Технология GPON

Наряду с совершенствованием сетевого оборудования у поставщика услуг интернета, а также его потребителя развиваются и модернизируются технологии изготовления линий передачи сигнала. Недавно возникшие пассивные оптические сети постепенно вытесняют линии передачи сигнала по медным проводам. Новую технологию активно внедряют основные операторы интернета.

Линии GPON «Ростелеком» проложены уже во многих крупных и малых населенных пунктах страны. Их отличает большая пропускная способность, высокая скорость передачи информации и надежность при эксплуатации.

Буквы PON в аббревиатуре означают «Пассивная оптоволоконная сеть», а первая буква G (гигабитная) определяет скорость обмена в сети, выполненной по этой технологии для передачи информации на огромных скоростях. Пассивными сети называют из-за отсутствия промежуточных усилительных (активных) узлов на пути передачи импульсной информации от провайдера до абонента и обратно.

При использовании технологии GPON «Ростелекома» обмен осуществляется по кабелю, состоящему из отдельных жил оптоволокна определенного количества, помещенных в оболочку из полиуретана. В зависимости от условий прокладки оптоволокно дополнительно защищается бронированной оболочкой из проволоки или металлической фольги.

Эта защита выполняется для устранения внешних механических воздействий на оптоволокно, а не для предотвращения влияния на линию электромагнитных воздействий. Оптоволокно к ним невосприимчиво. Весь обмен по оптической линии в «Ростелекоме» производится световыми импульсами. Рассмотрим, как работает технология PON.

В магистральном кабеле провайдера количество проводящих свет жил больше 100. Для создания разветвленной сети применяют пассивные сплиттеры (оптические делители), разветвляющие общий кабель «Ростелекома» на отдельные «ручейки». Каждый из них впоследствии также способен делиться через собственный сплиттер для обеспечения информацией определенного количества абонентов провайдера «Ростелеком».

Сплиттеры не имеют в своем составе активных компонентов для функционирования, что не требует подвода к ним сети питающего напряжения. Такое построение определяет высокую степень надежности оптоволоконной «Джипон»-сети. При возникновении обрывов от внешнего воздействия работоспособность восстанавливается применением сварки по специальной технологии, выполняемой обученным персоналом «Ростелекома».

Оптоволокно на сегодняшний день способно обеспечить передачу световых импульсов без потери качества информации на расстояние до 20 км без дополнительного усиления.

Преимущества оптоволокна

По сравнению с линиями, использующими для обмена информацией металлические медные жилы, обычной витой паре Ethernet свойственны следующие достоинства:

Недостатки оптоволокна

Выявлены некоторые минусы оптоволоконных линий:

1. хрупкость материала среды распространения света, которым является кварц, подобный стеклу;
2. повышенные требования к квалификации персонала, проводящего монтаж оптоволокна, применением сотрудниками специального инструмента;
3. невозможность провести ремонт линии в случае возникновения обрыва (приходится вырезать и заменять целый участок оптоволокна);
4. потеря стеклом прозрачности в процессе длительной эксплуатации, появление микротрещин в его структуре;
5. использование ограниченной номенклатуры аппаратуры, способной принимать и декодировать сигнал, переданный с использованием оптоволокна GPON.

Принцип подключения к «Ростелекому»

В разных регионах действия оператора техническая служба «Ростелекома» производит доставку интернета GPON с использованием разных схем подключения. В случае применения FTTH оптоволокно проводится непосредственно в каждую квартиру абонентов. В жилой зоне устанавливается устройство, преобразующее сигнал от «Ростелекома» в понятный интерфейс Ethernet. Оно имеет название ONT – «Оптический терминал».

Исходя из свойств оптоволокна при прокладке кабеля, выбирается путь, имеющий минимальное количество изгибов, особенно под острыми углами. Значит, внутри помещения его протяженность ограничивается. Монтажники-инсталляторы «Ростелекома» размещают новое устройство в непосредственной близости от ввода оптоволокна в жилую зону потребителя. Так как терминал для своего функционирования требует питания напряжением сети переменного тока через адаптер, абонент обеспечивает наличие домовой розетки в месте установки терминала. Прокладку Ethernet-кабелей до участников проводной домашней локальной сети производит пользователь по своему усмотрению.

При подключении FTTB работниками «Ростелекома» оптоволокно прокладывается до здания или подъезда дома. В специальном защищенном коробе или боксе устанавливается промежуточная аппаратура преобразования светового потока в электрический сигнал. Поддержание ее в исправном состоянии, проведение профилактических работ возложено на службу техподдержки «Ростелекома». После процесса конвертации пришедший оптоволоконный интернет доставляется к потребителю по витым парам Ethernet-провода.

Оборудование для оптоволокна

Его можно приобрести в отделах продаж «Ростелекома» или взять в аренду с ежемесячной выплатой арендной платы. Возможен вариант покупки в рассрочку. При этом заключается соответствующий договор, оговаривающий все условия использования ONT.

Модель Eltex NTE-2 предлагалась «Ростелекомом» своим первым абонентам, подключенным к оптике по технологии GPON. Этот терминал обладает минимальным функционалом и способен использоваться в режиме прозрачного моста для одного стационарного компьютера (ПК) и одной телевизионной приставки STB при использовании IPTV на подключенном к ней телевизоре.

Терминал не имеет своего IP-адреса в сети, внутреннего программного обеспечения (ПО) и собственного интерфейса. В предлагаемом «Ростелекомом» образце отсутствует схема внутренней маршрутизации. Аппарат не имеет встроенного модуля беспроводной связи, не способен выполнять функции, как это делает wifi-роутер. Задача Eltex NTE-2 — преобразование оптического сигнала «Ростелекома» в сигнал Ethernet.

Создать полноценную домашнюю локальную сеть с помощью Eltex можно, если подключить дополнительный маршрутизатор Ethernet кабелем с двумя оконечными коннекторами RJ-45 к разъему Port 0 на задней панели терминала NTE-2. Другой RJ-45 разъем соединительного кабеля состыковывается с WAN-портом, используемым в паре с ним роутером.

По мере развития оптоволокна и PON-сетей «Ростелеком» наращивает линейку предоставляемых потребителю устройств. Одной из последних моделей является самонастраивающийся ONT NTP-RG-1402G-W. Аппарат имеет полный функционал, необходимый для создания домашней локальной сети. Имеется четыре Ethernet-порта, обеспечивающих гигабитную скорость. Два из них работают для высокоскоростного интернета «Ростелеком», другие два предназначены для работы IP-телевидения. Имеются еще два порта для подключения аппаратов IP-телефонии. Встроенный модуль беспроводной связи используется для создания точки доступа Wi-Fi-сети стандарта 802.11n на скоростях до 300 Мбит/с.

Настройки сетевого оборудования

При использовании ONT Eltex NTE-2 настройка интернет-соединения «Ростелекома» производится на компьютере, сетевая карта которого подключена Ethernet-кабелем с оконечными коннекторами RG-45 к разъему Port 0-терминала. Сетевая карта ПК настраивается на получение адресов IP и сервера DNS в режиме автомата.

Для того чтобы соединение произошло к интернету, сетевое подключение «Ростелекома» настраивается на PPPoE. Для него существует требование ввода при настройке данных из заключенного с провайдером договора: «Имя пользователя/пароль».

Таким путем приходится подключаться каждый раз при включении компьютера при желании посетить сайты интернета от «Ростелекома». О настройке беспроводного wifi-соединения не может быть и речи. Данный ONT просто не имеет такой функции.

