Дипломы 2014 / Широкополосный доступ FTTx

Широкополосный доступ FTTx.

Эволюция  FTTH на примере Японии.

Построение оптических сетей доступа с применением технологии PtoP Ethernet в Японии началось в конце 90-х годов. С 1997 года корпорация NEC начала коммерческие поставки  оборудования "100M Active Optical Access System" (использующего технологию Ethernet по схеме «точка-точка»).

Согласно данной схеме на площадке оператора размещались коммутаторы L2 (c оптическими портами FE), а у абонента - оптический модем, с помощью которого происходило преобразование оптического FE в электрический.

До 2004 года корпорацией NEC было подключено около 1 000 000 абонентов. Тем не менее, у схемы были существенные недостатки:

-  наличие большого количества коммутаторов на площадках оператора;

-  сложность строительства и обслуживания оптической сети доступа;

- неэффективная сеть доступа (выделенный физический канал для каждого абонента).

С целью устранения перечисленных недостатков в начале 2000-х годов в Японии была создана технология EPON, которая обеспечивала работу Ethernet в топологии «точка-многоточка» и имела следующие характеристики:

-  одно волокно для приема-передачи (100Mbps/100Mbps);

-  до 16 абонентов на одном дереве PON.

В 2002 году NEC начал коммерческие поставки 100Мбит E-PON. Количество абонентов, подключенных операторами на базе нового оборудования, составило более 500 000 за 2 года.

Практика применения была признана успешной, и в 2004 году IEEE принял стандарт 802.3ah (GEPON). Важными особенностями стандарта стало: увеличение скорости в дереве PON до 1 Гбит/сек, увеличение количества пользователей в одном дереве, обеспечение защиты данных, а также возможность мониторинга неисправностей (протоколы OAM).

           

С 2005 года NEC поставляет оборудование GEPON, на базе которого в настоящее время подключено более 2 миллионов абонентов.

В 2006 году в рамках IEEE  была организована рабочая группа по разработке стандарта 10GE-PON. Помимо участников GE-PON форума к ней присоединились корпорации Cisco и Samsung.  В конце 2008 года IEEE утвердил Draft 2.0 стандарта 802.3av (10GE-PON). Окончательная версия стандарата и коммерческое оборудование 10GE-PON появится в конце 2009 года.

В настоящее время корпорация NEC уже разработала прототип платформы 10GEPON и проводит тестирование и подготовку коммерческого продукта.

Почему GEPON.  

Gigabit Ethernet Passive Optical Network (GEPON) - пассивная оптическая сеть на базе протокола Gigabit Ethernet. Технология стандартизована подкомитетом IEEE 802.3 по разработке стандартов EFM (Ethernet в первой миле).

Стандарты EFM охватывают все технические элементы широкополосной сети Ethernet, включая спецификации физического уровня передачи по меди, передачи по волокну ("точка-точка" и "точка-многоточка"), общий механизм администрирования и управления работой сети.

Оборудование GEPON ЗАО «NEC  Нева» соответствует стандартам IEEE 802.3ah, 802.1ae. В сентябре 2009 года группа стандартов EFM пополнится еще одним стандартом 802.3av - Ethernet «на первой миле» со скоростью 10 Гбит/с (10GEPON), на основе которого NEC предложит свое оборудование и решения.

Сегодня технология GEPON является самой успешной PON технологией, с использованием которой в мире подключено более 20 млн. абонентов. Несмотря на удешевление GPON технологии, объемы поставок оборудования GEPON по-прежнему значительно превышают продажи GPON. С одной стороны это обусловлено простотой внедрения, легкой масштабируемостью GEPON сетей, низкой стоимостью их эксплуатации и простой интеграцией с Metro Ethernet сетями. С другой стороны - преимуществами алгоритма DBA.

