Блог

«Оптоволокно до дома» (FTTH) — это технология связи, которая предполагает передачу сигналов непосредственно в дома пользователей по оптическим волокнам. По сравнению с традиционными соединениями по медному кабелю FTTH обеспечивает более высокую пропускную способность, более высокую скорость передачи и большие расстояния передачи. В последние годы из-за быстрого роста интернет-приложений и растущего спроса на высокоскоростной широкополосный доступ FTTH стал основным выбором для широкополосного доступа.

В сетях FTTH в основном используются два типа архитектур: пассивная оптическая сеть (PON) и активная оптическая сеть (AON). Системы PON полагаются на пассивные разветвители для распределения оптических сигналов без необходимости использования оборудования с питанием, тогда как системы AON используют активные устройства, такие как коммутаторы и маршрутизаторы, для усиления и распределения сигналов.

Основные методы реализации сетей FTTH: PON и AON

В сетях FTTH в основном используются два метода реализации: пассивная оптическая сеть (PON) и активная оптическая сеть (AON). Эти две технологии существенно различаются по сетевой архитектуре, ключевым компонентам и сценариям применения.

Пассивные оптические сети (PON)

Пассивная оптическая сеть (PON) — это тип оптоволоконной сети, которая работает без необходимости использования активных промежуточных устройств, таких как усилители или коммутаторы.

В системе PON терминал оптической линии (OLT) расположен на стороне поставщика услуг и подключается через оптоволокно к нескольким блокам оптической сети (ONU) или терминалам оптической сети (ONT). Распределением оптических сигналов между этими компонентами управляют пассивные разветвители. Системы PON известны своей низкой стоимостью и простотой обслуживания, что делает их широко используемыми в сетях FTTH.

Активная оптическая сеть (АОН)

Активная оптическая сеть (AON) использует активные промежуточные устройства, такие как коммутаторы и маршрутизаторы, для усиления и распределения оптических сигналов.

В системе AON каждый пользователь имеет индивидуальное оптоволоконное соединение с центральным коммутатором или маршрутизатором, что обеспечивает более высокую пропускную способность и более гибкое управление качеством обслуживания. Хотя первоначальные затраты на установку системы AON выше, а обслуживание более сложное, ее преимущества в производительности и качестве обслуживания делают ее конкурентоспособной для приложений высокого класса.

Пассивные оптические сети (PON)

Пассивная оптическая сеть (PON) — это оптоволоконная сеть доступа, которая работает без необходимости использования каких-либо активных промежуточных устройств, таких как усилители или коммутаторы. Основным компонентом системы PON является пассивный разветвитель, который распределяет оптические сигналы от терминала оптической линии (OLT) к нескольким блокам оптической сети (ONU) или терминалам оптической сети (ONT). Отсутствие активных устройств усиления и пересылки делает систему PON простой по структуре, недорогой и простой в обслуживании.

В системе PON OLT расположен в центральном офисе поставщика услуг, где он отвечает за передачу данных в ONU каждого пользователя. Оптические сигналы распределяются с помощью пассивного разветвителя, который распределяет сигнал от одного оптоволокна к нескольким пользовательским терминалам. Такая структура «точка-множество точек» обеспечивает эффективное использование волоконно-оптических ресурсов.

Системы PON обычно используют технологию множественного доступа с временным разделением (TDMA) для передачи данных. В нисходящем направлении OLT делит данные на несколько временных интервалов, каждый из которых выделен отдельному ONU. В восходящем направлении каждый ONU передает данные в назначенном временном интервале, как запланировано OLT, оптимизируя поток данных внутри сети.

CВ настоящее время существует несколько стандартов технологии пассивной оптической сети (PON), наиболее известными из которых являются GPON (Gigabit-capable PON) и EPON (Ethernet PON). Эти два стандарта демонстрируют существенные различия в своих технических характеристиках, сценариях применения и показателях производительности.

Активная оптическая сеть (АОН)

Активные оптические сети (AON) — это оптоволоконные сети доступа «точка-точка», которые используют активные устройства, такие как коммутаторы и маршрутизаторы, для усиления и распределения сигнала. В отличие от пассивных оптических сетей (PON), AON использует активные компоненты для управления и обработки оптических сигналов, обеспечивая более высокую пропускную способность и более гибкое управление качеством обслуживания.

В системе AON каждый пользователь имеет выделенное оптоволоконное соединение с центральным коммутатором или маршрутизатором. Центральное устройство отвечает за раздачу данных всем пользователям и получение загруженных от них данных. Такая топология «точка-точка» гарантирует, что каждый пользователь будет пользоваться выделенной полосой пропускания оптоволокна, избегая проблем совместного использования полосы пропускания, характерных для других систем.