В случае приобретения абонентом GPON от «Ростелекома» ONT NTP-RG-1402G-W придется вручную настраивать только сеть Wi-Fi. На аппаратуре провайдера уже присутствует виртуальный интерфейс пользователя, привязанный к MAC-адресу его оптоволоконного роутера. Настройки учетной записи производит системный администратор «Ростелекома». Ручная настройка Wi-Fi производится пользователем в интерфейсе роутера. Для входа в него на подключенном к LAN-порту ПК открывается используемый web-браузер.

В строку адреса вводится IP-address ONT, в зависимости от прошивки имеющий значение 192.168.1.1 или 192.168.0.1. Нажимается Enter на клавиатуре ПК. В окне авторизации записываются логин и пароль устройства по умолчанию: user/user, нажимается трафарет «Отправить».

На странице общих настроек открываем вкладку Wi-Fi, в ней кликаем по пункту Basic. В его развернутом окне отмечаем галочками клетки включения беспроводного соединения и включения беспроводного мультикаста (WMF) для потокового IPTV. Затем придумываем имя сети и заносим его в поле SSID. В заключение выполняем команду «Применить» (Apply).

Для защиты сети от постороннего вмешательства выбираем во вкладке «Безопасность» (Security) параметры проверки аутентификации сети с выбранным именем — Mixed WPA2/WPA-PSK, а также тип шифрования информации: AES. В заключение прописываем индивидуально созданный пароль, состоящий из последовательности латинских букв и цифр числом не менее 8 и не более 15. Завершается настройка выполнением команды «Применить» (Apply).

Для активации введенных данных потребуется перезагрузка терминала. Она выполняется после выбора во вкладке «Обслуживание» (Management) пункта «Перезагрузка» (Reboot) c последующим выполнением команды «Перезагрузить».

Услуги и тарифы на интернет GPON

Пользователям, подключившимся по оптоволокну провайдера, доступен сервис Triple Play. Он включает в себя пакет услуг от «Ростелекома»:

В случае отказа абонента от какой-либо услуги «Ростелекома», оставшиеся продолжат работу без каких-то ограничений и потери качества. Использование моделей аппаратуры, рекомендованных провайдером, дает значительные преимущества его пользователям:

1. бесплатную настройку «Ростелеком» при установке и обслуживании в дальнейшем;
2. гарантию на используемые модели;
3. гарантийный ремонт или полную замену в случае невозможности устранения неисправности;
4. наличие возможности настройки дистанционно через контактный центр компании.

Все перечисленные привилегии теряются в случае несоответствия аппаратуры пользователя, не значащейся в списке рекомендованной провайдером. Устранение всех возникающих проблем решается абонентом за свой счет.

Пользователи интересуются, сколько стоит применение оптоволокна. Для ответа абоненту необходимо обратиться в отдел продаж «Ростелекома». Величина стоимости в плане расценки, тарифы, действующие в разных регионах, определяются только на основании документов регионального провайдера «Ростелеком». Общая тенденция такова: чем меньше населенный пункт и чем дальше он расположен на восток от центра России, тем большую плату вносят абоненты за пользование оптоволокном. Следует учесть, что компания проводит постоянные акции, используя результаты анализа данных по GPON.

Постоянное развитие технологий позволяет подключать в квартиры интернет на все более высоких скоростях. Одним из способов такого подключения является технология Gpon, которая предлагается и компанией Ростелеком.

Gpon – общее описание работы

Пассивные оптические технологии (Pon) появились не очень давно, но уверенно вытесняют традиционные способы организации доступа в интернет, работающих по медным кабелям. Оптический кабель имеет огромные преимущества перед медным кабелем:

Префикс «G» предполагает, что подключение осуществляется на гигабитной скорости. Пассивной данная технология называется потому, что между узлом провайдера и конечным потребителем нет никакого активного сетевого оборудования, и оптика прокладывается непосредственно в квартиру клиента.

Никакого оборудования и не требуется, ведь длина оптического кабеля без дополнительного усиления сигнала до 20 км, а в ближайшее время ведутся разработки по увеличению магистрали до 60 км.

Подключение может осуществляться в синхронном и асинхронном режимах. Обычно провайдеры отдают предпочтение асинхронному режиму. Максимальная скорость ограничивается 2,5 Гб/с на прием, и 1,25 Гб/с на передачу информации.

Принцип подключения к Ростелеком

Для того, чтобы подключиться будущему абоненту необходимо обратиться в ближайший офис Ростелеком и оставить заявку. Подключить можно одну или несколько услуг на выбор:

• Интернет;
• Городская (стационарная) телефония;
• IP телевидение.

Любое подключение к провайдеру по проводам требует дополнительных затрат.

Те клиенты, которые ранее уже были подключены к Ростелекому по технологии ADSL, знают это на собственном опыте, новым абонентам об этом будет сказано при подаче заявки.

Основными трудностями является монтаж кабеля, который в силу специфических качеств не желательно сильно изгибать, поэтому обычно все оборудование устанавливается в прихожей. К оборудованию относят специальный ONT маршрутизатор, предназначенный для работы в оптоволоконных сетях, который можно арендовать непосредственно у провайдера или же купить самостоятельно. Желательно, чтобы в прихожей была смонтирована электрическая розетка. Подключение конечных устройств производится по обычной витой паре Ethernet, или через WiFi.

Схема сети Gpon предоставленная провайдером Ростелеком.

После того, как будут согласованы с клиентом технические вопросы, приобретен роутер, заключается договор на обслуживание. Производится монтаж и прокладка кабеля, и настройка маршрутизатора.

Настройка оборудования для подключения

Если маршрутизатор приобретается или арендуется у Ростелеком, то первоначальная настройка его производится при монтаже непосредственно работниками Ростелеком. В тех случаях, когда абонент занимается покупкой роутера сам или у него уже есть оборудование, то варианты конфигурации могут различаться в зависимости от модели и производителя сетевого оборудования, а также от его возможностей. В интернете можно найти достаточно информации с пошаговыми инструкциями, по которым можно провести настройку самостоятельно.

Ростелеком предлагает своим клиентам несколько моделей ONT устройств, одно из которых G PON ONT RFT620. Это довольно удачная и универсальная модель, которая позволяет подключить к LAN до 4-х устройств, и неограниченное количество по беспроводной технологии, есть возможность просмотра потокового телевидения, и подключения до 2-х стационарных телефонов.

Все настройки осуществляются через веб конфигуратор. Для этого нужно набрать в браузере адрес «192.168.1.254 », и ввести имя и пароль пользователя: user/user. Никаких настроек интернета вбивать не нужно, это уже сделано провайдером. Необходимо просто настроить домашнюю сеть под свои нужды:

• включить беспроводной модуль WiFi;
• изменить настройки безопасности;
• установить статические или динамические IP адреса и пр.

Услуги и пакеты

Компания Ростелеком предлагает своим клиентам множество различных вариантов и пакетов услуг, самыми популярными из которых являются следующие:

• домашний интернет по оптоволоконной линии с выбором скорости подключения;
• интерактивное телевидение с более, чем 160-ю каналами;
• домашний стационарный телефон, с возможностью выбора тарифа на звонки;
• мобильная телефония;
• аренда ONT маршрутизатора по низкой цене.

Все эти услуги можно выбирать отдельно или комбинировать в пакеты. От выбора будет зависеть и месячная абонентская плата. Компания проводит постоянные акции и скидки, информацию о которых можно найти на их портале. Так же для каждого региона отдельно цена на услуги отличается.

