Sport 

Příklad výpočtu konstrukce sítí gpon. Síť GPON: co to je? Schéma zapojení GPON

Neustálý vývoj technologií umožňuje připojovat internet do bytů stále vyšší rychlostí. Jedním ze způsobů takového propojení je technologie Gpon, kterou nabízí i Rostelecom.

Gpon – obecný popis práce

Pasivní optické technologie(Pon) se objevily nedávno, ale s jistotou nahrazují tradiční metody organizace přístupu k internetu, které fungují prostřednictvím měděné kabely. Optický kabel má oproti měděnému kabelu obrovské výhody:

Předpona „G“ předpokládá, že připojení probíhá gigabitovou rychlostí. Tato technologie se nazývá pasivní, protože mezi uzlem poskytovatele a koncovým spotřebitelem není žádné aktivní síťové zařízení a optika je položena přímo do bytu klienta.

Není potřeba žádné vybavení, protože délka optického kabelu bez dodatečného zesílení signálu je až 20 km a v blízké budoucnosti probíhá vývoj na zvýšení vedení na 60 km.

Spojení lze provádět v synchronním i asynchronním režimu. Poskytovatelé obvykle preferují asynchronní režim. Maximální rychlost omezena na 2,5 Gb/s pro příjem a 1,25 Gb/s pro přenos informací.

Princip připojení k Rostelecomu

Aby se budoucí účastník mohl připojit, musí kontaktovat nejbližší kancelář Rostelecom a zanechat žádost. Můžete připojit jednu nebo více služeb a vybrat si z nich:

  • Internet;
  • Městská (pevná) telefonie;
  • IP televize.

Jakékoli připojení k poskytovateli prostřednictvím drátu vyžaduje dodatečné náklady.

Ti klienti, kteří byli dříve připojeni k Rostelecomu prostřednictvím technologie ADSL, oni to vědí vlastní zkušenost, noví předplatitelé o tom budou informováni při podání přihlášky.

Hlavním problémem je instalace kabelu, který se kvůli jeho specifickým vlastnostem nedoporučuje příliš ohýbat, takže obvykle je veškeré vybavení instalováno na chodbě. Součástí výbavy je speciální ONT router určený pro práci v optických sítích, který si lze pronajmout přímo od poskytovatele nebo zakoupit samostatně. Je vhodné, aby na chodbě byla instalována elektrická zásuvka. Koncová zařízení se připojují přes běžnou kroucenou dvoulinku Ethernet nebo přes WiFi.

Schéma sítě Gpon poskytnuté poskytovatelem Rostelecom.

Po odsouhlasení technických problémů s klientem je zakoupen router a uzavřena servisní smlouva. Kabel se instaluje, pokládá a router je nakonfigurován.

Nastavení spojovacího zařízení

Pokud je router zakoupen nebo pronajat od Rostelecomu, pak jeho počáteční konfiguraci provádějí během instalace přímo zaměstnanci Rostelecomu. V případech, kdy si předplatitel kupuje router sám nebo již má zařízení, mohou se možnosti konfigurace lišit v závislosti na modelu a výrobci síťového zařízení a také na jeho možnostech. Na internetu najdete spoustu informací s pokyny krok za krokem, kterou si můžete sami nakonfigurovat.

Rostelecom nabízí svým zákazníkům několik modelů zařízení ONT, jedním z nich je G PON ONT RFT620. Jedná se o poměrně povedený a univerzální model, který umožňuje připojit až 4 zařízení do LAN a neomezený počet prostřednictvím bezdrátové technologie je možné sledovat streamovanou televizi a připojit až 2 pevné telefony.

Všechna nastavení se provádějí přes webový konfigurátor. Chcete-li to provést, musíte do prohlížeče zadat adresu „192.168.1.254“ a zadat uživatelské jméno a heslo: uživatel/uživatel. Není třeba zadávat žádná nastavení internetu, to již provedl poskytovatel. Jen je potřeba nakonfigurovat domácí síť podle vašich potřeb:

  • povolit bezdrátový modul WiFi;
  • změnit nastavení zabezpečení;
  • nastavit statické nebo dynamické IP adresy atd.

Služby a balíčky

Rostelecom nabízí svým zákazníkům mnoho různých možností a balíčků služeb, z nichž nejoblíbenější jsou následující:

  • domácí internet přes optickou linku s volitelnou rychlostí připojení;
  • interaktivní televize s více než 160 kanály;
  • domácí telefon na pevnou linku s možností volby tarifu volání;
  • mobilní telefonie;
  • Pronájem routeru ONT za nízkou cenu.

Všechny tyto služby lze vybrat samostatně nebo sloučit do balíčků. Měsíční poplatek za předplatné bude záviset na vaší volbě. Společnost provádí trvalé propagace a slev, informace o nich najdete na jejich portálu. Také pro každý region je cena za služby odlišná.

Klady a zápory připojení pomocí technologie Gpon

Připojení přes GPON, jako každá jiná metoda, má svá pozitiva a negativní stránky. Mezi pozitivní patří následující:

  • Kabel je tažen přímo mezi pobočkovou ústřednou poskytovatele a do bytu uživatele, tzn. Neexistují žádné mezilehlé uzly, což výrazně zvyšuje rychlost přenosu informací a stabilitu signálu.
  • Signál v optickém kabelu není přenášen elektrickými impulsy, ale světelnými impulsy. To znamená, že vůbec nehrozí nebezpečí úrazu elektrickým proudem.
  • Možnost připojení více služeb najednou prostřednictvím jednoho ONT zařízení.

Tento způsob připojení má samozřejmě nevýhody:

  • Optický kabel je velmi náchylný na ostré ohyby, což znamená, že jej bude obtížné vést po bytě do vzdálených místností. Na kabel se také nedoporučuje pokládat nábytek a jiné těžké předměty.
  • Přestože v kabelu není nic cenného na prodej, hlavní vedení a elektroinstalace ve vchodech jsou neustále ohroženy vandaly.
  • Kabel nepřenáší elektřinu, proto je o něj zvířaty zvýšený zájem. Je vhodné schovat do krabice.