	GEPON	GPON
Физическая Скорость Upstream /Downstream	1250 / 1250 Mbps	1244 / 2488 Mbps
Эффективность	73%	93 %
Эффективная скорость, Upstream /Downstream	910 / 960 Mbps	1150 / 2300 Mbps
* кодирование	Based on AES-128/GCM Mode IEEE 802.1ah -MacSec (Upstream и Downstream)	Based on AES-128/CTR mode Specified in ITU G.984.3 (Только Downstream)
Расстояние до абонента	до 20 км
Кол-во абонентов на PON link	32/ 64	32/ 64 / 128
Стандарт	IEEE 802.3ah	ITU-T G.984.x
Протокол	Ethernet	Ethernet over GEM and/or ATM
Поддержка видео	IPTV or RF overlay (1550nm)	IPTV or RF overlay (1550nm)
Появление стандарта	Сентябрь 2004 год	Март 2004 год
Абонентов через год	более миллиона	Только пилотные проекты
Абонентов на конец 2008 года	> 20 миллионов	< 2 миллионов
Регионы эксплуатации	Вся Азия, Южная и Центральная Америка, Европа (операторы 2-ого эшелона)	США, Арабские Эмираты, Европа  (операторы 1-ого эшелона)
Эффективность	Сети любого масштаба	Крупные сети
Развитие технологий
Предыдуший стандарт	E-PON (100Mbps) Ethernet	A-PON (STM1) ATM B-PON (STM4) ATM
Текущий стандарт	GEPON (1Gbps) Ethernet	GPON (STM16) ATM, GEM
Будущий стандарт	10GE PON (10Gbps) Ethernet (Сентябрь 2009г.)	Нет информации
Совместимость стандартов в рамках одного ПОН линка	GEPON + 10GEPON на одном дереве PON (см. Draft 2.0 IEEE 802.3av)	Нет

Решения FTTx (GEPON + сеть PON)

ЗАО «NEC  Нева Коммуникационные Системы»  предлагает операторам целый ряд протестированных решений для построения современных сетей доступа.

Для решения задачи по замене медных сетей доступа на оптические сети FTTx и созданию сервисной модели для передачи всех услуг в единой среде  ЗАО «NEC Нева» предлагает оборудование GEPON серии ME2200/2100.

GEPON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network) - один из видов технологии пассивных оптических сетей PON, предназначен для организации оптоволоконного канала до пользователя (волокно в дом, квартиру, офис).

Технология GEPON фактически является расширением стандарта Ethernet, в котором реализован метод передачи "точка - многоточка". В такой структуре на один передатчик OLT может быть подключено до 64-ех оконечных устройств (ONU), а прием и передача осуществляется по одному волокну на разных длинах волн (1490 нм к абоненту и 1310нм от абонета).

Как и любая другая PON технология, GEPON позволяет транслировать групповой сигнал кабельного телефидения (RF overlay) на длине волны 1550 нм, а в линейку предлагаемого оборудования входит ONU со встроенным декодером этого сигнала и возможностью подключения обычного телевизора.

 Деление волокна между оконечными устройствами осуществляется с помощью пассивных сплитеров. В зависимости от типа используемых сплитеров распределительная сеть может иметь не только древовидную структуру, но и структуру типа «шина», а также различные их комбинации. Оборудование МЕ2200 позволяет конфигурировать резервный порт для каждого PON линка, что вместе со сплитерами (типа 2:N), дает оператору возможность строить защищенные топологии.

Расстояние между OLT и ONU может достигать 20 км, что является пределом дальности для инициализации ONU в PON линке.

Адресация IP пакетов к различным ONU осуществляется на основе дополнительных заголовков (логических идентификаторов LLID). Заголовки LLID добавляются к стандартным IP пакетам, что позволяет сохранить в PON сети правила работы, принятые для Ethernet сетей.

Для Multicast трафика используется дополнительный идентификатор  LLID, распознаваемый всеми ONU. Благодаря этому каждый канал IP TV передается в дереве PON только 1 раз вне зависимости от количества абонентов, которые его просматривают.

Кроме, традиционных для Ethernet сетей, протоколов 802.1p и DSCP, GEPON использует протокол DBA. Каждому ONU можно задать минимально гарантированную и максимально доступную скорость передачи данных. Так как DBA алгоритм организует циклический доступ ONU к общему каналу передачи, то в технологии GEPON существует понятие «гранд-цикла» (время, в течение которого каждый ONU может передать данные). В оборудовании МЕ2х00 время «гранд-цикла» конфигурируется от 100 мкс до 10 мс, что позволяет передавать данные, чувствительные к задержкам, например, потоки Е1.

Для защиты все данные в PON линке шифруются 128 битным ключом, генерируемым системой при каждой инициализации ONU в системе.