Плюсы и минусы подключения по технологии Gpon

Подключение по GPON, как и любым другим способом имеет свои положительные и отрицательные стороны. К положительным можно отнести следующие:

• Кабель протягивается непосредственно между АТС провайдера и в квартиру пользователя, т.е. отсутствуют промежуточные узлы, что значительно повышает скорость передачи информации и стабильность сигнала.
• Сигнал в оптоволоконном кабеле передается не электрическими, а световыми импульсами. Это означает, что вообще нет никакой опасности получить травму от удара током.
• Возможность подключить сразу несколько услуг, через одно ONT устройство.

Есть, конечно, и недостатки в таком способе подключения:

• Оптический провод сильно боится резких перегибов, а это говорит о том, что сложно будет подвести его по квартире в дальние комнаты. Так же на кабель не рекомендуется ставить мебель и другие тяжелые объекты.
• Хотя в кабеле и нет ничего ценного для продажи, магистральные линии и разводка в подъездах постоянно подвергаются угрозам со стороны вандалов.
• По кабелю не передается электричество, поэтому и со стороны животных к нему присутствует повышенный интерес. Желательно прятать его в короба.

Нам задают все больше вопросов о реализации, принципах работы этой сети и так далее.

Поэтому в ближайшее время мы опубликуем цикл статей о технологии PON, более подробно разбирающих эти нюансы. И начнем с основного: что это, чем хороши сети PON, и почему украинские поставщики, в основном, предлагают оборудование GEPON, а не GPON или EPON?

Что такое PON-технология?

Оптическое волокно предоставляет возможность передавать данные большого объема и с большой скоростью, в том числе такие требовательные к стабильности сигнала, как голос и видео. И это хорошо. Но оптический кабель стоит дорого, и выделять для каждого абонента отдельное волокно - непосильные траты для большинства провайдеров. И это плохо. Мало того, многие абоненты не используют весь потенциал выделенного оптоволокна, и большая его часть "простаивает".

Поэтому была разработана PON-технология - для максимально эффективного и экономного использования возможностей оптоволоконной сети. Основным преимуществом Passive optical network является организация подключения нескольких десятков абонентов к сети по ОДНОМУ оптоволокну . Реализовано это с помощью разделения передачи пакетов во времени (протоколы TDM и TDMA), а также разделения приема и передачи данных в разных волновых диапазонах.

Виды PON. Что выбрать: GEPON или GPON?

О прародителях современной PON - технологиях APON и BPON - уже нет смысла даже говорить. Низкая поддерживаемая скорость вкупе с довольно высокой ценой развертывания сети на их основе, - причина их ухода в прошлое. То же касается EPON, с ее 100 Мб/сек.

Украинскому провайдеру остается выбрать между GEPON и GPON . Несмотря на похожие названия и высокую скорость, это разные стандарты. Картинка ниже это иллюстрирует: если в GEPON пакеты данных передаются без особых изменений, то в GPON это происходит сложнее, с двойной "упаковкой" в кадры GEM и GTC. Кроме того, в GPON используются ATM-ячейки, которых нет в GEPON.

GPON поддерживает скорость в 2.5 Гбит, предлагает эффективную передачу TDMA-трафика и имеет несколько других преимуществ. Но все они перечеркиваются стоимостью оборудования (гораздо выше, чем в GEPON) и более сложной его настройкой. Лишь небольшой сегмент провайдеров, обслуживающий крупных серьезных клиентов или строящий огромные разветвленные сети, может позволить себе такую сеть.

Большинство украинских телекоммуникационных компаний выбирают GEPON:

• пропускная способность такой сети отвечает стандартным современным требованиям (1 Гбит);
• оборудование для GEPON дешевле , чем для GPON и легче настраивается;
• по количеству подключаемых абонентов на 1 порт OLT (64) и максимальному радиусу сети (20 км) GEPON не уступает GPON.

Существует также технология 10GEPON, которая обещает скорость в 10 ГБит, но ее разработки все еще ведутся (с 2009 года).

Где можно протянуть PON (GEPON)?

Сети на основе PON-технологии универсальны. Они могут использоваться даже в тех условиях, когда невыгодно или нереализуемо организовать обычную оптоволоконную FTTH сеть или пробросить Wi-Fi линки.

Возьмем, к примеру, стандартную сеть на основе оптики, когда для каждого абонента выделяется отдельное волокно. Мы уже обсудили выше, что это невыгодно из-за стоимости самого кабеля. Добавьте к этому непременный атрибут такой сети - активное оборудование. Необходимо:

• Купить свитчи и поставить в каждое место доступа, плюс предусмотреть более мощный коммутатор на агрегацию. Цена на свитчи (даже самые непритязательные) на несколько десятков абонентов начинается где-то от 400 долларов.
• Оснастить SFP-модулями (они обычно не идут в комплекте к коммутаторам), медиаконвертерами и т. п.
• Где-то разместить, и это "где-то" должно быть теплым сухим помещением.
• Защитить от вандалов и воров (монтажный запирающийся шкаф или бокс).
• Позаботиться об электропитании и о резервном питании (или UPS), на случай отключения электроэнергии.
• Обеспечить настройку, мониторинг и сопровождение всего активного оборудования.

И если в условиях городской застройки это все хоть как-то реализуемо, то в частном секторе - маловероятно.

Для частного сектора отличное решение - Wi-Fi сети. Но здесь тоже могут быть камни преткновения: плотно "заселенный" эфир, отсутствие прямой видимости и тому подобное, когда выходом становится GEPON.

И кабельное телевидение в придачу

Подключение интернета по PON-технологии, помимо экономии на стоимости оптического волокна, имеет массу преимуществ:

Закупка активного оборудования сводится к минимуму. Фактически, вам нужно приобрести лишь одну головную станцию - OLT и абонентские терминалы-модемы (ONU). Причем цена последних может быть компенсирована абонентом в стоимости подключения.

Настройка и администрирование необходима будет только для OLT.

На всей протяженности GEPON используются только пассивные элементы - сплиттеры, которые не нуждаются в подаче питания и отапливаемом помещении.

В PON эффективно используется пропускная способность сети. Так как она является общей, то при бездействии одного или нескольких абонентов и снижении нагрузки на канал скорость возрастает у всех . Также пропорционально она и падает, однако ресурсов пропускной способности вполне достаточно даже при самой большой загрузке. Если мы поделим гигабит на 64 подключенных абонента (максимум), то каждому получается минимум 16 Мбит !

И дополнительный бонус - на основе GEPON можно предоставлять абонентам кабельное телевидение, используя ту же сетевую инфраструктуру. Передача данных ТВ ведется на другой длине волны.

все о пассивных оптических сетях (PON)

Пару лет назад мы уже публиковали краткий ознакомительный материал о пассивных оптических сетях (PON). Однако в те времена рынок еще только присматривался к этой относительно молодой технологии – в мире только-только появлялись первые инсталляции PON-сетей и счет их шел на единицы. О приходе же PON в Беларусь тогда еще и речи не было. Сегодня ситуация изменилась: PON отлично показал себя в крупных операторских сетях по всему миру, и постепенно идет в массы, становясь доступным и привлекательным решением последней мили и для более мелких провайдеров.
В Беларуси тоже наметилась подвижка – оборудованием PON производства компании Terawave Communications занялась фирма Solo. О чем с радостью и сообщила на семинаре, проходившем в Минске 9 августа.
Вот вам и хороший повод для большого, подробного и доходчивого технического материала по PON, вступление к которому вы сейчас и читаете:)
Об оборудовании же мы расскажем в ближайших номерах, следите за рубрикой hardware.