1. Typická struktura sítě PON

Klasická síť PON se skládá z:

  • Zařízení centrální stanice OLT (Optical Line Terminal), které slouží k agregaci toků optické sítě (stromů);
  • Optická distribuční síť ODN (Optical Distribution Network), sestávající z:
    • Hlavní optický podavač (vlákno);
    • Rozbočovače, které větví optický signál do větví optického stromu;
    • Distribuce optických vláken (větví) stromu sítě PON;
    • Účastnické ukončovací kabely (Drop terminals), kterými mohou být v závislosti na typu účastnického koncového zařízení a počtu splitterových kaskád v síti optické vlákno, ethernetové kabely, xDSL, E1;
  • Koncová účastnická zařízení ONU (Optical Network Unit) nebo ONT (Optical Network Terminal), která mohou být podle svého typu instalována v rozvodné skříni, v budově, v prostorách účastníka a poskytují koncovým účastníkům různé přístupové porty v závislosti na typ a model zařízení: Ethernet, někdy VDSL - hlavní typ portu, navíc - kabelová televize, telefonní připojení, E1;
  • Systém správy sítě AMS (Access Management System), který se používá pro správu a monitorování zařízení PON.

Obr. 1. Typické schéma sítě PON.

2. Výhody technologie PON

Technologie PON má oproti jiným níže uvedeným technologiím řadu nepopiratelných výhod:

  • Nízké náklady na vybudování sítě. Technologie implementuje možnost připojení přes jediné optické vlákno velké množstvíúčastnické terminály, což přispívá k výrazné úspoře vláken.
  • Nízké provozní náklady a Údržba sítí. Výhoda je způsobena použitím pasivního vybavení v distribuční síť.
  • Možnost postupného rozšiřování sítě. Zavedení nových uzlů nemá vliv na stávající síť.
  • Perspektivy vytvoření distribuční infrastruktury. Vybudování optické distribuční sítě klade dobrý a dlouhodobý základ další vývoj a budoucí poskytování jakýchkoli multimediálních služeb s prakticky neomezenou šířkou pásma
  • Spolehlivost. Použití menšího počtu aktivních prvků v síti zajišťuje její spolehlivost a navíc pomáhá jak snižovat citlivost na vliv sousedních komunikačních linek, tak snižovat dopad na ně.
  • Vysoká flexibilita. Budování distribuční sítě pomocí technologie PON vyžaduje použití pouze jednoho optického vlákna, nikoli svazku vláken, jako při použití jiných technologie optických vláken. Díky tomu je možné budovat síť pomocí sběrnicové nebo stromové topologie, což je z ekonomického hlediska velmi přínosné. Flexibilita technologie umožňuje její použití v jakékoli síťové konfiguraci rodiny FTTx.
  • Možnost poskytovat služby Triple Play s poskytováním videa pomocí libovolného modelu: ve formě služeb kabelové televize (obr. 2) nebo ve formě služeb IPTV (obr. 3).


Obr.2. Poskytování služeb kabelového videa.


Obr.3. Poskytování IPTV.

3. Technologie přenosu informací

Pro poskytování komunikačních služeb předplatiteli se používá technologie WDM (Wavelength Division Multiplexing), kdy signály k a od předplatitele jsou přenášeny na různých vlnových délkách (1490 nm, resp. 1310 nm). U některých typů ONU/ONT, které mají samostatný výstup pro televizní videosignál, je možné do optického vlákna „přimíchat“ videosignál kabelové televize na samostatné vlnové délce 1550 nm.


Obr.4. Obecná struktura provoz sítě PON.

Pro každý směr přenosu (k a od účastníka) je použita technologie časového dělení pro každou vlnovou délku. Popis těchto technologií je uveden na Obr. 5 a 6.


Obr.5. Přenos informací směrem k předplatiteli.


Obr.6. Přenos informací směrem od účastníka.

Ve výše uvedených případech je všem účastníkům přidělena stejná pevná garantovaná šířka pásma komunikačního kanálu v každém směru. Zde je třeba poznamenat, že v současné době se používají hlavně 2 síťové standardy PON:

  • Transportní protokol GPON (Gigabit PON), GFP (generic framing protocol). Downstream - 1490 nm, 2,4 Gbit/s, upstream - 1310 nm, 1,2 Gbit/s;
  • GEPON (Gigabit Ethernet PON), transportní protokol - Ethernet. Downstream - 1490 nm, 1,2 Gbit/s, upstream - 1310 nm, 1,2 Gbit/s.

Zařízení standardu GPON má ve srovnání s GEPON dvojnásobnou šířku pásma komunikačního kanálu ve směru k účastníkovi a je vhodnější pro přenos TDM provozu (má porty E1).

Jsou však chvíle, kdy:

  • Někteří účastníci aktuálně nepřijímají/nevysílají informace nebo jsou odpojeni (nepoužívají komunikační služby), v důsledku toho dochází k „prostojům“ šířky pásma komunikačního kanálu;
  • Různí předplatitelé vyžadují různou šířku pásma komunikačního kanálu;
  • Někteří předplatitelé dočasně vyžadují zvýšenou šířku pásma komunikačního kanálu.

Pro řešení podobné otázky a efektivnějšímu využití šířky pásma komunikačního kanálu je zajištěna schopnost dynamicky měnit šířku pásma. Popis technologií pro statické a dynamické přidělování šířky pásma komunikačního kanálu je uveden na Obr. 7 a 8.


Obr.7. Statická alokace šířky pásma.


Obr.8. Dynamická alokace šířky pásma.

