2.2 Выбор оборудования
Путевка в жизнь для пассивных оптических сетей началась с попыток
резкого уменьшения числа волокон, используемых для передачи данных. Суть
технологии
PON
вытекает
из ее названия
и состоит
в том,
что
ее распределительная сеть строится без использования активных компонентов:
разветвление оптического сигнала в одноволоконной оптической линии связи
осуществляется с помощью пассивных разветвителей оптической мощности —
сплиттеров.
Структурно любая пассивная оптическая сеть состоит из трех главных
элементов - станционного терминала OLT, пассивных оптических сплиттеров
и абонентского терминала ONT.
Израильская компания Olencom Electronics (Utstarcom) предлагает
полнофункциональные решения для сетей GEPON, включающие линейку
GEPON-коммутаторов и GEPON-модемов, [7].
Определим основные компоненты оборудования проектируемой сети.
OLT (Optical Line Terminal) – центральное устройство, агрегирует потоки
от терминальных устройств в зданиях, также данное устройство можно встретить
термином-концентратор сети EPON, который обеспечивает интерфейс PON для
сетей Ethernet/IP и организует симметричный поток 1 Гб/с к терминалам ONU в
режиме «точка-многоточка».
В данном решении применим из общей линейки оборудования,
представленной компанией Olencom Electronics, устройство OLT - BBS1000+
(рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 – Оптический терминал
48
Оптическое терминальное оборудование (OLT) BBS1000+ обеспечивает
построение оптических сетей доступа на базе технологии Ethernet/IP.
Данный
концентратор
совместно
с
оптическими
абонентскими
терминалами (ONU) является завершенным решением для организации сетей
доступа для частных и корпоративных абонентов с гигабитной пропускной
способностью на отрезке последней мили.
Объединяя экономические выгоды от технологии EPON с возможностью
коммутации второго и третьего уровней, а также функциональностью
маршрутизатора, BBS1000+ является оптимальной транспортной платформой для
единой передачи голоса, видео, данных и других сервисов, для которых
необходима высокая пропускная способность.
BBS1000+ поддерживает до 8 PON интерфейсов. Каждый PON интерфейс
способен передать трафик со скоростью 1 Гбит/с, который может распределяться
между 32/64 терминальными устройствами. Малобюджетный концентратор BBS
1000+ исполненный в корпусе 1U представляет собой шасси глубиной в 280мм с
шестью слотами, которые в зависимости от потребности заказчика могут
комплектоваться следующими функциональными модулями:
- 1 слот для модуля GSM (содержит 4 порта 1000-X SFP Gigabit Ethernet и
порты управления);
- 2 слота для двух 4 портовых модулей EPON;
- 1 слот для модуля вентиляции;
- 2 слота для одного модуля питания переменного тока или для двух
резервируемых модулей питания постоянного тока. Что позволяет поэтапно
наращивать возможности строящейся сети. Все модули обладают функцией
"горячей" замены, что значительно сокращает время восстановления
работоспособности системы. BBS 1000+ обладает высокоскоростной
неблокируемой коммутационной матрицей.
Таким образом, небольшой концентратор в корпусе 1 U может обслуживать
максимально до 512 абонентов.
Обеспечение
разнообразными
сервисами
и
невысокие
затраты,
необходимые для развертывания сети на базе технологии EPON делают
BBS1000+ великолепным оптимальным решением для организации доступа на
отрезке последней мили.
Встроенные механизмы качества обслуживания (QoS) оборудования
BBS1000+ позволяют превышать установленную полосу пропускания, но в то же
время, выделяя и давая приоритеты трафику, для которого задержки
неприемлемы. Данная услуга основана на индивидуализированном соглашении
об уровне обслуживания (SLA). Динамическое распределение полосы
пропускания позволяет операторам связи тарифицировать переданный трафик
отрезками в 1 Мб. Поддержка протокола IGMP предусматривает управление
широковещательными вызовами и гарантирует эффективное использование
сетевой инфраструктуры для услуг, связанных с передачей видео.
Основными преимуществами BBS 1000+ можно отметить:
стандарт IEEE 802.3ah EPON;
49
З2 подключения, дальность 20 км;
64 подключения, дальность 10 км;
до 512 абонентов, обслуживаемых в одном конструктиве 1 U;
поддержка мультикаст-групп при передачи видеопотоков;
удаленный контроль и управление;
динамическое распределение полосы пропускания;
расширенные функции коммутации L
2
/L
3
.
