Rede ótica passiva (PON)
Aprenda sobre as redes óticas passivas que incluem os tipos diferentes de PON, as várias aplicações de PON, benefícios da arquitetura de PON, de PON, etc.
Que é uma rede ótica passiva?
Uma rede ótica passiva (PON) é uma rede da fibra ótica que utiliza uma topologia point-to-multipoint (P2MP) e divisores óticos para entregar dados de um único ponto da transmissão aos valores-limite do usuário múltiplo. A voz passiva, neste contexto, refere a condição unpowered da fibra e da rachadura/que combinam componentes.
Em contraste com uma rede ótica ativa, a corrente elétrica é exigida somente no envia e recebe os pontos, fazendo um PON inerentemente eficiente de um ponto de vista do custo de operação. As redes óticas passivas são usadas para transmitir simultaneamente sinais nos sentidos ascendentes e a jusante a e dos valores-limite do usuário.
Componentes e dispositivos óticos passivos da rede
A fibra ótica e os divisores são os blocos de apartamentos verdadeiramente “passivos” do PON, sem a colocação em movimento elétrica exigida. Os divisores óticos (circuito planar do Lightwave) não são comprimento de onda seletivo e não dividem simplesmente nenhuns comprimentos de onda óticos no sentido a jusante, naturalmente a rachadura de um sinal ótico incorre uma perda de poder que dependa do número de maneiras que um sinal é rachado. Os divisores não exigem nenhumas de refrigerar ou da outra manutenção em curso inerente aos componentes ativos da rede (tais como amplificadores óticos) e podem durar por décadas se saido imperturbado.
Além do que os componentes passivos, os dispositivos ativos da extremidade são exigidos para criar inteiramente a rede de PON.
A linha ótica terminal (OLT) é o ponto de partida para a rede ótica passiva. É conectada a um interruptor do núcleo através dos pluggables dos ethernet. A função preliminar do OLT é converter, moldar e transmitir sinais para a rede de PON e coordenar o terminal de rede ótico (Ontário) que multiplexa para a transmissão ascendente compartilhada.
Pontas:
Você pode igualmente ver os dispositivos do utilizador final referidos como a unidade ótica da rede (ONU), este é simplesmente uma diferença na terminologia entre os dois corpos de padrões principais, os ITU-T (o setor internacional da normalização da União-telecomunicação da telecomunicação) que usam Ontário e o IEEE (instituto de elétrico e engenheiros eletrónicos) que usam ONU, os dois termos é eficazmente permutável mas para depender do serviço e do padrão de PON que estão sendo utilizados.
O Ontário é o dispositivo posto do sistema de rede ótico passivo na extremidade do oposto (usuário) da rede e inclui portas ethernet para no dispositivo da casa ou a conectividade da rede.
Arquitetura de rede ótica passiva
As redes de PON adotam uma arquitetura (P2MP) point-to-multipoint que utilize divisores óticos para dividir o sinal a jusante de um único OLT em trajetos a jusante múltiplos aos utilizadores finais, os mesmos divisores combinam os trajetos ascendentes múltiplos dos utilizadores finais de volta ao OLT.
Point-to-multipoint foi selecionado como a arquitetura a mais viável de PON para redes óticas do acesso com as eficiências inerentes da fibra que compartilham e consumo da baixa potência. Esta arquitetura foi estandardizada em 1998 através da especificação de ATM-PON G.983.1.
Hoje, o padrão de ITU-T G.984 para G-PON substituiu o padrão do ATM, desde que o Asynchronous Transfer Mode (ATM) é utilizado já não.
Mecanismo a jusante de PON TDM
O usuário é franjas horárias atribuídas, durante estas épocas, eles pode transmitir seus dados dos terminais remotos.
Mecanismo ascendente de PON TDM
Uma rede de PON começa com a linha ótica terminal (OLT) no lugar da fonte do prestador de serviços conhecido tipicamente como um local ou um CO (sede), ou referido às vezes como uma troca ou um headend. De lá, o cabo de alimentação da fibra ótica (ou a fibra do alimentador) estão distribuídos a um divisor passivo, junto com uma fibra alternativa se uma é usado. As fibras da distribuição conectam então do divisor a um terminal da gota, que possa ser ficado situado em um armário da rua ou em um alojamento ruggedized montado em um poço, em um polo de telégrafo ou mesmo no lado das construções. As fibras da gota fornecem então a conexão linear final do porto terminal da gota a um utilizador final ONT/ONU. Em alguns casos, mais de um divisor é usado em série, isto é referido como uma arquitetura conectada do divisor.