архитектура сетей PON

Развитие сети Internet, в том числе появление новых услуг связи, способствует росту передаваемых по сети потоков данных и заставляет операторов искать пути увеличения пропускной способности транспортных сетей. При выборе решения необходимо учитывать:
- разнообразие потребностей абонентов;
- потенциал для развития сети;
- экономичность.
На развивающемся телекоммуникационном рынке опасно как принимать поспешные решения, так и дожидаться появления более современной технологии. Тем более, что на взгляд авторов такая технология уже появилась – это технология пассивных оптических сетей PON (passive optical network).
Распределительная сеть доступа PON, основанная на древовидной волоконной кабельной архитектуре с пассивными оптическими разветвителями на узлах, возможно, представляется наиболее экономичной и способной обеспечить широкополосную передачу разнообразных приложений. При этом архитектура PON обладает необходимой эффективностью наращивания как узлов сети, так и пропускной способности в зависимости от настоящих и будущих потребностей абонентов.
Строительство сетей доступа в настоящее время главным образом идет по четырем направлениям:
- сети на основе существующих медных телефонных пар и технологии xDSL;
- гибридные волоконно-коаксиальные сети (HFC);
- беспроводные сети;
- волоконно-оптические сети.
Использование постоянно совершенствующихся технологий xDSL – это самый простой и недорогой способ увеличения пропускной способности существующей кабельной системы на основе медных витых пар. Для операторов когда требуется обеспечить скорость до 1-2 Мбит/c такой путь является наиболее экономичным и оправданным. Однако, скорость передачи до десятков мегабит в секунду на существующих кабельных системах, с учетом больших расстояний (до нескольких км) и низкого качества меди, представляется непростым и достаточно дорогим решением.
Другое традиционное решение – гибридные волоконно-коаксиальные сети (HFC, Hybrid Fiber-Coaxial). Подключение множества кабельных модемов на один коаксиальный сегмент приводит к снижению средних затрат на построение инфраструктур сети в расчете на одного абонента и делает привлекательным такие решения. В целом же здесь сохраняется конструктивное ограничение по полосе пропускания.
Беспроводные сети доступа могут быть привлекательны там, где возникают технические трудности для использования кабельных инфраструктур. Беспроводная связь по своей природе не имеет альтернативы для мобильных служб. В последние годы наряду с традиционными решениями на основе радио- и оптического Ethernet доступа, все более массовой становится технология WiFi, позволяющая обеспечить общую полосу до 10 Мбит/c и в ближайшей перспективе до 50 Мбит/c.
Следует отметить, что для трех перечисленных направлений дальнейшее увеличение пропускной способности сети связано с большими трудностями, которые отсутствуют при использовании такой среды передачи, как волокно.
Таким образом, единственный путь, который позволяет заложить способность сети работать с новыми приложениями, требующими все большей скорости передачи – это прокладка оптического кабеля (ОК) от центрального офиса до дома или до корпоративного клиента. Это весьма радикальный подход. И еще 5 лет назад он считался крайне дорогим. Однако в настоящее время благодаря значительному снижению цен на оптические компоненты этот подход стал актуален. Сегодня прокладывать ОК для организации сети доступа стало выгодно и при обновлении старых, и при строительстве новых сетей доступа (последних миль). При этом имеется множество вариантов выбора волоконно-оптической технологии доступа. Наряду со ставшими традиционными решениями на основе оптических модемов, оптического Ethernet, технологии Micro SDH появились новые решения с использованием архитектуры пассивных оптических сетей PON.

основные топологии оптических сетей доступа

Существуют четыре основные топологии построения оптических сетей доступа: "точка-точка", "кольцо", "дерево с активными узлами", "дерево с пассивными узлами".

точка-точка (P2P)

Топология P2P (рис.1) не накладывает ограничения на используемую сетевую технологию. P2P может быть реализована как для любого сетевого стандарта, так и для нестандартных (proprietary) решений, например оптические модемы. С точки зрения безопасности и защиты передаваемой информации при соединении P2P обеспечивается максимальная защищенность абонентских узлов. Поскольку ОК нужно прокладывать индивидуально до абонента, этот подход является наиболее дорогим и привлекателен в основном для крупных абонентов.

Рис. 1. Топология "точка-точка".

кольцо

Кольцевая топология (рис. 2.) на основе SDH положительно зарекомендовала себя в городских телекоммуникационных сетях. Однако в сетях доступа не все обстоит также хорошо. Если при построении городской магистрали расположение узлов планируется на этапе проектирования, то в сетях доступа нельзя заранее знать где, когда и сколько абонентских узлов будет установлено. При случайном территориальном и временном подключении пользователей кольцевая топология может превратится в сильно изломанное кольцо с множеством ответвлений, подключение новых абонентов осуществляется путем разрыва кольца и вставки дополнительных сегментов. На практике часто такие петли совмещаются в одном кабеле, что приводит к появлению колец, похожих больше на ломаную – “сжатых” колец (collapsed rings), что значительно снижает надежность сети. Фактически, главное преимущество кольцевой топологии сводится к минимуму.

Рис. 2. Топология "кольцо".

дерево с активными узлами

Дерево с активными узлами (рис. 3.) – это экономичное с точки зрения использования волокна решение. Это решение хорошо вписывается в рамки стандарта Ethernet с иерархией по скоростям от центрального узла к абонентам 1000/100/10 Мбит/с (1000Base-LX, 100Base-FX, 10Base-FL). Однако в каждом узле дерева обязательно должно находиться активное устройство (применительно к IP-сетям, коммутатор или маршрутизатор). Оптические сети доступа Ethernet, преимущественно использующие данную топологию, относительно недороги. К основному недостатку следует отнести наличие на промежуточных узлах активных устройств, требующих индивидуального питания.

Рис. 3. Топология "дерево с активными узлами".

дерево с пассивным оптическим разветвлением PON (P2MP)

Решения на основе архитектуры PON (рис. 4.) используют логическую топологию "точка-многоточка" P2MP (point-to-multipoint), которая положена в основу технологии PON, к одному порту центрального узла можно подключать целый волоконно-оптический сегмент древовидной архитектуры, охватывающий десятки абонентов. При этом в промежуточных узлах дерева устанавливаются компактные, полностью пассивные оптические разветвители (сплиттеры), не требующие питания и обслуживания.

Рис. 4. Топология "Дерево с пассивным оптическим разветвлением".

Общеизвестно, что PON позволяет экономить на кабельной инфраструктуре за счет сокращения суммарной протяженности оптических волокон, так как на участке от центрального узла до разветвителя используется всего одно волокно. В меньшей степени обращают внимание на другой источник экономии – сокращение числа оптических передатчиков и приемников в центральном узле. Между тем экономия второго фактора в некоторых случаях оказывается даже более существенной. Так, по оценкам компании NTT конфигурация PON с разветвителем в центральном офисе в непосредственной близости к центральному узлу оказывается экономичнее, чем сеть точка-точка, хотя сокращение длины оптического волокна практически нет! Более того, если расстояния до абонентов не велики (как в Японии) с учетом затрат на эксплуатацию (в Японии это существенный фактор) оказывается, что PON с разветвителем в центральном офисе экономичнее, чем PON с разветвителем, приближенным к абонентским узлам.
Преимущества архитектуры PON:
- отсутствие промежуточных активных узлов; экономия волокон;
- экономия оптических приемопередатчиков в центральном узле;
- легкость подключения новых абонентов и удобство обслуживания (подключение, отключение или выход из строя одного или нескольких абонентских узлов никак не сказывается на работе остальных).
Древовидная топология P2MP позволяет оптимизировать размещение оптических разветвителей исходя из реального расположения абонентов, затрат на прокладку ОК и эксплуатацию кабельной сети.
К недостаткам можно отнести возросшую сложность технологии PON и отсутствие резервирования в простейшей топологии дерева.