4. Výstavba sítě PON

4.1. Technologie pro budování předplatitelského přístupu

V závislosti na umístění zařízení ONU/ONT ve vztahu k bezprostřednímu bydlišti účastníka existují různé technologie FTTx pro budování sítí PON. Popis technologie FTTx znázorněno na obr.9.


Obr.9. Popis technologií FTTx.

Pro technologie FTTB, FTTCab, FTTK, FTTH (v případě instalace ONU/ONT na vstupu) je možné použít víceportové ONU/ONT (aktuálně až 24 portů).

Při budování sítí PON je také nutné vzít v úvahu rozdíl v parametrech v závislosti na typu použité technologie přenosu informací (GEPON nebo GPON), uvedený v tabulce 1:

Tabulka 1. Porovnání parametrů GEPON/GPON.

4.2. Optické kabely

Sítě PON používají převážně jednovidová vlákna k přenosu signálů na velké vzdálenosti. Klasifikace jednovidových vláken je specifikována doporučeními ITU-T řady G.65x. Kromě toho jsou charakteristiky takových vláken specifikovány v ISO/IEC 11801 (třídy OS1 a OS2).

Nejpoužívanější v komunikačních sítích je klasické nedisperzně posunuté vlákno (doporučení ITU-T G.652). Charakteristiky tohoto vlákna jsou optimalizovány pro provoz ve druhém průhledném okně (1310 nm), kde má velmi nízkou disperzi. Navíc lze toto vlákno použít ve třetím (1550 nm) a dokonce i čtvrtém průhledném okně (1625 nm). Existuje nezaujaté disperzní vlákno, ve kterém je odstraněn tzv. hydroxylový pík mezi druhým a třetím průhledným oknem. Jeho vytvoření otevřelo nové možnosti pro zvýšení účinnosti technologie WDM vlnového multiplexování. Charakteristiky vlákna bez hydroxylového píku jsou definovány v doporučeních ITU-T G.652.C a G.652.D.

Zvýšený zájem o projekty FTTx vedl k představení G.657, který specifikuje vlastnosti vláken s nízkou ztrátou ohybu. Při budování přístupové sítě a vnitřní infrastruktury je pravděpodobnost ostrých ohybů kabelů mnohem vyšší než při stavbě dálnic: pamatujte na stísněnost venkovních instalačních skříní a technologických místností a také často ne příliš vysoce kvalifikovaný instalátoři poslední míle. Vlákna pro přístupové sítě musí být odolnější vůči ohybu než vlákna pro dálkové kabely, jak je uvedeno v doporučení G.657. Pro instalaci uvnitř objektu účastníka se proto doporučuje použít optické kabely s vláknem ClearCurve splňující požadavky doporučení ITU-T G.657, lze je ostře ohýbat bez výrazného zhoršení jejich vlastností, což je velmi důležité při instalaci kabelů v bytech.

4.3. Rozbočovače a spojky

Konvenční rozdělovače rozdělují optický tok, aniž by se ponořily do toho, jaké jsou vlnové délky jeho složek. Existují dva hlavní typy štípaček – slitinové a planární.

Tavené rozbočovače jsou vyrobeny technologií FBT (Fused Biconical Taper) - dvě vlákna s odstraněnými vnějšími obaly jsou zatavena do prvku se dvěma vstupy a dvěma výstupy (2:2), načež se jeden vstup uzavře bezreflektorovou metodou, čímž vznikne 1 : 2 rozbočovač. Dělení výkonu je možné zajistit i v jiných poměrech, např. 20:80 (20 % výkonu signálu jde na jedno rameno, 80 % na druhé), ale v sítích PON se zpravidla používají rozbočovače 50:50 . Pravda, v praxi při dělení signálu vždy vznikne určitá chyba, v jejímž důsledku se na jedno rameno spotřebuje o něco více výkonu, řekněme 51 %. Zapojením 1:2 slitinových štípaček do série můžete získat prvky s velkými dělicími poměry, ale obvykle štípačky vyrobené touto technologií mají dělicí poměr nepřesahující 1:8.

Planární rozdělovače jsou vyrobeny pomocí technologie PLC (Planar Lightwave Circuit), kdy je na polovodičovém plátku vytvořeno mnoho mikroděličů 1:2, spojených do rozdělovače s požadovaným poměrem dělení. To umožňuje vyrábět kompaktní a spolehlivé štípačky s počtem výstupních vláken až 32. Planární štípačky jsou schopny pracovat v širším teplotním rozsahu (od -45°C do +85°C) než slitinové štípačky (od -40 °C až +75 °C). Náklady na PLC splittery jsou však vyšší než náklady na FBT splittery.

Porovnání technologií výroby splitteru je uvedeno na obr. 10.


Obr. 10 Technologie výroby splitterů.

Splitter (multiplexer) WDM - splitter se dvěma výstupy, schopný dělit optické toky s přihlédnutím k jejich spektrálním složkám, se často nazývá spojka. Myšlenka zvýšení propustnosti jednoho vlákna přenosem několika informačních kanálů přes něj, každý na své vlastní vlnové délce, se aktivně využívá při vytváření sítí PON nové generace (WDM-PON).

Existuje několik základních technologií pro výrobu WDM multiplexerů. Jeden z nejjednodušších je podobný technologii slitiny FBT používané při výrobě běžných štípaček. Když jsou vlákna fúzována, mohou být izolovány různé vlnové délky kvůli rozdílům v průměrech vidových bodů a kaskádování takových zařízení umožňuje izolovat mnoho vlnových délek. Mezi výhody WDM prvků vyrobených technologií FBT patří nízká cena, nízký útlum a schopnost pracovat v širokém frekvenčním rozsahu, nevýhodou je nízkovlnná izolace.

Další technologie, Thin Film Filters (TFF), je založena na výrobě tenkovrstvých filtrů pomocí iontového naprašování. Takový filtr se skládá z několika vrstev speciálních materiálů (každá s vlastním indexem odrazu) a při průchodu každou vrstvou se odráží nebo vysílá signál o určité vlnové délce. Prvky WDM založené na filtrech TFF se vyznačují nízkou úrovní útlumu, disperze a odraženého signálu a také vysokou izolací vln.

