PON

PON (аббр. от англ. Passive optical network, пассивная оптическая сеть) — технология пассивных оптических сетей. Распределительная сеть доступа PON основана на древовидной волоконно-кабельной архитектуре с пассивными оптическими разветвителями (т. н. сплиттерами) на узлах, представляет экономичный способ обеспечить широкополосную передачу информации. При этом архитектура PON обладает необходимой эффективностью наращивания узлов сети и пропускной способности в зависимости от настоящих и будущих потребностей абонентов.

История

Первые шаги в технологии PON были предприняты в 1995 году, когда группа из 7 компаний (British Telecom, France Telecom, Deutsche Telecom, NTT, KPN, Telefonica и Telecom Italia) создала консорциум для реализации идеи множественного доступа по одному волокну. Эта организация, поддерживаемая ITU-T, получила название FSAN (англ. full service access network). Много новых членов, как операторов, так и производителей оборудования, вошло в неё в конце 1990-х годов. Целью FSAN была разработка общих рекомендаций и требований к оборудованию PON для того, чтобы производители оборудования и операторы могли сосуществовать вместе на конкурентном рынке систем доступа PON. На ноябрь 2011 года в FSAN состояло 26 операторов и 50 производителей. FSAN работает в тесном сотрудничестве с такими организациями по стандартизации, как ITU-T, ETSI и ATM Forum.

Стандарты

• ITU-T G.983
  • APON (ATM Passive Optical Network).
  • BPON (Broadband PON)
• ITU-T G.984
  • GPON (Gigabit PON)
• IEEE 802.3ah
  • EPON или GEPON (Ethernet PON)
• IEEE 802.3av
  • 10GEPON (10 Gigabit Ethernet PON)

Развитие стандартов PON

Стандарты NGPON 2 представляют собой спецификации дальнейшего развития технологий GPON и EPON. Сегодня на роль стандарта NGPON 2 претендуют как минимум три технологии:

• «Чистая» (pure)WDM PON
• Гибридная (TDM/WDM) TWDM PON
• UDWDM (Ultra Dense WDM) PON

Принцип действия PON

Нисходящий трафик в активной (cверху) и пассивной оптической сети

Основная идея архитектуры PON — использование всего одного приёмопередающего модуля в OLT (англ. optical line terminal) для передачи информации множеству абонентских устройств ONT (optical network terminal в терминологии ITU-T), также называемых ONU (optical network unit) в терминологии IEEE и приёма информации от них.

Число абонентских узлов, подключенных к одному приёмопередающему модулю OLT, может быть настолько большим, насколько позволяет бюджет мощности и максимальная скорость приёмопередающей аппаратуры. Для передачи потока информации от OLT к ONT — прямого (нисходящего) потока, как правило, используется инфракрасное излучение с длиной волны 1490 нм. Наоборот, потоки данных от разных абонентских узлов в центральный узел, совместно образующие обратный (восходящий) поток, передаются на длине волны 1310 нм. Для передачи сигнала телевидения используется длина волны 1550 нм. В OLT и ONT встроены мультиплексоры WDM, разделяющие исходящие и входящие потоки.

Обратный поток

Все абонентские узлы ONT ведут передачу в обратном потоке на одной и той же длине волны, используя концепцию множественного доступа с временным разделением TDMA (time division multiple access). Чтобы исключить возможность пересечения сигналов от разных ONT, для каждого из них устанавливается своё индивидуальное расписание по передаче данных с учётом поправки на задержку, связанную с удалением данного ONT от OLT. Эту задачу решает протокол TDMA.

Топологии сетей доступа

Существуют четыре основные топологии построения оптических сетей доступа:

• «кольцо»;
• «точка-точка»;
• «дерево с активными узлами»;
• «дерево с пассивными узлами» — самая распространенная топология построения.

Производители сетевого оборудования PON

В настоящее время активное оборудование GPON производится несколькими крупными компаниями:

• Huawei, ZTE, GCom — Китай;
• Eltex — Россия;
• Sercomm, ATW Technology — Тайвань;
• Nokia — Финляндия.

Преимущества и недостатки

Преимущества технологии PON

• надёжность и экономичность из-за отсутствия промежуточных активных узлов;
• долговечность и стойкость к внешним излучениям;
• экономия оптических приёмопередатчиков в центральном узле;
• экономия оптоволокна: одно волокно на 64 абонента (в новых станциях — до 128);
• удобство проектирования в индивидуальном жилищном строительстве.

Соединение «точка-многоточка» (англ. point-to-multipoint, P2MP) позволяет оптимизировать размещение оптических разветвителей, исходя из реального расположения абонентов, затрат на прокладку оптоволоконного кабеля и эксплуатацию кабельной сети.

Недостатки сетевой технологии PON

• сложность технологии;
• высокие требования к качеству материалов и монтажа волоконно-оптических линий связи, высокотехнологичность и дороговизна ремонта, разобщенность стандартов оборудования и технологии;
• использование оптических делителей, увеличивающих затухание, из-за которого физически невозможно построение сети «точка-многоточка» радиусом более 10 км от оптического линейного терминала (OLT).

Ссылки

• Официальный сайт FSANангл.
• Пассивные оптические сети (PON/EPON/GEPON)
• Eltex
• Sercomm,
• ATW Technology 

Интернет-соединение ↑
Проводное соединение	Волоконно-оптическая линия (ВОЛС) (FTTx, PON) ЛВС (Ethernet) Коаксиальный кабель (DOCSIS) ТфОП (DSL ISDN Коммутируемый доступ (англ. Dial-up))
Беспроводное соединение	Компьютерная сеть (WLAN: Wi-Fi; WPAN: Bluetooth ИК-порт NFC) Мобильная связь (WWAN: 0G • 1G • 2G • 3G • 4G • 5G • 6G) Спутниковое соединение (VSAT • DVB-S2) Эфирный интернет (DVB-T2) АОЛС (англ. FSO)
Качество интернет-соединения (МСЭ-Т Y.1540, Y.1541)	Пропускная способность (полоса пропускания) (англ. Network bandwidth) • Сетевая задержка (время отклика, англ. IPTD) • Колебание сетевой задержки (англ. IPDV) • Коэффициент потерь пакетов (англ. IPLR) • Коэффициент ошибок в пакетах (англ. IPER) • Коэффициент готовности

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Знание.Вики» («znanierussia.ru») под названием «PON», расположенная по следующим адресам: — «https://baza.znanierussia.ru/mediawiki/index.php/PON» — «https://znanierussia.ru/articles/PON» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Знание.Вики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».