прицип действия PON

Основная идея архитектуры PON – использование всего одного приемо-передающего модуля в OLT для передачи информации множеству абонентских устройств ONT и приема информации от них. Реализация этого принципа показана на рис.5.
Число абонентских узлов, подключенных к одному приемо-передающему модулю OLT, может быть настолько большим, насколько позволяет бюджет мощности и максимальная скорость приемопередающей аппаратуры. Для передачи потока информации от OLT к ONT – прямого (нисходящего) потока, как правило, используется длина волны 1550 нм. Наоборот, потоки данных от разных абонентских узлов в центральный узел, совместно образующие обратный (нисходящий) поток, передаются на длине волны 1310 нм. В OLT и ONT встроены мультиплексоры WDM, разделяющие исходящие и входящие потоки.

Рис. 5. Основные элементы архитектуры PON и принцип действия

прямой поток

Прямой поток на уровне оптических сигналов, является широковещательным. Каждый ONT, читая адресные поля, выделяет из этого общего потока предназначенную только ему часть информации. Фактически, мы имеем дело с распределенным демультиплексором.

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). Для того, чтобы исключить возможность пересечения сигналов от разных ONT, для каждого из них устанавливается свое индивидуальные расписания по передаче данных c учетом поправки на задержку, связанную с удалением данного ONT от OLT. Эту задачу решает протокол TDMA MAC.

стандарты PON

Первые шаги в технологии PON были предприняты 1995 году, когда влиятельная группа из семи компаний (British Telecom, France Telecom, Deutsche Telecom, NTT, KPN, Telefoniсa и Telecom Italia) создала консорциум для того, чтобы претворить в жизнь идеи множественного доступа по одному волокну. Эта неформальная организация, поддерживаемая ITU-T, получила название FSAN (full service access network). Много новых членов - как операторов, так и производителей оборудования - вошло в нее в конце 90-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 сегодня FSAN насчитывает 40 операторов и производителей и работает в тесном сотрудничестве с такими организациями по стандартизации, как ITU-T, ETSI и ATM форум.

Некоторые стандарты ITU-T, регламентирующие технологию xPON.

APON/BPON

В середине 90-х годов общепринятой была точка зрения, что только протокол ATM способен гарантировать приемлемое качество услуг связи QoS между конечными абонентами. Поэтому FSAN, желая обеспечить транспорт мультисервисных услуг через сеть PON, выбрал за основу технологию ATM. В результате в октябре 1998 года появился первый стандарт ITU-T G.983.1, базирующийся на транспорте ячеек ATM в дереве PON и получивший название APON (ATM PON). Далее в течение нескольких лет появляется множество новых поправок и рекомендаций в серии G.983.x (x=1–7), скорость передачи увеличивается до 622 Мбит/c. В марте 2001 года появляется рекомендация G.983.3, добавляющая новые сущности в стандарт PON:
- передачу разнообразных приложений (голоса, видео, данные) – это фактически позволило производителям добавлять соответствующие интерфейсы на OLT для подключения к магистральной сети и на ONT для подключения к абонентам;
- расширение спектрального диапазона – открывает возможность для дополнительных услуг на других длинах волн в условиях одного и того же дерева PON, например, шировещательное телевидение на третьей длине волны (triple play).
За расширенным таким образом стандартом APON закрепляется название BPON (broadband PON).
APON сегодня допускает динамическое распределение полосы DBA (dynamic bandwidth allocation) между различными приложениями и различными ONT и рассчитан на предоставление как широкополосных, так и узкополосных услуг.
Оборудование APON разных производителей поддерживает магистральные интерфейсы: SDH (STM-1), ATM (STM-1/4), Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, видео (SDI PAL), и абонентские интерфейсы E1 (G.703), Ethernet 10/100Base-TX, телефония (FXS).
Из-за шировещательной природы прямого потока в дереве PON и потенциально существующей возможности несанкционированного доступа к данным со стороны ONT, которому эти данные не адресованы в APON предусмотрена возможность данных в прямом потоке с использованием техники шифрования с открытыми ключами. Необходимости в шифровании обратного потока нет, поскольку OLT находится на территории оператора.

Основные сведения стандарта PON G.983.1

В ноябре 2000 года комитет LMSC (LAN/MAN standards committee) IEEE создает специальную комиссию под названием “Ethernet на первой миле” (EFM, Ethernet in the first mile) 802.3ah, реализуя тем сам пожелания многих экспертов построить архитектуру сети PON, наиболее приближенную к широко распространенным в настоящее время сетям Ethernet. Параллельно идет формирование альянса EFMA (Ethernet in the first mile alliance), который создается в декабре 2001 г. Фактически альянс EFMA и комиссия EFM дополняют друг друга и тесно работают над стандартом. Если EFM концентрируется на технических вопросах и разработке стандарта в рамках IEEE, то EFMA больше изучает индустриальные и коммерческие аспекты использования новой технологии. Цель совместной работы – достижение консенсуса между операторами и производителями оборудования и выработка стандарта IEEE 802.3ah, полностью совместимого с разрабатываемым стандартом магистрального пакетного кольца IEEE 802.17.
Комиссия EFM 802.3ah должна стандартизировать три разновидности решения для сети доступа:
EFMC (EFM copper) – решение “точка-точка” с использованием витых медных пар. На сегодняшний день работа по этому стандарту практически завершена. Из двух альтернатив, между которыми развернулась основная борьба – G.SHDSL и ADSL+ - выбор был сделан в пользу G.SHDSL.
EFMF (EFM fiber) – решение, основанное на соединении “точка-точка” по волокну. Здесь предстоит стандартизировать различные варианты: “дуплекс по одному волокну, на одинаковых длинах волн”, “дуплекс по одному волокну, на разных длинах волн”, “дуплекс по паре волокон”, новые варианты оптических приемопередатчиков. Подобные решения уже несколько лет предлагаются рядом компаний как “proprietary”. Пришло время их стандартизировать.
EFMP (EFM PON) – решение, основанное на соединении “точка-многоточка” по волокну. Это решение, являющееся по сути альтернативой APON, получило схожее название EPON.
В настоящее время разработка стандартов 802.3ah в том числе EFMP находится на завершающей стадии, а принятие ожидается уже в этом году. Аргументы в пользу технологии EPON подкрепляются ориентацией сети Internet исключительно на протокол IP и стандарты Ethernet.

GPON

Архитектуру сети доступа GPON (Gigabit PON) можно рассматривать как органичное продолжение технологии APON. При этом реализуется как увеличение полосы пропускания сети PON, так и повышение эффективности передачи разнообразных мультисервисных приложений. Стандарт GPON ITU-T Rec. G.984.3 GPON был принят в октябре 2003 года.
GPON предоставляет масштабируемую структуру кадров при скоростях передачи от 622 Мбит/с до 2,5 Гбит/c, поддерживает как симметричную битовую скорость в дереве PON для нисходящего и восходящего потоков, так и ассиметричную и базируется на стандарте ITU-T G.704.1 GFP (generic framing protocol, общий протокол кадров), обеспечивая инкапсуляцию в синхронный транспортный протокол любого типа сервиса (в том числе TDM). Исследования показывают, что даже в самом худшем случае распределения трафика и колебаний потоков утилизация полосы составляет 93% по сравнению с 71% в APON, не говоря уже о EPON.
Если в SDH деление полосы происходит статично, то GFP (generic framing protocol), сохраняя структуру кадра SDH, позволяет динамически распределять полосу.