Specialisté Inline Telecom Solutions úspěšně dokončili projekty a uvedli do komerčního provozu řešení založená na technologii GPON na bázi zařízení Huawei (Čína) a ECI (Izrael) pro Sibirtelecom. V zájmu společnosti Dalsvyaz jsme úspěšně otestovali zařízení GPON od společnosti Alcatel.

Stále častěji se nás ptají na implementaci, principy fungování této sítě a tak dále.

Proto v blízké budoucnosti zveřejníme sérii článků o technologii PON, které tyto nuance podrobněji prozkoumají. A začněme tím hlavním: co to je, k čemu jsou PON sítě dobré a proč ukrajinští dodavatelé nabízejí především zařízení GEPON, a ne GPON nebo EPON?

Co je technologie PON?

Optické vlákno poskytuje možnost přenášet velké objemy dat vysokou rychlostí, včetně dat vyžadujících stabilitu signálu, jako je hlas a video. A to je dobré. Optický kabel je však drahý a poskytování samostatného vlákna pro každého účastníka je pro většinu poskytovatelů nedostupným nákladem. A to je špatně. Navíc mnoho předplatitelů nevyužívá plný potenciál vyhrazeného optického vlákna a většina z nich je „nečinná“.

Proto byla vyvinuta technologie PON, aby bylo možné co nejefektivněji a nejekonomičtěji využít možnosti sítě z optických vláken. Hlavní výhodou pasivní optické sítě je organizace připojení několika desítek účastníků k síti prostřednictvím JEDNOHO optického vlákna. To je realizováno oddělením přenosu paketů v čase (protokoly TDM a TDMA), stejně jako oddělením příjmu a přenosu dat v různých rozsazích vlnových délek.

Typy PON. Co si vybrat: GEPON nebo GPON?

O praotcích moderních technologií PON APON a BPON- Už nemá smysl mluvit. Nízká podporovaná rychlost spolu s poměrně vysokými náklady na nasazení sítě na nich založené jsou důvodem, proč se staly minulostí. Totéž platí pro EPON s rychlostí 100 Mb/s.

Ukrajinský poskytovatel si musí vybrat mezi GEPON A GPON. Navzdory podobným názvům a vysoké rychlosti se jedná o odlišné standardy. Následující obrázek to ilustruje: pokud jsou v GEPON datové pakety přenášeny bez jakýchkoliv zvláštních změn, pak v GPON je to složitější, s dvojitým „balením“ do rámců GEM a GTC. Navíc GPON využívá ATM buňky, což GEPON ne.

GPON podporuje rychlosti 2,5 Gbps, nabízí efektivní přenos TDMA provozu a má několik dalších výhod. Všechny ale ruší cena zařízení (mnohem vyšší než u GEPON) a jeho složitější konfigurace. Takovou síť si může dovolit jen malý segment poskytovatelů, kteří obsluhují velké seriózní klienty nebo budují obrovské rozsáhlé sítě.

Většina ukrajinských telekomunikačních společností si vybírá GEPON:

  • šířka pásma takové sítě odpovídá standardu moderní požadavky(1 Gbit);
  • zařízení pro GEPON je levnější než u GPON a snadněji se konfiguruje;
  • Pokud jde o počet připojených účastníků na 1 port OLT (64) a maximální rádius sítě (20 km), GEPON není horší než GPON.

Nechybí ani technologie 10GEPON, která slibuje rychlosti 10 Gbit, její vývoj však stále probíhá (od roku 2009).

Kam mohu rozšířit PON (GEPON)?

Sítě založené na technologii PON jsou univerzální. Lze je použít i v podmínkách, kdy je nerentabilní nebo nemožné organizovat běžnou optickou síť FTTH nebo předat Wi-Fi linky.

Vezměme si například standardní optickou síť, kdy je každému účastníkovi přiděleno samostatné vlákno. Již jsme diskutovali výše, že je to nevýhodné kvůli ceně samotného kabelu. Přidejte k tomu nepostradatelný atribut takové sítě - aktivní zařízení. Nezbytné:

  • Koupit vypínače a nainstalovat jej do každého přístupového bodu a navíc poskytnout výkonnější přepínač pro agregaci. Cena přepínačů (i těch nejnenáročnějších) pro několik desítek předplatitelů začíná někde od 400 $.
  • Vybavení SFP moduly(obvykle se nedodávají s přepínači), media konvertory atd.
  • Někde pošta, a toto „někde“ by měla být teplá a suchá místnost.
  • Chraňte se před vandaly a zloději(instalační zamykací skříň nebo krabice).
  • Postarejte se o své napájení a o záložním napájení (nebo UPS) pro případ výpadku proudu.
  • Zajištění konfigurace, monitorování a údržby veškeré aktivní vybavení.

A pokud je to vše v podmínkách městského rozvoje alespoň nějak proveditelné, pak v soukromém sektoru je to nepravděpodobné.

Pro soukromý sektor jsou výborným řešením Wi-Fi sítě. Ale i zde mohou být kameny úrazu: hustě „obydlený“ éter, nedostatek viditelnosti a podobně, když se řešením stává GEPON.

A k tomu kabelová televize

Připojení k internetu pomocí technologie PON má kromě úspory nákladů na optické vlákno mnoho výhod:

Nákup aktivního vybavení je omezen na minimum. Ve skutečnosti si stačí zakoupit pouze jednu hlavní stanici – OLT a uživatelské terminály-modemy (ONU). Kromě toho může být cena posledně jmenovaného kompenzována účastníkem v nákladech na připojení.

Konfigurace a správa bude vyžadována pouze pro OLT.

Po celé délce GEPONu jsou použity pouze pasivní prvky - rozbočovače, které nevyžadují napájení ani vytápěnou místnost.