Os sinais continuaram a fibra do alimentador podem ser rachados proporcionar o serviço ao tanto como como 128 usuários com um ONU ou um Ontário que convertem os sinais e que fornecem usuários o acesso à internet. O número de maneiras o sinal a jusante de OLT é dividido ou rachado antes de alcançar o utilizador final é sabido como a relação do divisor ou da separação (ex. 1:32 ou 1:64).
Em umas configurações mais complexas onde o vídeo do RF esteja sendo transmissão paralelamente ao serviço de dados de PON ou os serviços adicionais de PON estejam coexistindo na mesma rede de PON, os combinadores (MUX) passivos são usados escritório central/local para fundir o comprimento de onda coberto video e os comprimentos de onda adicionais do serviço de PON na fibra de partida do alimentador de OLT.
Operação ótica passiva da rede
Uma inovação que seja integral à operação de PON é divisão da onda que multiplexa (WDM), usada aos córregos de dados separados baseados no comprimento de onda (cor) do laser. Um comprimento de onda pode ser usado para transmitir dados a jusante quando outro for usado para levar dados ascendentes. Estes comprimentos de onda dedicados variam segundo o padrão de PON no uso e a lata esta presente simultaneamente na mesma fibra.
O acesso múltiplo de divisão de tempo (TDMA) é uma outra tecnologia usada para atribuir a largura de banda ascendente a cada utilizador final por um período de tempo específico, que seja controlado pelo OLT, impedindo colisões do comprimento de onda/dados nos divisores de PON ou no OLT devido aos dados transmissores múltiplos de ONT/ONU rio acima ao mesmo tempo. Isto é referido igualmente como a transmissão do explosão-modo para o PON rio acima.
Tipos de serviço de PON
Desde que sua introdução nos anos 90, tecnologia de PON continuou a evoluir e as iterações múltiplas da topologia de rede de PON tomaram a forma. Os padrões óticos passivos originais da rede, EM CIMA e BPON, levaram gradualmente à largura de banda e aos benefícios totais do desempenho das versões mais novas.
Aplicações de PON
Um PON é referido às vezes como a “última milha” entre o fornecedor e o usuário, ou a fibra ao x (FTTx) com o “x” que significa a casa (FTTH), a construção (FTTB), os locais (FTTP) ou o outro lugar, segundo onde a fibra ótica é terminada. Até aqui, fibra-- à casa (FTTH) foi o pedido principal para PON.
A infraestrutura de expedição de cabogramas reduzida (nenhuns elementos ativos) e os atributos flexíveis da transmissão dos meios de redes óticas passivas fizeram-lhe um ajuste ideal para o Internet da casa, a voz e as aplicações do vídeo. Enquanto a tecnologia de PON continuou a melhorar, as aplicações potenciais expandiram também.
O desenrolamento de 5G continua, e as redes de PON encontraram uma nova aplicação com fronthaul 5G. O fronthaul é a conexão entre o controlador da banda de base e a cabeça de rádio remota no local da pilha.
Devido às procuras da largura de banda e da latência impostas por 5G, utilizar redes de PON para terminar as conexões do fronthaul pode reduzir a contagem da fibra e melhorar a eficiência sem desempenho de comprometimento. Aproximadamente da mesma maneira o sinal da fonte é rachado entre os usuários para FTTH, sinal das unidades da banda de base pode ser distribuído a uma disposição de cabeças de rádio remotas.
As aplicações adicionais que são bem - serido às redes óticas passivas incluem terrenos e ambientes empresariais da faculdade. Para aplicações do terreno, as redes de PON produzem vantagens discernable no que diz respeito à velocidade, ao consumo de energia, às distâncias da confiança e do acesso mas na maior parte ao custo da construção/desenvolvimento e de operação em curso.
PON permite a integração de funções do terreno tais como a gestão, a segurança e o estacionamento de construção com equipamento dedicado reduzido, expedição de cabogramas e sistemas de gestão. Similarmente, médio a grande - os complexos feitos sob medida do negócio podem colher benefícios imediatos da aplicação de PON, com os custos reduzidos da instalação e de manutenção que impactam diretamente os ganhos líquidos.