сравнение технологий APON, EPON, GPON

В таблице представлен сравнительный анализ этих трех технологий.

Примечания:
1 – обсуждается в проекте.
2 – стандарт допускает наращивание сети до 128 ONT.
3 – допускается передача в прямом и обратном направлении на одной и той же длине волны.
4 – осуществляется на более высоких уровнях.

подробнее об APON

А теперь – немного чисто технической конкретики о том, как работают сети PON. В качестве примера взята разновидность APON.
Взаимодействие абонентского узла с центральным начинается с установления соединения. После чего происходит передача данных. Все это выполняется в соответствии с протоколом APON MAC. В процессе установления соединения запускается процедура ранжирования (ranging), которая включает в себя: ранжирование по расстоянию, ранжирование по мощности и синхронизацию. Центральный узел, словно дирижер, обеспечивает слаженную работу всех абонентских узлов – оркестрантов.

APON MAC - протокол взаимодействия центрального узла с абонентскими

Протокол MAC для систем доступа APON решает три задачи:
- исключение коллизий между передачами в обратном потоке;
- четкое, эффективное, динамическое деление полосы обратного потока;
- поддержание наилучшего согласования для транспорта приложений, инициированных конечными пользователями.
Протокол APON MAC основан на механизме запрос/разрешение. Основная идея состоит в отправке со стороны ONT запросов на требуемую полосу. На основании знаний о том, как загружен обратный поток, и какие услуги a priori закреплены за тем или иным ONT, OLT принимает решение по обработке эти запросов.

процедуры ранжирования

В основе инициализации сети PON лежат три процедуры: определение расстояний от OLT до разных ONT (distance ranging); синхронизация всех ONT (clock ranging); и определение при приеме на OLT интенсивностей оптических сигналов от разных ONT (power ranging).

ранжирование по расстоянию

Ранжирование по расстоянию (distance ranging) – определение временной задержки, связанной с удалением ONT от OLT – выполняется на этапе регистрации абонентских узлов, и требуется для того, чтобы обеспечить безколлизионный транспорт и создать единую синхронизацию в обратном потоке.
Сначала администратор сети заносит в OLT данные о новом ONT, его серийный номер, параметры предоставляемых ONT услуг. Затем после физического подключения к сети PON этого абонентского узла и включения питания на нем, центральный узел начинает процесс ранжирования. Ранжирование с ONT, который прописан в реестре OLT происходит каждый раз при включении ONT. При выключении и включении питания на OLT ранжирование происходит со всеми зарегистрированными ONT.
ОLT, посылая сигнал ранжируемому ONT, слушает отклик от него и на основании этого вычисляет временную задержку на двойном пробеге RTT (round trip time), затем в прямом потоке передает ONT вычисленное значение. На основании этого абонентский узел ONT вносит соответствующую задержку, которая предшествует началу отправки кадра в обратном потоке. Абонентские узлы, находящиеся на разном расстоянии будут вносить разные задержки. При этом одинаковой по всем абонентским узлам будет сумма вносимой аппаратной задержки и задержки распространения светового сигнала по оптическому пути от ONT к OLT.
С учетом того, что расстояния OLT-ОNT могут изменяться в больших пределах (стандарт G.983.1 определяет диапазон 0-20 км), оценим возможные вариации задержки. Если учесть, что скорость света в волокне составляет 2*105 км/c, то приросту расстояния OLT-ONT на 1 км будет соответствовать увеличение времени задержки на двойном пробеге на 10 мкс. А для расстояния 20 км RTT составит 0,2 мс. Фактически это минимальное теоретическое время, которое требуется OLT, чтобы выполнить ранжирование с одним ONT. Ранжирование по расстоянию большего числа абонентских узлов происходит последовательно и требует пропорционального возрастания суммарного времени ранжирования. В течение этого времени обратный поток не может использоваться для передачи данных другими ONT.
После того, как ранжирование по расстоянию выполнено, OLT на основании прописанных услуг для каждого ONT и с использованием протокола МАС принимает решение, какому абонентскому узлу передавать в каждом конкретном временном слоте.
Заметим, что общая задержка при отправлении кадра в обратный поток вносится не только конечным временем распространения сигнала по волокну, но и элементами электроники OLT и ONT. Задержка со стороны последних может испытывать небольшой дрейф, например вследствие колебаний температуры оборудования. По этому на этапе передачи данных OLT сообщает ONT о небольших подстройках задержки, вносимой в обратный поток – микроранжирование (micro ranging). В результате точность, с которой стабилизируются отправляемые кадры от разных ONT, составляет 2–3 бита.

ранжирование по мощности

Ранжирование по мощности (power ranging) – изменение порога дискриминации фотоприемника с целью повышения чувствительности фотоприемника или во избежании его нежелательного насыщения. Поскольку ONT удалены на разные расстояния от OLT, то и вносимые потери в оптические сигналы, при распространении по дереву PON будут разными. Это может привести к нарушению работы фотоприемников из-за слабости сигнала либо из-за перегрузки.
Возможны два варианта выхода из сложившейся ситуации – либо подстраивать мощность передатчиков ONT, либо подстраивать порог срабатывания на фотоприемнике OLT. Был выбран второй вариант как более надежный.
Подстройка порога срабатывания фотоприемника OLT происходит каждый раз при получении нового пакета ATM из обратного потока по преамбуле на основе измерения интегральной мощности в преамбуле пакета.
Подстройка по мощности также необходима на всех ONT. Она выполняется аналогичным путем, но только один раз прежде чем синхронизировать приемник на для работы с синхронным TDM потоком от OLT. Затем непрерывно подсчитывается интегральная мощность на ONT, и делается плавная подстройка порога дискриминации фотоприемника.

синхронизация

Синхронизация или ранжирование по фазе (phase ranging) необходима как для прямого, так и для обратного потока.
Абонентские узлы ONT синхронизируются вначале своей инициализации и затем все время поддерживают синхронизацию, подстраиваясь под непрерывный TDM трафика от OLT, и осуществляя, как принято называть, синхронный прием данных.
Напротив центральный узел OLT синхронизируется каждый раз по преамбуле вновь приходящего пакета ATM. Знания вычисленной на этапе ранжирования по расстоянию временной задержки со стороны ONT, отправившего этот пакет, здесь не достаточно – требуется большая точность. Метод приема данных с синхронизацией по преамбуле принято называть асинхронным. Синхронизация по преамбуле аналогична решению в технологии десятимегабитного Ethernet с размером преамбулы 64 бита (8 байт). Однако сохранить такого же размера преамбулы для относительно небольшого пакета ATM (в обратном потоке) означало бы кране неэффективное использование полосы. Для технологии APON была разработана новая методика синхронизации, основанная на методе CPA (clock phase alignment), позволяющая провести необходимую синхронизацию по получению всего трех бит! Больший размер преамбулы пакета ATM в обратном потоке был выбран постольку, поскольку преамбула также несет функцию обеспечения процедуры ранжирования по мощности.

структура кадра APON для прямого и обратного потока

Для управления механизмом запрос/разрешение, FSAN определил структуру кадра APON для прямого и обратного потока. Этот формат был стандартизирован ITU-T в рекомендации G.983.1. На рис. 6 представлен формат кадра APON для симметричного режима трафика 155/155Мбит/c. Кадр прямого потока состоит из 56 ячеек ATM по 53 байта. Кадр обратного потока состоит из 52 пакетов ATM по 56 байт и одного слота MBS общей длины также 56 байт, рассмотренного ниже.

Рис. 6. Формат кадра ITU G.983 - структура кадра прямого и обратного потока.