Предлагаемые GEPON OLT имеют функциональность L2/L3 коммутатора и могут комплектоваться несколькими GE или 10GE Uplink интерфейсами, что позволяет использовать их в качестве граничного коммутатора. Линейка ONU содержит устройства индивидуального использования (ONU) и устройства, предназначенные для подключения нескольких абонентов (MDU), которые представляют собой 4/8/24 L2 коммутаторы. Это позволяет строить на базе оборудования GEPON,  как FTTH, так и ETTH решения. Кроме Ethernet MDU ЗАО «NEC Нева» может предложить DSL MDU, которые представляют мини MSAN c GEPON Uplink. (См. Рис.1).

Рис.1 Таким образом, технология обеспечивает передачу данных  со скоростью до  1 Гб/с, использует протокол IP (передача видео, голоса и данных) и является экономичным решением для организации недорогого широкополосного доступа к сети оператора.

Технологию пассивных оптических сетей (PON, Passive Optical Networks) российские операторы начали активно внедрять в 2003 году. C ростом конкуренции на рынке прекратилась монополия единственного поставщика соответствующего оборудования, а число PON-проектов заметно возросло.

При том, что технология PON пришла в Россию почти 3 года назад, некоторое время ее перспективы в условиях отечественного рынка оставались туманными. Только год назад стало, наконец, ясно, что пассивные оптические сети найдут здесь свою нишу.

По состоянию на начало 2004 г. только Москве, по словам экспертов, было установлено несколько сотен систем с числом абонентских устройств более тысячи. Спрос на технологию PON оказался настолько велик, что американский вендор Terawave, фактически занимающий монопольное положение на российском рынке оборудования PON, рассчитывал по итогам 2004 г. удвоить показатель продаж своих систем в России. При этом, в начале 2004 г. на российском телекоммуникационном рынке заявил о себе второй производитель оборудования для развертывания оптических сетей по данной технологии — израильская фирма Olencom Electronics. С выходом его на рынок у отечественных операторов связи впервые появилась альтернатива в выборе вендора. Очевидно, что появление новых игроков на рынке PON в России будет способствовать росту конкурентной борьбы и снижению цен на данное оборудование.

Технология FTTH является экономичным решением из-за применения пассивных оптических сетей PON. Что делает FTTH еще более интересным - это легкое тестирование, измерение и мониторинг. Эти системы подчиняются тем же базовым принципам, что и обычные волоконно-оптические сети, таким образом, это позволяет использовать для строительства и обслуживания то же самое оборудование.

Общая схема организации оптоволоконной сети по технологии PON

PON для коттеджного поселка - подведение оптического магистрального кабеля до объекта по кабельной канализации

Для того, чтобы получить подробную информацию о компоненте сети, нажмите на его изображение.

Абонентская розетка ШКОН-ПА-1

PON для многоквартирного дома - метод воздушной подвески кабеля

Для того, чтобы получить подробную информацию о компоненте сети, нажмите на его изображение.

PONi Box ШКОН–П–8-SC/UPC ПТС и PONi Box ШКОН–П–16–SC/UPC ПТС

Шкаф 8-ми (16-ти) портовый двухсекционный предназначен для установки на этажных площадках и служит для распределения патчкордов к абонентам (оконечная по типу КРТ для медножильных линий связи).

МТОК-Л6/48-1КМ2460

(старое название МТОК 96/48Г-О1-IV)

PON для многоквартирного дома - подведение оптического магистрального кабеля до объекта по кабельной канализации

Для того, чтобы получить подробную информацию о компоненте сети, нажмите на его изображение.

8-портовый коммутатор ZyXEL GEPON OLT-1308H

Управляемый GEPON-коммутатор серии OLT-1308 выполнен в компактном металлическом корпусе высотой 1U, обеспечивающем монтаж в 19” стойку или настольное размещение. Коммутатор позволяет подключить по оптике до 512 (8*64) абонентов или удаленных выносов. Благодаря встроенному управляемому коммутатору GE с 4 портами Dual Personality (1000 Base-T/SFP) OLT-1308 может быть непоcредственно подключен к кабельной инфраструктуре оператора.