PON efektivně využívá šířku pásma sítě. Protože je to obecné, když je jeden nebo více předplatitelů neaktivní a zatížení kanálu je sníženo rychlost se zvyšuje pro všechny. Proporcionálně také klesá, ale i při největší zátěži je dostatek prostředků na šířku pásma. Pokud rozdělíme gigabit na 64 připojených účastníků (maximum), pak každý ukazuje se minimálně 16 Mbit!

A další bonus – na základě GEPON můžete poskytovat kabelovou televizi předplatitelům využívajícím stejnou síťovou infrastrukturu. Přenos TV dat se provádí na jiné vlnové délce.

Spolu se zdokonalováním síťového vybavení poskytovatel internetových služeb i jeho spotřebitel vyvíjí a modernizuje technologie pro výrobu vedení pro přenos signálu. Nedávno vznikající pasivní optické sítě postupně nahrazují vedení pro přenos signálu po měděných drátech. Nová technologie jsou aktivně implementovány velkými internetovými operátory.

Linky Rostelecom GPON již byly instalovány v mnoha velkých i malých osadách v zemi. Vyznačují se vysokou propustností, vysoká rychlost přenos informací a spolehlivost během provozu.

Písmena PON ve zkratce znamenají „Passive Fiber Optic Network“ a první písmeno G (Gigabit) určuje směnný kurz sítě vytvořené pomocí této technologie k přenosu informací obrovskou rychlostí. Sítě se nazývají pasivní kvůli absenci mezilehlých zesilovacích (aktivních) uzlů podél cesty přenosu pulzních informací od poskytovatele k účastníkovi a zpět.

Při použití technologie GPON společnosti Rostelecom se výměna provádí pomocí kabelu skládajícího se z jednotlivých optických vláken určitého počtu, umístěných v polyuretanovém plášti. V závislosti na podmínkách pokládky je optické vlákno navíc chráněno pancéřovým pláštěm z drátu nebo kovové fólie.

Tato ochrana se provádí pro eliminaci vnějších mechanických vlivů na optické vlákno, a nikoli pro zabránění působení elektromagnetických vlivů na vedení. Vláknová optika je vůči nim imunní. Veškerá výměna podél optické linky v Rostelecomu se provádí světelnými impulsy. Podívejme se, jak funguje technologie PON.

V páteřním kabelu poskytovatele je počet světlovodných jader více než 100. Pro vytvoření rozvětvené sítě se používají pasivní rozbočovače (optické děliče), které rozvětvují obecný kabel Rostelecom do samostatných „streamů“. Každý z nich je následně také možné sdílet prostřednictvím vlastního splitteru pro poskytování informací určitému počtu účastníků poskytovatele Rostelecom.

Rozbočovače neobsahují aktivní součástky pro provoz, který k nim nevyžaduje přivádění napájecího napětí. Tato konstrukce určuje vysoký stupeň spolehlivosti optické sítě Gipon. Pokud dojde vlivem vnějších vlivů k přerušení provozu, provozuschopnost se obnoví použitím svařování speciální technologií, kterou provádí vyškolený personál Rostelecom.

Optické vlákno je dnes schopno přenášet světelné impulsy bez ztráty kvality informace na vzdálenost až 20 km bez dodatečného zesílení.

Výhody vláknové optiky

Ve srovnání s linkami, které používají k výměně informací kovové měděné dráty, má konvenční kroucená dvoulinka Ethernet následující výhody:

Nevýhody vláknové optiky

Byly zjištěny některé nevýhody optických linek:

  1. křehkost materiálu média pro šíření světla, kterým je křemen, podobný sklu;
  2. zvýšené požadavky na kvalifikaci personálu provádějícího instalaci optických vláken s využitím speciálních nástrojů zaměstnanci;
  3. nemožnost opravit vedení v případě přerušení (musíte vyříznout a vyměnit celou část optického vlákna);
  4. ztráta průhlednosti sklem při dlouhodobém používání, výskyt mikrotrhlin v jeho struktuře;
  5. použití omezeného rozsahu zařízení schopného přijímat a dekódovat signál přenášený pomocí optického vlákna GPON.

Princip připojení k Rostelecomu

V různých oblastech provozu operátora poskytuje technická služba Rostelecomu internet pomocí GPON různá schémata spojení. V případě FTTH je optické vlákno vedeno přímo do bytu každého účastníka. V obytné oblasti je instalováno zařízení, které převádí signál z Rostelecomu na čisté ethernetové rozhraní. Nazývá se ONT - „Optický terminál“.

Na základě vlastností optického vlákna při pokládce kabelu se volí dráha, která má minimální počet ohybů, zejména v ostrých úhlech. To znamená, že jeho rozsah v interiéru je omezený. Instalační pracovníci Rostelecomu umístí nové zařízení do těsné blízkosti vstupu z optických vláken do obytné oblasti spotřebitele. Protože terminál vyžaduje k provozu síťové napájení střídavý proud Prostřednictvím adaptéru si účastník zajistí přítomnost domácí zásuvky v místě instalace terminálu. Pokládání ethernetových kabelů k účastníkům kabelové domácí sítě lokální síť provedené uživatelem dle vlastního uvážení.

Při připojení FTTB zaměstnanci Rostelecomu je optické vlákno položeno do budovy nebo vchodu do domu. Mezizařízení pro převod světelného toku na elektrický signál je instalováno ve speciální chráněné krabici nebo krabici. Za jeho udržování v dobrém stavu a provádění preventivní údržby odpovídá služba technické podpory společnosti Rostelecom. Po procesu konverze je příchozí internet z optických vláken dodáván zákazníkovi prostřednictvím kroucených párů ethernetových drátů.

Zařízení z optických vláken

Lze jej zakoupit v prodejních odděleních Rostelecomu nebo pronajmout s měsíční platbou za pronájem. Možnost nákupu na splátky. V tomto případě je uzavřena odpovídající smlouva, která stanoví všechny podmínky pro používání ONT.