прямой поток

Разрешения на передачу посылаются пачками (bursts) в специальных служебных ячейках ATM – двух на один кадр, которые называются ячейками работы и обслуживания физического уровня PLOAM (physical layer operation and maintenance). Они следуют строго регулярно, чередуясь с 27 ячейками данных. В одной ячейке PLOAM размещается 26 разрешений для ONT, каждое на передачу всего одного (!) пакета ATM. Оставшиеся 54 ячейки в кадре прямого потока несут данные и не задействуются для работы механизма запрос/разрешение.

обратный поток

Обратный поток представляет совокупность пачек данных (bursts) от разных ONT. Абонентский узел может передавать данные только после получения соответствующего разрешения прочитанного из ячейки PLOAM. Пачки данных от ONT в APON передаются пакетами ATM. Единственное отличие пакета ATM от ячейки в том, что пакет имеет дополнительно преамбулу 3 байта. Таким образом длина пакета ATM 56 байт. Преамбула не нужна для ячеек в прямом потоке из-за синхронного режима приема данных, как указывалось выше. Первые два бита преамбулы не содержат оптического сигнала, что является достаточным для устранения перекрытие пакетов от разных ONT – в линии неизбежны небольшие колебания задержки при распространении сигнала.
Если принять во внимание, что разрешение на передачу необходимо для каждого пакета ATM, то суммарное число прописанных в ячейках PLOAM разрешений за продолжительное время должно соответствовать числу пакетов ATM, испущенных всеми ONT за это время. Почему в PLOAM помещается 26 разрешений? Две ячейки PLOAM могут дать разрешения на передачу 52 пакетов ATM, ровно столько, сколько их есть в кадре ATM для обратного потока.

слот MBS

Слот многократных запросов MBS (multi burst slot) в обратном потоке является служебным. Он информирует OLT о характере запросов по передаче со стороны ONT. Этот слот имеет 8 подполей или минислотов, соответствующих различным ONT (рис. 7). Если система PON рассчитана на 32 абонентских узла, то передать свои сведения о запросах на передачу все 32 ONT смогут только после четырех последовательно переданных слотов MBS, что составляет цикл. В системе из 64 ONT, цикл состоит из восьми слотов MBS. Передача одного кадра при скорости 155 Мбит/с длится 0,15 мс. На передачу всего цикла при 32 ONT потребуется 0,6 мс Другими словами, с периодичностью 0,6 мс ONT посылает служебные запросы о намерениях передавать. Запрос ONT посылает, когда в его выходном буфере сформировалась очередь для передачи. Поскольку ОNT сможет передавать только после получения разрешения в ячейке PLOAM, то чтобы оценить максимальное время с момента, кода в буфере подготовлена очередь, до момента начала передачи, следует к времени цикла 0,6 мс добавить задержку на двойном пробеге RTT (для сети с радиусом 20 км RTT составляет 0,2 мс), и получается 0,8 мс. К этому значению могут быть добавлены аппаратные задержки на OLT и ONT.

Рис. 7. Структура слота MBS.

Минислот состоит и 4-х полей: преамбулы (3 байта), аналогичной преамбуле в пакете ATM; двух полей ABR/GFR и VBR, длиной 8 и 16 бит, соответствующих двум типам запросов на полосу; поля контрольной суммы CRC (8 бит).

надежность и резервирование в APON

Слабой стороной систем доступа APON с топологией простого дерева является отсутствие резервирования. Самым неблагоприятным в этом случае мог бы быть сценарий с повреждением волокна, идущего от OLT к ближайшему разветвителю (фидерного волокна). Теряет связь весь сегмент, подключенный по этому волокну – десятки абонентских узлов, сотни абонентов остаются без сети. Среднее время ремонта (MTTR, Mean Time To Repair) может варьироваться в больших пределах от нескольких дней до нескольких недель в зависимости от оператора. В указанном случае однократного повреждения волокна наиболее отчетливо проявляется недостаток сети PON по сравнению с кольцевой топологией SDH.
Поэтому в уже в первой рекомендации G.983.1 в приложении IV обсуждался вопрос о построении защищенных систем APON. В силу специфики топологии PON, эта задача не является столь простой как в кольцевых топологиях SDH, поскольку полоса обратного потока в PON является общей и формируется множеством абонентских узлов. В рекомендациях G.983.1 предложено было изучить четыре различных топологии. Только две из них окончательно были выбраны для проработки в более поздней рекомендации G.983.5.
На рис. 8-10 показаны основные варианты построения резервных систем PON. Первое решение (рис. 8) обеспечивает частичное резервирование со стороны центрального узла. Для реализации данного решения требуется разветвитель 2xN. Центральный узел оснащается двумя оптическими модулями LT-1 и LT-2, в которых происходит терминирование двух волокон. В нормальном режиме при отсутствии повреждений волокон основной канал является активным, и по нему организуется дуплексная передача. Резервный канал – неактивный – лазерный диод на LT-2 выключен. Фотоприемник на LT-2 при этом может прослушивать обратный поток. Если повреждается идущее от центрального узла волокно основного канала, то автоматически активизируется приемо-передающая система LT-2, и на нее переключается модуль мультиплексирования, коммутации и кросс-коннекта на OLT, обеспечивая транспорт от интерфейсов магистрали. Для повышения надежности целесообразно брать фидерные волокна от разных, физически разнесенных оптических кабелей.

Рис. 8. Защищенная топология PON. Частичное резервирование со стороны центрального узла.

Частичное резервирование со стороны абонентского узла (рис. 9) позволяет повысить надежность работы абонентского узла. В этом случае требуется два оптических модуля LT-1 и LT-2 на абонентский узел. Переключение на резервный канал происходит аналогично предыдущему варианту. При резервировании абонентских узлов не обязательно подключать все абонентские узлы по резервному потоку. Различие по стоимости абонентских узлов с резервированием (два модуля LT-1 и LT-2) и без него (один модуль LT) позволяет дифференцированно предлагать услуги различным категориям абонентов.

Рис. 9. Защищенная топология PON. Частичное резервирование со стороны абонентского узла.

На рис. 10 показан вариант с полным резервированием системы PON. Система становится устойчивой как к выходу из строя приемо-передающего оборудования OLT и ONT, так и к повреждению любого участка волоконно-оптической кабельной системы. Информационные потоки на ONT генерируются одновременно обеими узлами LT-1 и LT-2 и передаются в два параллельных обратных потока. На OLT только одна версия двух копий сигналов передается дальше на магистраль. Аналогично происходит дублирование трафика в прямом потоке. При повреждении волокна или приемо-передающих интерфейсов переключение на резервный поток будет очень быстрым и не приведет к прерыванию связи.

Рис. 10. Защищенная топология PON. Полное резервирование.

Первое решение, кроме того, что оно обеспечивает только частичное резервирование, требует большого времени на реконфигурацию при повреждении волокна. Основной вклад в задержку вносит прогрев лазера на OLT (LT-2) и выполнение процедуры ранжирования. Практически трудно не выйти за пределы 50 мс, одного из требований, сформулированных в рекомендации G.983.5.
Вывод. Для рассмотренных конфигураций, предлагаемых ITU-T, практически только решение с полным резервированием удовлетворяет всем требованиям и представляется наиболее привлекательным.

Петренко И.И, Убайдуллаев Р.Р., к.ф-м.н, Телеком Транспорт.