Benefícios de redes óticas passivas
Uso eficiente do poder
As vantagens inerentes ao desenvolvimento de PON são abundantes. A maioria de fundamento destes benefícios é a falta da colocação em movimento exigida para a rede do acesso. Com o poder exigido somente na fonte e para receber extremidades do sinal, há uns componentes menos elétricos no sistema, reduzindo exigências de manutenção e menos oportunidades para falhas de equipamento posto.
Infraestrutura e facilidade simplificadas da elevação
A arquitetura passiva igualmente elimina a necessidade para prender a infraestrutura dos armários, refrigerar ou a eletrônica midspan. Enquanto a tecnologia evolui, simplesmente os dispositivos do valor-limite (OLT, ONT/ONU) exigem a elevação ou a substituição, desde a infraestrutura da fibra ótica e do divisor permanece constante.
Uso eficiente da infraestrutura
Todos os operadores precisam de obter tanto quanto podem da infraestrutura nova ou existente e da capacidade de serviço do ganho sobre uma pegada da rede existente. Os vários padrões de PON combinados com os serviços tais como o RF sobre o vidro (RFoG) ou a folha de prova video do RF podem coexistir no mesmo PON para oferecer serviços múltiplos (Triple Play) e para ganhar mais largura de banda sobre a mesma fibra.
Facilidade da manutenção
As redes de cobre que estão sendo substituídas por PON são muito vulneráveis à interferência eletromagnética e ao ruído. Sendo óticas, as redes de PON não são susceptíveis a tal interferência e não preservam a integridade de sinal bem sobre a distância de planeamento. Em uma rede de PON, nós precisamos principalmente de importar-se aproximadamente se os dispositivos ativos (o Ontário, o ONU e o OLT) estão controlando a transmissão do sincronismo e do sinal corretamente e se os componentes passivos não estão causando a demasiado a perda do sinal (atenuação ótica). A perda é fácil de ver, e é fácil identificar a causa nos elementos de PON, fazendo estas redes fáceis manter e pesquisar defeitos.
Limitações de redes óticas passivas
Distância
Apesar dos benefícios numerosos, há uns inconvenientes potenciais às redes óticas passivas quando comparado às redes óticas ativas. A escala para PON é limitada entre a 20 a 40 quilômetros, quando uma rede ótica ativa puder alcançar até 100 quilômetros.
Acesso do teste
A pesquisa de defeitos pode desafiar sob algumas circunstâncias, desde que o acesso do teste pode ser esquecido ou ignorado quando projetar um PON e ferramentas de teste deve permitir a pesquisa de defeitos em serviço sem serviço de interrupção a outros utilizadores finais no mesmo PON. Se o acesso do teste existe, a seguir o teste pode ser executado com uma solução portátil ou centralizada do teste usando o comprimento de onda fora da banda tal como 1650 nanômetro para evitar todo o conflito com comprimentos de onda existentes de PON. Onde o acesso do teste não é planejado, o acesso deve ser ganhado outro de um ou valor-limite no OLT ou no Ontário, ou uma seção do PON deve ser tomada fora de serviço temporariamente.
Vulnerabilidade alta à divisão na linha de alimentador ou no OLT
Dívida à arquitetura de P2MP, à linha de alimentador e aos utilizadores finais múltiplos do serviço de OLT (potencialmente até 128). Há pouca redundância e neste caso de um corte acidental da fibra ou de um OLT defeituoso, o rompimento do serviço pode ser extensivo.
Totais, os benefícios inerentes de redes óticas passivas aumentam substancialmente estas limitações.
Enquanto a tecnologia de PON continua a melhorar, as vantagens estratégicas e econômicas do desenvolvimento de PON tornam-se de obrigação. Os desafios que estão sendo endereçados por desenhistas das futuras gerações incluem a capacidade melhorada da escala e umas relações mais altas do divisor de reduzir as despesas do cabo mesmo mais adicionais. Estas melhorias, combinadas com as velocidades que alcançam agora 10 Gbps e além, ajudarão a continuar a expansão de redes óticas passivas nas cidades, nas universidades, nos hospitais e nos corporaçõs espertos que compõem o mundo conectado do amanhã.