Model Eltex NTE-2 nabídl Rostelecom svým prvním předplatitelům připojeným k optice pomocí technologie GPON. Tento terminál má minimální funkčnost a lze jej použít v režimu transparentního mostu pro jeden stolní počítač (PC) a jeden set-top box STB při používání IPTV na připojeném televizoru.

Terminál nemá vlastní IP adresu v síti, interní software(software) a vlastní rozhraní. Vzorek navržený Rostelecomem nemá schéma vnitřního směrování. Zařízení nemá vestavěný modul bezdrátová komunikace, není schopen vykonávat funkce jako wifi router. Úkolem Eltex NTE-2 je převést optický signál Rostelecomu na ethernetový signál.

Plnohodnotnou domácí lokální síť pomocí Eltexu vytvoříte připojením přídavného ethernetového routeru kabelem se dvěma koncovými konektory RJ-45 do konektoru Port 0 na zadním panelu terminálu NTE-2. Druhý konektor RJ-45 propojovacího kabelu je připojen k portu WAN používanému ve spojení s routerem.

S rozvojem optických vláken a sítí PON Rostelecom rozšiřuje řadu zařízení poskytovaných spotřebitelům. Jedním z nejnovějších modelů je samoladící ONT NTP-RG-1402G-W. Zařízení má plnou funkčnost potřebnou k vytvoření domácí lokální sítě. K dispozici jsou čtyři ethernetové porty poskytující gigabitové rychlosti. Dva z nich pracují pro vysokorychlostní internet Rostelecom, další dva jsou určeny pro IP televizi. K dispozici jsou další dva porty pro připojení zařízení IP telefonie. Vestavěný bezdrátový modul se používá k vytvoření přístupového bodu sítě Wi-Fi 802.11n s rychlostí až 300 Mbps.

Nastavení síťového zařízení

Při použití ONT Eltex NTE-2 se internetové připojení Rostelecom konfiguruje na počítači, jehož síťová karta je připojena ethernetovým kabelem s koncovými konektory RG-45 ke konektoru Port 0 terminálu. LAN karta Počítač je nakonfigurován tak, aby automaticky přijímal adresy IP a servery DNS.

Aby mohlo dojít k připojení k internetu, je síťové připojení Rostelecomu nakonfigurováno na PPPoE. Při nastavování údajů ze smlouvy uzavřené s poskytovatelem je pro něj vstupní požadavek: „Uživatelské jméno/heslo“.

Tímto způsobem se musíte připojit pokaždé, když zapnete počítač, pokud chcete navštívit internetové stránky společnosti Rostelecom. Nastavení bezdrátového wifi připojení nepřipadá v úvahu. Takovou funkci prostě tento ONT nemá.

Pokud si předplatitel zakoupí GPON od Rostelecomu, ONT NTP-RG-1402G-W bude nutné nakonfigurovat pouze ručně Wi-Fi síť. Zařízení poskytovatele již má virtuální uživatelské rozhraní svázané s MAC adresou jeho optického routeru. Nastavení účtu provádí správce systému Rostelecom. Ruční nastavení Wi-Fi provádí uživatel v rozhraní routeru. Chcete-li jej zadat, otevře se použitý webový prohlížeč na počítači připojeném k portu LAN.

IP adresa ONT se zadává do adresního řádku, v závislosti na firmware má hodnotu 192.168.1.1 nebo 192.168.0.1. Stiskněte klávesu Enter na klávesnici počítače. V okně autorizace zadejte výchozí přihlašovací jméno a heslo zařízení: uživatel/uživatel a klikněte na vzorník „Odeslat“.

Na stránce obecných nastavení otevřete kartu Wi-Fi a klikněte na Základní. V rozbaleném okně zaškrtněte políčka pro povolení bezdrátového připojení a povolení bezdrátového vícesměrového vysílání (WMF) pro streamování IPTV. Poté vymyslíme název sítě a zadáme jej do pole SSID. Nakonec proveďte příkaz „Použít“.

Pro ochranu sítě před vnějším rušením vyberte v záložce „Zabezpečení“ parametry pro kontrolu síťové autentizace se zvoleným názvem – Mixed WPA2/WPA-PSK, a také typ šifrování informací: AES. Nakonec napíšeme individuálně vytvořené heslo, skládající se ze sekvence latinských písmen a čísel minimálně 8 a maximálně 15. Nastavení je dokončeno provedením příkazu „Apply“.

Pro aktivaci zadaných údajů bude nutné restartovat terminál. Provádí se po výběru položky „Reboot“ v záložce „Management“ a následném provedení příkazu „Reboot“.

Služby a tarify pro GPON Internet

Uživatelé připojení přes optické vlákno poskytovatele mají přístup ke službě Triple Play. Zahrnuje balíček služeb od Rostelecom:


Pokud předplatitel odmítne kteroukoli ze služeb společnosti Rostelecom, zbývající budou nadále fungovat bez jakýchkoli omezení nebo ztráty kvality. Použití modelů hardwaru doporučených poskytovatelem poskytuje uživatelům významné výhody:

  1. bezplatné nastavení Rostelecomu během instalace a budoucí údržby;
  2. záruka na použité modely;
  3. záruční oprava nebo kompletní výměna, pokud závadu nelze odstranit;
  4. možnost vzdálené konfigurace prostřednictvím kontaktního centra společnosti.

Všechna uvedená oprávnění jsou ztracena v případě neshody s vybavením uživatele, které není zahrnuto v seznamu doporučeném poskytovatelem. Odstranění všech vzniklých problémů řeší účastník na vlastní náklady.