Сложно представить жизнь современного человека без Интернета, причем с годами потребители телекоммуникационных услуг хотят иметь более качественное высокоскоростное соединение. О том, как предложить населению по-настоящему качественный Интернет, способный удовлетворить даже самых требовательных клиентов, задумались первыми на Западе. В то время как в России многие еще смутно представляли, что такое «мировая паутина», в Англии уже заговорили о гигабитной технологии «PON», или оптических пассивных сетях. В Российской Федерации занялся внедрением GPON Ростелеком, первым предложивший подключить по этой инновационной технологии сразу три услуги – Интернет, интерактивное телевидение и телефон.

Пообщавшись с соседями и знакомыми, по достоинству оценившими качество технологии GPON от Ростелеком, многие даже не представляют, с чем придется иметь дело. Поэтому мы вкратце расскажем, что это за технология, и какие преимущества она имеет. В первую очередь отметим, что технология эта пассивная, а в данном случае это означает, что на пути следования оптической линии Интернет от поставщика услуги к клиенту нет дополнительного активного оборудования.

Нельзя, конечно, сказать, что преград нет совсем, так как прямая прокладка дорогостоящего кабеля стоит очень дорого, просто в некоторых местах сигнал делится. Для этого используется специальное устройство – сплиттер, или оптический делитель, делящий оптоволокно Ростелекома на несколько линий. Остается невыясненным вопрос, как же такой долгожданный Интернет попадет к конечному потребителю, и какое оборудование для этого используется.

Оборудование для оптоволокна

Для преобразования сигнала в понятный нам Ethernet-интерфейс используют еще одно уникальное устройство – ONT, или оптический терминал. Устройства данного типа представлены в широком ассортименте, причем это может быть, как стандартный прибор с двумя Ethernet-портами и одним портом PON, так и полноценный роутер GPON Ростелеком, имеющий целый ряд преимуществ в виде:

• четырех гигабитных портов Ethernet;

Важно! Нулевой и первый порт используются исключительно для подключения высокоскоростного Интернета, а порты 3 и 4 используют для организации просмотра IP-телевидения.

• предусмотрены два разъема для IP-телефонии;
• есть возможность подключения интерактивного IPTV;
• раздача сигнала GPON от Ростелеком производится через Wi-Fi (стандарт 802.11n с пропускной способностью до 300 мегабит в секунду).

Пользователей «мировой паутины» скоростью в 100 Мбит/секунду уже не удивишь. С использованием оборудования GPON компании Ростелеком возможности Интернета будут в скором времени ограничиваться гигабайтами информации, полученной в секунду. Поддерживать такие высокие скорости, и особенно если речь идет о больших расстояниях передачи информации, может только оптический кабель. Причем оптика Ростелеком в квартиру попадает не через медный кабель, как в случае с полосой пропускания FTTH, а посредством деления сигнала при помощи специального оптического разделителя. После установки модема, тем не менее, вы столкнетесь с проблемой его настройки. Сделать это не сложно, воспользовавшись нашими советами.

Настройка модема

Оборудование, используемое поставщика телекоммуникационных услуг, представлено в широком многообразии, но первое, с чем вам придется столкнуться для организации качественного соединения оптоволокна и подключением Ростелеком, это выбор модема. Специалисты заверяют, что одним из преимуществ технологии GPON является ее универсальность, а в оптоволоконной системе будут корректно работать устройства любого производителя оборудования данной серии. Таким образом, исключается необходимость использования редкого дорогостоящего оборудования, что позволяет существенно снизить расходы на Интернет. Настройку маршрутизатора для GPON от Ростелеком может сделать любой, соблюдая определенную последовательность действий.

Как правило, настройка оборудования не требует наличия специальных знаний. При этом даже настраивать основные функции роутера вам не придется, так как это за вас уже сделал провайдер, но в случае, если вы купили оборудование в офисе Ростелеком. Если роутер куплен самостоятельно, придется поискать в сети Интернет подробную инструкцию о настройке устройства, так как порядок действий отличается в зависимости от производителя и модели. Проверить настройки модема вы можете в вэб-конфигурации, а для ONT-устройства РТК G PON ONT RFT620, чаще всего используемого РТК, это выглядит так:

• в адресной строке надо ввести адрес 192.168.1.254;
• в открывшемся окне вводятся ваши данные: имя пользователя и пароль;
• что касается настроек сети, то с ними вы можете только ознакомиться, а менять стандартные настройки от провайдера не стоит;
• далее включаем модуль Wi-Fi в сеть;
• изменяем настройки безопасности;
• устанавливаем статические или динамический IP-адреса.

Сложности могут возникнуть в случае, если вы используете некоторые модели маршрутизаторов с возможностью раздачи Wi-Fi, для которых придется настроить конфигурацию беспроводной сети. Для настройки соединения PPPoE вам предложат ввести логин и пароль, предоставленные при заключении договора на поставку услуг. Обычно на это не уходит много времени и все происходит без проблем, но в некоторых случаях без вмешательства службы поддержки не обойтись.

Преимущества технологии и возможные скорости

О том, что оптоволоконный Интернет провайдера Ростелеком имеет просто «выдающиеся» показатели по скорости, даже говорить не приходится — в это сложно поверить, но 1 Гбит/секунду это далеко не предел. Что касается других преимуществ «оптики», то особого внимания заслуживает следующее:

• Монтировать оптоволоконные линии гораздо проще, что уже оценили монтажники – в отличие от старых кабелей, оптоволокно в квартире не толще стержня шариковой ручки, причем крепится кабель самоклеящимися клипсами, которые не портят внешний вид помещения и легко снимаются, в случае необходимости.

Помните! Несмотря на эластичность и прочность, специалисты не рекомендуют делать изгиб под углом 90°, и это можно причислить к недостаткам системы. В углах допускается изгиб радиусом 25-50 миллиметров.

• Оптоволоконный кабель отличается высокой степень электробезопасностью, есть риск пострадать от лазерного излучения, но этого можно избежать, не заглядывая в разъем оптической розетки.
• Модем GPON от Ростелеком – это еще и хорошая экономия энергоресурсов, так как питается устройство от 12-вольтового элемента, а расходы на свет составляют порядка 30 руб. в месяц.
• Универсальность, так как теперь вы можете наслаждаться качественным цифровым оптико-волоконным телевидением, пользоваться интернетом и телефоном Ростелеком, и при этом квартира не будет загромождена многочисленными кабелями и розетками.

К сожалению, нет вечного оборудования и безупречных технологий, никто не застрахован и от проблем с оптоволоконными линиями. Первое, на что вы должны обратить внимание, если пропал сигнал – подключение терминала. Попробуйте подключить кабель напрямую, и если питание отсутствует, надо обратиться к специалистам. Узнать о причинах отключения и способах решения любой проблемы вы можете в технической службе. Чтобы облегчить решение многих технических вопросов и для получения своевременной информационной поддержки, специалисты Ростелеком предлагают завести на сайте поставщика услуг личный кабинет. В нем можно узнать наличие средств на счете, сменить тариф и оплатить услуги.

Тарифы на Интернет GPON

Для каждого региона цены разные!

Для многих пользователей вопрос стоимости телекоммуникационных услуг далеко не праздный, и в этом плане тарифы на оптоволокно от Ростелеком можно назвать «демократичными», учитывая ассортимент предлагаемых услуг. Пользователь, к слову, может сам выбирать услугу: домашний интернет, телевидение, стационарный или мобильный телефон, аренду терминала, при этом вы можете заказать отдельную услугу, а можете комбинировать пакеты. От ассортимента предложений, собственно, и зависят тарифы, а, согласно отзывам пользователей, они сегодня доступные. Стоит помнить также, что цены для каждого региона могут отличаться, а на официальном сайте РТК вы всегда можете познакомиться с акциями и выгодными предложениями.