Приведем подробную спецификацию:
EPON на базе стандарта IEEE 802.3 ah;
древовидная структура, поддерживающая до 64 подключений на один
EPON интерфейс;
до 512 терминальных устройств обслуживаются OLT;
дальность передачи до 20 км для 32 подключений и 10 км для 64
подключений;
2 слота для заменяемых в горячем режиме 4 портовых модулей EPON;
оптоволокно: Одномодовое оптоволокно SC разъем;
скорость передачи: Симметричные восходящий и нисходящий потоки по 1
Гбит/с;
бюджет оптической мощности: 29 dB;
длины волн: Передача (Tx): 1490 нм, прием (Rx): 1310 нм;
4 порта 1000-X SFP Gigabit Ethernet для подключения магистрали;
управление:1 порт RS-232(RG45), 1 порт 10/100 Ethernet (RG45);
неблокируемая архитектура коммутации, гибкое определение адресов
VCCI, UL and FCC part 15B, Layer 2 IGMP snooping,VLAN 802.1 p & q,IEEE
802.3ad link aggregation, зеркалирование пакетов входного/выходного портов,
пакетная буферизация и расширенный контроль потока;
встроенные механизмы качества обслуживания (QoS) : до 8 CoS очередей
на каждого абонента, 802.1q &q, IPv4 TOS приоритетность, динамическое
распределение полосы пропускания (DBA), лимитирование выходной полосы
пропускания;
возможность тарифицировать переданный трафик с точностью до 1 Мб;
функции маршрутизации третьего уровня (опционально): протоколы:
TCP/IP, ICMP, ARP, Proxy ARP, OSPF v2, BGP-4, RIPv2, PIM-DM, PIM-SM,
IGMPv2;
авторизация пользователя на базе: IEEE 802.1x/Radius;
1U в стойке 19";
электропитание: Постоянный ток: -48 Вольт (2 сменных модуля для
резервной защиты)/ Переменный ток: 100/220 Вольт;
энергопотребление: при полной загрузке (2 станционных модуля):
а) максимум 70 Ватт, в среднем 50 Ватт, на каждый станционный модуль;
б) максимум 23 Ватт, в среднем 19.
Данный концентратор рекомендуются к применению в быстро растущих
сетях для максимального охвата абонентской базы и предоставления
50
современных услуг связи, включая цифровое и аналоговое кабельное ТВ и
тройную услугу;
ONU (Optical Network Unit) – терминальное устройство, устанавливается
в здании, предоставляет конечным абонентам различные порты доступа.
Остановим свой выбор на ONU 404 от Utstarcom, представленный на
(рисунке 2.2.)
Рисунок 2.2 – Абонентский терминал
Высокопроизводительный абонентский терминал ONU404 класса SOHO
позволяет предоставить широкополосный доступ (симметричный канал 1 Гб/с
для услуг передачи данных, IP-телефонии и IP-видео) для компьютеров и другого
оконечного оборудования клиента. ONU 404 имеет четыре порта 10/100Base-T
Ethernet с расширенными функциональными возможностями уровня L2.
Интегрированные в терминал три порта VoIP ( 2 FXS и 1 FXO) позволят без
применения дополнительного оборудования удовлетворить потребности
небольшого (удаленного) офиса в телефонной связи.
Устройство ONU 404 удаленно конфигурируется и управляется через
концентратор сети GEPON BSS1001+. Обладает функцией удаленного
управления с расширенными функциями администрирования и обслуживания в
процессе эксплуатации (OAM) и функцией plug-and-play. Расширенные функции
QoS позволяют обеспечить биллинг в соответствии с Соглашением об Уровне
Обслуживания (Service Level Agreement).
Спецификация:
- соответствие IEEE 802.3ah;
- одно одномодовое волокно тип разъема: SC/UPC;
- скорость передачи: Симметричные восходящий и нисходящий потоки по
1 Гбит/с;
- бюджет оптической мощности: 29 dB;
- длины волн: Передача (Tx): 1490 нм, прием (Rx): 1310 нм;
- дальность: 20 км;
- выходная мощность: -1 дБм ~ +3 дБм;
- чувствительность приемника: -26 дБм;
- насыщение приемника: -3 дБм;
- 2 порта FXS;
51
- 1 порт FXO LifeLine (остается работоспособным при отключении питания
ONU404);
- протоколы VoIP: MGCP, SIP, H.323;
- поддержка факсов: T38;
- 4 порта Ethernet 10/100Base-T;
- удаленное обновление программного обеспечения;
- IEEE 802.1q VLAN;
- управление MAC;
- IGMP snooping;
- ограничение скорости;
- IEEE 802.1d STP;
- IEEE 802.1p;
- IPv4 TOS priority;
- электропитание Адаптер AC/DC: вход ~100~240 В, выход =12 В;
- потребляемая мощность: максимальная 12 Вт;
- размеры (мм): 226 (В) х 152 (Ш) х 38 (Г);
- вес: 536 г ;
- температура: 0~40
o
C;
- влажность: 5%~95.