Uživatelé se zajímají o to, kolik stojí používání optických vláken. Aby mohl předplatitel odpovědět, musí kontaktovat obchodní oddělení Rostelecom. Hodnota nákladů, pokud jde o ceny, tarify platné v různých regionech, jsou stanoveny pouze na základě dokumentů od regionálního poskytovatele Rostelecom. Obecný trend je: čím méně lokalita a čím dále na východ je od středu Ruska, tím více předplatitelů platí za používání optických vláken. Je třeba poznamenat, že společnost neustále propaguje pomocí výsledků analýzy dat na GPON.

Neboli Gigabit PON se začal zavádět relativně nedávno. Pojďme zjistit, co se stalo předpokladem pro vznik technologie GPON, jaké má vyhlídky, a také ji porovnat s konkurenčními technologiemi - PON a GEPON.

V roce 2014 uplyne 45. výročí první počítačové komunikační relace ve Spojených státech na vzdálenost asi 640 km. Tato událost je považována za počátek zrodu internetu. Předcházející pravda Celosvětová Síť Síť ARPANET byla v té době dostupná velmi úzkému okruhu lidí a organizací. Připojení k němu pro šťastné „outsidery“, kteří mají počítače, bylo možné až v roce 1991. Teprve objevení se webového prohlížeče NCSA Mosaic v roce 1993 poskytlo předpoklady pro explozivní růst celosvětového internetového publika. Historie „masového internetu“ od roku 2013 je tedy pouze 20 let stará.

V první dekádě vývoje globální síť mezi uživateli, kteří věnovali pozornost takovému ukazateli, jako je „propustnost komunikačního kanálu (rychlost přenosu dat v bitech)“ nebo související charakteristická „šířka pásma“, bylo „několik“ lidí obeznámených s teoretické základy radiotechnika. A dnes všichni mluví o „rychlosti internetu“. A každý chce mít k dispozici „vysokorychlostní internet“.

Proč vysokorychlostní? A kde je hranice, od které lze přístup k internetu považovat za „vysokorychlostní“?

Masový uživatel spojuje rychlost internetu především s časovými intervaly stahování „těžkých“ video, hudebních a grafických souborů, jejichž počet na internetu exponenciálně roste a samy se „větší“. Firemní spotřebitelé online služeb (a v poslední době i cloudových služeb) potřebují vysokou rychlost odezvy na požadavky v systémech řízení podniku, které používají.

To znamená, že vysokorychlostní internet je naléhavou potřebou, nikoli rozmarem (pro „uživatele“ i pro společnosti). „Hranice“, od které vysokorychlostní internet začíná, je dnes podle odborníků na úrovni 10 Mb/s.

"Optika" nahrazuje "měď"

Celosvětová počítačová síť se začala rozvíjet na základě stávajících telefonní linky použitím technologie xDSL. „Nejpokročilejší“ verze této „měděné“ rodiny – technologie ADSL2+ modemu poskytuje rychlost příchozího streamu 24 Mb/s (odchozí - 1,2 Mb/s). V současné době je nezpochybnitelným lídrem v počtu spojení ve všech zemích světa. „Měděné“ komunikační linky položené před desítkami let však fyzicky i morálně zastarávají a jsou postupně nahrazovány optickými sítěmi FTTx, jejichž využití umožňuje zvýšit rychlost výměny informací na internetu o dva řády. velikost. A v blízké budoucnosti - ještě více.

V posledních pěti letech narůstá proces nahrazování tras měděných kabelů optickými a podle analytiků se za dalších pět let poměr „optika/měď“ v telekomunikacích radikálně změní ve prospěch „optiky“.

Architektura FTTx (Fiber to the x) je část komunikační linky z optických vláken připojená na jedné straně k OLT (Optical Line Terminal) instalované u operátora a na druhé straně k moduly vysílačů a přijímačů předplatitelé - ONT (Optický Síť Terminál) nebo ONU (Optický Síť Jednotka).

ONT je terminál pro osobní použití (nazývaný také optický modem) instalovaný v bytě. ONU - určeno pro instalaci do rozvodné skříně obytný dům a má několik portů pro připojení počítačů, televizorů, telefonů umístěných v sousedních bytech.

ONT a ONU převádějí optické signály přijaté z OLT na elektrické signály (odesílané např. do počítačů, televizí, telefonů) a také provádějí zpětnou konverzi elektrických signálů přijatých z uživatelských terminálů na optické signály, které jsou odesílány do OLT.

Pokud se do úseku optické linky zavedou rozbočovače (pasivní rozbočovače signálu přicházející z OLT) a na jejich výstupy se připojí ONT, pak takový přechod z jednovláknové struktury FTTx na stromovou strukturu povede k vytvoření pasivní optická síť - PON(Pasivní optická síť).

Úkolem PON je organizovat vícenásobný přístup přes jediné optické vlákno prostřednictvím časově dělení multiplexního přístupu (TDMA) a frekvenčního dělení přijímacích a přenosových cest ( Vlnové dělení Multiplexování - WDM). Multiplexery WDM fungující jako součást OLT a ONT oddělují dopředné (příchozí) a zpětné (odchozí) signály, vysílají na různých vlnových délkách (dopředu - 1,49 mikronu, zpět - 1,31 mikronu). K těmto tokům lze přidat signál kabelové televize vysílaný na vlnové délce 1,55 mikronu.

První výstřely Technologie PON se objevil asi před 15 lety a od té doby Mezinárodní telekomunikační unie (ITU) vydala pět standardů pro přenos dat přes optické vlákno. Aktivní zařízení vyrobené v souladu s požadavky těchto norem poskytuje rychlosti od 155 Mb/s do 2488 Mb/s. Vlastnosti těchto standardů budou diskutovány níže, ale prozatím zdůrazňujeme, že výhodami společnými všem typům technologií PON je možnost snadného rozšiřování základny předplatitelů, její údržba a modernizace a také nízká (ve srovnání s „mědí“ technologie) provozní náklady.

