя разветвляющие устройства, такие как мультиплексоры/демультиплексоры с разделением по длине волны (WDM), изоляторы, циркуляторы и фильтры. Эти компоненты используются в межстанционных, петлевых фидерах, системах Fiber In The Loop (FITL), Hybrid Fiber-Coaxial Cable (HFC), Synchronous Optical Network (SONET) и Synchronous Digital Hierarchy (SDH); и других телекоммуникационных сетях, использующих оптические системы связи, которые используют оптоволоконные усилители (OFA) и системы Dense Wavelength-Division Multiplexer (DWDM). Предлагаемые требования к этим компонентам были опубликованы в 2010 году компанией Telcordia Technologies . [52] [53]
Широкий спектр применения пассивных оптических компонентов включает многоканальную передачу, распределение, оптические ответвители для мониторинга, нагнетатели для волоконно-оптических усилителей, ограничители скорости передачи данных, оптические соединения, разнесение маршрутов, разнесение поляризации, интерферометры и когерентную связь.
WDM — это оптические компоненты, в которых мощность разделяется или объединяется на основе состава длин волн оптического сигнала. Плотные мультиплексоры с разделением по длине волны (DWDM) — это оптические компоненты, которые разделяют мощность по меньшей мере на четыре длины волн. Нечувствительные к длине волны ответвители — это пассивные оптические компоненты, в которых мощность разделяется или объединяется независимо от состава длин волн оптического сигнала. Данный компонент может объединять и разделять оптические сигналы одновременно, как при двунаправленной (дуплексной) передаче по одному волокну. Пассивные оптические компоненты прозрачны для формата данных, объединяя и разделяя оптическую мощность в некотором заранее определенном соотношении ( коэффициенте связи ) независимо от информационного содержания сигналов. WDM можно рассматривать как разделители и объединители длин волн . Нечувствительные к длине волны ответвители можно рассматривать как разделители и объединители мощности .
Оптический изолятор — это двухпортовый пассивный компонент, который позволяет свету (в заданном диапазоне длин волн) проходить с малым затуханием в одном направлении , при этом изолируя (обеспечивая большое затухание) свет, распространяющийся в обратном направлении. Изоляторы используются как интегральные и линейные компоненты в модулях лазерных диодов и оптических усилителях, а также для снижения шума, вызванного многолучевым отражением в системах передачи с высокой скоростью передачи и аналоговых системах передачи.
Оптический циркулятор работает аналогично оптическому изолятору, за исключением того, что обратная распространяющаяся световая волна направляется на третий порт для вывода, а не теряется. Оптический циркулятор может использоваться для двунаправленной передачи, как тип разветвляющего компонента, который распределяет (и изолирует) оптическую мощность между волокнами, основываясь на направлении распространения световой волны .
Волоконно -оптический фильтр — это компонент с двумя или более портами, который обеспечивает чувствительные к длине волны потери, изоляцию и/или возвратные потери. Волоконно-оптические фильтры — это линейные, селективные по длине волны компоненты, которые позволяют пропускать (или отражать) определенный диапазон длин волн с низким затуханием для классификации типов фильтров.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )
Медиа, связанные с Пассивная оптическая сеть на Wikimedia Commons