AON обычно использует технологию Ethernet, используя коммутаторы Ethernet для пересылки данных и управления ими. Благодаря зрелости и широкому распространению технологии Ethernet, системы AON обладают высокой совместимостью и простотой в использовании.

PON против АОН

Сетевые архитектуры

PON-архитектура：

• Точка-многоточка: PON использует архитектуру «точка-множество точек», в которой терминал оптической линии (OLT) распределяет оптические сигналы на несколько модулей оптической сети (ONU) или терминалов оптической сети (ONT) через пассивные разветвители.
• Пассивные компоненты:Сплиттеры в PON являются пассивными компонентами, не требующими электропитания или обслуживания, что снижает затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание.
• Централизованное управление:PON работает с централизованным управлением, при котором все функции управления и контроля сосредоточены в OLT, что упрощает управление и настройку сети.

АОН Архитектура：

• Точка-точка:AON использует архитектуру «точка-точка», где каждый пользователь имеет независимое оптоволоконное соединение с центральным коммутатором или маршрутизатором.
• Активные компоненты:AON полагается на активные устройства, такие как коммутаторы и маршрутизаторы, для усиления и распределения сигналов, требующие электропитания и регулярного обслуживания.
• Распределенное управление:AON использует распределенное управление, при котором функции управления и контроля сети распределяются по различным активным устройствам, обеспечивая более высокую гибкость и масштабируемость.

Пропускная способность

• PON: Благодаря структуре «точка-множество точек» несколько пользователей совместно используют общую полосу пропускания OLT. Это может привести к конкуренции за полосу пропускания в часы пик. Типичные системы GPON предлагают скорость нисходящего потока 2,5 Гбит/с и скорость восходящего потока 1,25 Гбит/с, тогда как системы EPON имеют симметричные скорости 1 Гбит/с.
• АОН:AON предоставляет каждому пользователю выделенную полосу пропускания по оптоволокну, обеспечивая более высокую скорость передачи и более стабильную производительность. Ethernet AON может обеспечить пропускную способность до 10 Гбит/с и выше.

Задержка

• PON: Пассивные разветвители в PON не вносят дополнительной задержки. Однако механизм множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA) в восходящем канале может вносить некоторую задержку из-за совместного использования полосы пропускания несколькими пользователями.
• АОН: Активные устройства в AON вносят некоторую задержку обработки, но поскольку у каждого пользователя есть выделенная полоса пропускания, общая задержка ниже и более стабильна.

Расстояние передачи

• PON:Дальность передачи в PON ограничена примерно 20 километрами из-за вносимых потерь пассивных разветвителей. Увеличение этого расстояния возможно за счет добавления ретрансляторов, но это потребует увеличения стоимости и сложности.
• АОН:AON использует активные устройства для усиления и ретрансляции сигналов, что обеспечивает большие расстояния передачи, подходящие для обширных зон покрытия.

Расходы

• PON:Использование пассивных компонентов, таких как сплиттеры, в PON снижает первоначальные затраты на строительство и эксплуатационные расходы, что делает его пригодным для крупномасштабного развертывания и экономичных приложений.
• АОН: Использование AON активных устройств, таких как коммутаторы и маршрутизаторы, приводит к более высоким первоначальным затратам на строительство и эксплуатацию, что подходит для сценариев, требующих высокой пропускной способности и высокого качества обслуживания.

Обслуживание

• PON: Поскольку в средней сети нет активных устройств, пассивные компоненты PON не требуют обслуживания, что снижает эксплуатационные расходы и затраты на техническое обслуживание.
• АОН：Активные устройства в AON требуют регулярного обслуживания и электропитания, что увеличивает эксплуатационные расходы и затраты на техническое обслуживание, но обеспечивает более высокую гибкость управления и гарантию качества обслуживания.

Приложение

ПОН:

• Жилой широкополосный доступ:Простая структура PON, низкая стоимость и простота обслуживания делают ее подходящей для крупномасштабного широкополосного доступа в жилых домах.
• Доступ для малых и средних предприятий:Для малых и средних предприятий с умеренными потребностями в полосе пропускания PON обеспечивает экономичное решение широкополосного доступа.
• Конвергенция услуг голоса, видео и данных:PON поддерживает несколько типов услуг, подходящих для сценариев, требующих интеграции голоса, видео и данных.

АОН:

• Корпоративный широкополосный доступ:AON предлагает высокую пропускную способность, низкую задержку и гарантию высокого качества обслуживания, подходящие для приложений корпоративного уровня, требующих высокой пропускной способности и качества.
• Соединение центров обработки данных: Двухточечная архитектура AON и возможности высокой пропускной способности делают ее идеальной для высокоскоростного соединения между центрами обработки данных.
• Передача на большие расстояния:AON может усиливать и ретранслировать сигналы через активные устройства, подходящие для сценариев, требующих передачи на большие расстояния и с высокой пропускной способностью.