GPON: hnací síla standardu

První standard rodiny PON - APON (ATM PON) byl schválen MES na konci roku 1998 a v následujícím roce začali američtí a japonští telekomunikační operátoři budovat pasivní optické linky. Přenos dat podle tohoto standardu se provádí na základě protokolu ATM, který popisuje způsob přepínání a multiplexování založený na přenosu dat ve formě buněk pevné velikosti (ATM buněk). Rychlost přenosu dat - 155 Mb/s.

Zavedení nových technologií do APON, zejména dynamické přidělování šířky pásma v závislosti na aplikacích, podpora SDH, FE, GE, SDI PAL, El, E/FE a telefonních protokolů, poskytlo další funkcionalitu v oblastech hlasového vysílání, různé video obsah a televizní vysílání (první výskyt třetí vlnové délky v PON). To vedlo ke schválení „dceřiného“ standardu APON – BPON (Broadband PON). Zároveň se zvýšila rychlost přenosu dat na 622 Mb/s.

Dalším „článkem v řetězu“ APON - BPON byl standard GPON ( Gigabit schopný Pasivní Optický Síť), jehož implementace zajišťuje provoz sítě v symetrickém i asymetrickém režimu. Nejčastěji se používá druhý režim, ve kterém rychlost přenosu dat v dopředném toku dosahuje 2,488 Gb/s a v reverzním toku - 1,244 Gb/s (obvykle jsou tato čísla zaokrouhlena a hovoří se o 2,5 Gb/s a 1,25 Gb /s).

Obvykle je domácí počítač připojen k optickému modemu (ONT) sítě GPON buď pomocí kroucené dvoulinky nebo bezdrátového připojení (Wi-Fi). ONT má také porty pro připojení TV a VoIP telefonu.

Základním protokolem v technologii GPON se stal GFP (Generic Framing Protocol), i když se používají i doporučení TDMA, SDH, Ethernet a ATM.

Paralelně se zdokonalováním technologií PON ve světě probíhal rozvoj optických ethernetových sítí a úspěchy této komunikační „větve“ v oblasti vysokorychlostního přenosu dat byly využívány ve standardu EPON (Ethernet PON), který byl vyvinut na základě protokolu MPCP (Multi-Point Control Protocol), spravujícího více uzlů. A jeho vylepšená verze - GEPON(Gigabit EPON) svými vlastnostmi a schopnostmi je dnes na druhém místě za nesporným lídrem technologií PON - GPON.

Co vám „padne do oka“ ve výše uvedené minirecenze technologií používaných v pasivních optických sítích? - Skutečnost, že rozdíly v jejich funkčnosti jsou způsobeny především tím, které protokoly přenosu dat tvoří základ standardů.

GPON a GEPON: jednoduchá aritmetika

Pokud jsou známy číselné ukazatele (nebo dokonce popisy), které vyjadřují jakékoli vlastnosti objektů, které je třeba porovnávat, pak je takové srovnání poměrně jednoduché provést umístěním odpovídajících čísel do řádku nebo sloupce. A hned bude jasné „kdo je lepší než kdo“. Udělejme toto srovnání mezi GPON a GEPON.

Dopředná přenosová rychlost GPON je tedy 2,5 Gb/s a rychlost GEPON je 1,25 Gb/s.

Maximální počet účastnických uzlů na vlákno pro GPON je 64 a pro GEPON - 16, což vede k nižším nákladům na port na účastníka v optickém terminálu operátora vyrobeném podle standardu GPON a výrazně nižší spotřebě energie zařízením stanice než při použití zařízení operátora standard GEPON.

Využití šířky pásma při použití technologie GPON není menší než 93 % a při použití technologie GEPON není větší než 60 %. Tento rozdíl je způsoben tím, že aktivní zařízení GPON využívá technologii fragmentace rámců GEM (GTC Encapsulation Method), která zvyšuje efektivitu využití šířky pásma. Technologie GEPON takový nástroj nemá.

To je celá „jednoduchá aritmetika“, která vysvětluje popularitu GPON.

GPON: kabely domovní elektroinstalace

Síť GPON se skládá z hlavních a distribučních linek. Délka páteřních tras GPON v současnosti dosahuje 20 km (v příštích letech vývojáři technologie GPON slibují navýšení maximální délky páteřního optického vlákna na 60 km). Pokládají se hlavní sekce (více o pokládání optického kabelu) pomocí tradičních metod leteckého nebo podzemního pokládání optických kabelů s ochranným pláštěm, který zajišťuje odolnost kabelového vedení v podmínkách vysoké vlhkosti a teplotních změn.

Pro distribuční infrastrukturu GPON, vytvořenou např. v rámci bytového domu, se používají spádové a stoupací kabely. Charakteristickým rysem „patrových“ spádových kabelů, určených pro odbočení optického vedení z nadzemního rozvodného kabelu, je možnost „flexibilního“ vedení s malými poloměry ohybu, které je dáno jejich konstrukcí.

Stoupací kabely používané pro vertikální mezipodlahové rozvody obsahují 6-12 optických vláken, která se snadno pokládají do kazet a jejich svařování vyžaduje podstatně méně času než u svařování optických vláken jiné typy kabelů.

GPON: rychlost evoluce se zrychluje

Výhody standardu GPON ve srovnání s jinými typy technologií PON jsou od jeho schválení v roce 2003 nepopiratelné. Nicméně v roce 2010 bylo v Rusku podle J'son & Partners Consulting pouze 80 tisíc uživatelů širokopásmového připojení založených na GPON. Hlavní bariérou většího růstu byla, jako téměř vždy u produktu vstupujícího na trh, vysoká cena aktivních optických zařízení. V posledních několika letech se ceny za staniční transceivery a účastnické optické modemy výrazně snížily, díky čemuž se na začátku roku 2017 (podle analytiků stejné společnosti) počet ruských uživatelů GPON přiblíží 6 milionům, tj. během příštích sedmi let vzroste téměř 75krát!