Рекомендуются к применению:
- для
подключения
абонентов
оптических
сетей
GEPON
(как
индивидуальное или операторское устройство);
- для подключения удаленных рабочих мест;
- при построении распределенных сетей с повышенными требованиями к
сетевой безопасности, надежности и скорости передачи данных;
- при построении сетей в условиях высоких электромагнитных и
гальванических помех.
В качестве среды передачи между устройствами OLT и ONU используется
пассивная оптическая сеть. Топология сети может быть кольцевой, древовидной,
и смешанной. В узлах ветвления устанавливаются пассивные оптические
сплиттеры, причем включение сплиттера возможно фактически в любую точку
сети.
Оптический разветвитель, в простейшем случае состоит из пары
одномодовых оптических волокон, сваренных друг с другом на участке длиной
2–5 миллиметров. Излучение, распространяющееся по сердцевине одного из
оптических волокон, при прохождении области сварки преобразуется в моды
оболочки, а когда волокна разделяются, моды оболочки снова преобразуются в
оптические моды, распространяющиеся вдоль каждого из выходных волокон
(отраженное излучение, как правило, пренебрежимо мало). В результате
получается направленный разветвитель, практически не вносящий потерь.
Соотношение мощностей выходных сигналов определяется условиями
интерференции в области сварки волокон и зависит от длины участка, на котором
соприкасаются волокна. В случае, когда мощность сигнала делится поровну,
52
ослабление, вносимое таким делителем, составляет около 3 дБ, и еще около
децибела теряется на межсоединениях. Итого, потери на одном узле — около 4
дБ. В более общем (и, заметим, более распространенном случае) сваривается не
одно, а несколько волокон. Для того чтобы получить разветвитель с одним
входом и несколькими выходами, ненужные волокна просто обламываются (хотя
и могут использоваться, например, для организации резервных маршрутов и
псевдокольцевых топологий). Соответственно, коэффициенты ослабления в
прямом и обратном каналах совпадают, а абоненты не видят друг друга и могут
общаться только через головное устройство — OLT (Optical Line Terminal). Из-за
потерь на межсоединениях и ухудшения общей надежности разветвители
предпочитают не включать в длинные цепочки. Соответственно, наиболее
распространенными топологиями пассивных оптических сетей стали звезда и
дерево. Потери на узлах и допустимый бюджет потерь ограничивают число
листьев (терминалов) такого дерева: в соответствии со стандартами, к одному
головному устройству может быть подключено до 32, а в более поздних версиях
стандартов — до 64 абонентских устройств (ONU, Optical Network Unit).Для
подключения ONU может использоваться как пара волокон, так и одно волокно.
В первом случае прием и передача будут разнесены по отдельным волокнам. Во
втором случае прием и передача будут разнесены по частотам для передачи в
одном волокне.
Опишем типовые способы применения оптических разветвителей
(сплиттеров) при построении пассивных оптических сетей PON:
1. Оконцованный сплиттер укладывается в специальную панель (в шасси
19") и соединяется с оконцованными волокнами через переходные розетки
(рисунок 2.3). Этот вариант наиболее удобен для обслуживания и позволяет при
необходимости легко заменить сплиттер. Как правило, используется в
центральных узлах сети и других помещениях, принадлежащих оператору, а
также на "проходных" абонентских узлах (где магистральный кабель заходит в
помещение абонента).
Рисунок 2.3 - Оконцованный сплиттер в панели с переходными розетками
2. Неоконцованный сплиттер (рисунок 2.4) сваривается с волокнами, место
сварки защищается муфтой, муфта укладывается в землю (колодец) или вешается
на открытом воздухе (столб). Этот вариант не предполагает обслуживания,
53
замена сплиттера достаточно проблематична. Как правило, используется в
промежуточных узлах сети. При подвеске муфты на открытом воздухе
необходимо использовать сплиттеры с расширенным температурным
диапазоном, в специальном исполнении (в металле, без пластмассы), при укладке
муфты в землю можно использовать сплиттеры в стандартном исполнении.
Рисунок 2.4 - Неоконцованный сплиттер 1:2 с волокнами 250 мкм под сварку
3. Оконцованный сплиттер укладывается в муфту с мини-кроссом внутри, и
соединяется с оконцованными волокнами через переходные розетки. Муфта
укладывается в землю (колодец) или вешается на открытом воздухе (столб). При
необходимости сплиттер можно легко заменить.
Так как по проекту предусмотрено специальное помещение под комнату
связи, следовательно, мы можем выбрать второй вариант размещения
сплиттерных систем.
|