Основные преимущества

• Быстрое подключение абонентов с предоставлением любых современных услуг связи по оптике и IP

• Бесшовная интеграция в сети доступа и агрегации трафика на оборудовании ZyXEL

• Полное соответствие стандартам EFM, IEEE 802.3ah

• Поддержка многоадресных рассылок и VLAN 802.1Q, гибкие средства приоритизации трафика на уровне портов GEPON

• Гибкие средства управления, включая порты RS-232 и 10/100Base-TX для защищенного внесетевого управления и мониторинга сети

Рекомендуются к применению

• Операторам связи при построении территориально-распределенных сетей широкополосного доступа в Интернет и предоставлении пакета услуг, включающего доступ в Интернет, пакетную телефонию, кабельное телевидение и IP-ТВ

• Корпоративным пользователям, крупным производственным структурам для построения оптических сетей передачи данных и управления производством и технологическими процессами

• Корпоративным и государственным структурам для построения защищенных сетей передачи данных. Отсутствие активного оборудования на пути к абоненту значительно снижает риск и потенциальные возможности радиочастотного перехвата данных

Характеристики

• 8 GEPON-интерфейсов (разъем SC-типа), с поддержкой до 64 ONUs на каждом порту

• Длина волны: 1.31 um для канала upstream & 1.49 um для канала downstream

• 4 порта GE SFP, совмещенные с 1000Base-T

• 1 порт 10/100Base-T для управления

• 1 порт DB9 RS-232 для подключения по консоли

Соответствие станартам

• IEEE 802.3ah

• IEEE 802.3 Ethernet

• IEEE 802.3u Fast Ethernet

• IEEE 802.3z Gigabit Ethernet

• IEEE 802.3x Flow Control

• IEEE 802.1Q VLAN tagging

• IEEE 802.1p QoS

• IEEE 802.1x Port Authentication

• IEEE 802.11 MIB

Параметр	Значение
Бюджет оптической мощности	для ONU на 10km - не менее 29dB Для ONU на 20km - не менее 30.5dB
Мощность передатчика PON порта	min +2.5dBm, typical +3.5~+4dBm, max +5dBm
Чувствительность приемника PON порта	Sensitivity: max. -27dBm Overload level: min.-6dBm Lose of Signal Threshold: 400ns
MIBs	RFC 1213 MIB II RFC 1493 Bridge MIB RFC 1757 Four groups of RMON RFC 2674 Q-BRIDGE-MIB and P-BRIDGE-MIB RFC 2925 PING-MIB and TRACEROUTE-MIB Private MIB (Set/Get/trap etc.), поддержка трапов, включая: cold start, warm start, link down, link up, topology change, new root и т.д.)
Размер таблицы МАС-адресов	16 K MAC записей
Управление трафиком и QoS	IEEE 802.1p QoS до 8 очередей на порт IEEE 802.1q tag-based и port-based VLAN 256 статических VLAN, до 4 K динамических записей VLAN Поддержка GVRP – автоматическая регистрация записей VLAN IGMP v1 & v2
Безопасность пользователей	MAC-фильтры на портах для обеспечения управления доступом Ограничение по количеству MAC-адресов на порту Аутентификация 802.1x на порту для предотвращения несанкционированного доступа к сети Private VLAN для обеспечения безопасности и изоляции между пользователями Перенаправление на базе MAC: only specified MAC addresses can access the network (per lock)
Безопасность администрирования	Защита администрирования через web/telnet/local console с помощью Логин/Пароль Два уровня безопасности для SNMP read/write community SSH для обеспечения безопасной передачи управляющего трафика
Управление	Web-based management Telnet CLI SNMP v1, v2 RS-232 local console
Удаленное управление ONU по OAM-каналу	Обновление микропрограммы Конфирурирование Сбор статистики/ Мониторинг Loop-back тест
Производительность	Upstream/Downstream: 1.25/1.25 Gbps
Физические параметры	Габариты: 440 (Ш) x 443 (Г) x 43.6 (В) мм Вес: 5 Кг
Параметры окружающей среды	Температура: 0°C ~ 50°C Влажность: 5% ~ 90% (non-condensing)
Параметры электропитания	Напряжение: ~ 220 В
Комплектация	GEPON-коммутатор OLT-1308 Кабель питания Консольный кабель Монтажные скобы Гарантийный талон

http://www.pon.alstream.ru/catalog022.html