UA.PON v6.0 ТЕХНОЛОГИИ PON.

Основные недостатки: сложность первоначального проектирования и риски, связанные с неверным планированием числа возможных абонентов.

На стороне провайдера, сразу за OLT, устанавливается делитель 1х8, который одной стороной подключается к PON порту OLT, а другой – к восьмиволоконному кабелю, играющему роль «ствола» будущего поддерева. По мере необходимости, «ствол» режется, от него ответвляется и разваривается одно волокно, из которого начинает расти «ветвь» на 8 абонентов, а остальные волокна пускаются дальше. Каждое ответвление от основной магистрали поддерева может быть выполнено с использованием делителя 1х8 или комбинации делителей 1х2 и 1х4.

 

 

11 – топология PON типа «дерево»

 

Основным достоинством второго типа дерева является простота понимания процесса построения сети. Кроме того, второй тип дерева обеспечивает относительно удобное освоение конкретного направления: один порт на один микрорайон с возможностью ветвления «на месте».

Главным недостатком является отклонение от концепции экономии волокна в пользу простоты исполнения топологии сети: используется несколько независимых многоволоконных магистральных кабелей (по одному кабелю на каждый EPON порт OLT) для построения пассивной сети под управлением одного OLT (читай как: у пассивного дерева такого типа может быть только ОДИН корень).

 

И первый, и второй типы деревьев, как уже было сказано выше, могут ветвиться с использованием любых делителей 1хN, образуя разнообразные причудливые формы. Главное – соблюдение двух правил:

А) «Правило оптического бюджета»: оптический бюджет потерь необходимо «уложить» в минимальный оптический бюджет системы. При этом желательно оставить 3дБ «про запас»;

Б) «Правило деления на N»: ни одно волокно, выходящее из PON-порта OLT, не должно быть поделено больше, чем на N конечных волокон, и к нему должно быть подключено не более N ONU (зависит от программных возможностей системы).

 

Однако, как показывает практика, не все комбинации делителей одинаково полезны хороши. Рассмотрим самые «ходовые» комбинации в цифрах (Рисунок 12). При строительстве и расчётах каждой комбинации наиболее правильно использовать комбинированную «механическо-сварную» методологию включения делителей: вход делителя сварен с корневым UpLink волокном, а выходы соединяются с DownLink волокнами (ветвями или абонентскими патч-кордами) посредством механического соединения типаSC/UPC-SC/UPC.

Ниже показаны самые распространенные топологии типа «дерево», численные данные по которым можно найти в приложенных таблицах, показанных в качестве примера. Каждая таблица с расчётами включает в себя потери на соединении SFP OLT с корневым волокном поддерева, а также потери на соединении «абонентский патч-корд – ONU».

Рисунок 12 – Основные способы ветвления пассивного дерева.

 

PLC 1x8 + PLC 1x8.

Самый распространённый набор делителей для любого типа древовидной топологии. Для полной загрузки одного поддерева (64 абонента для одного EPON порта оборудования BDCOM) таких делителей нужно 9: один корневой + восемь абонентских (см. Рисунок 9 и Рисунок 12). Для полной загрузки стандартного «мультидерева» на 256 абонентов (опять же, и далее в том числе, для оборудования BDCOM), построенного по принципу «1х8 + 1х8», необходимо 36 этих самых «1х8» (см. Рисунок 10, Рисунок 12).

 

Что касательно бюджета потерь и остаточного оптического бюджета – его проиллюстрирует Таблица 3, в которой показаны значения уровня сигнала после каждого элемента дерева (SC/UPC-SC/UPC механические соединения и делители 1х8). Напомним, что за исходное значение мощности принята мощность 4dBm, а минимальная чувствительность ONU по паспорту равна -26dBm.

 

Как видно из таблицы, дерево 1х8 + 1х8 имеет нормальные показатели в плане потерь мощности. Остаточный оптический бюджет ~7дБ способен обеспечить глубину дерева до 19 км (без учёта сварок, перегибов и проч.) при затухании на длине волны 1310nm = 0,36дБ/км.

 

PLC 1×4 + PLC 1×4 + PLC 1×4.

Данная топология очень распространена за счёт своей относительной простоты и удобства построения (см. Рисунок 12). На базе этого набора делителей также удобно строить любой тип древовидной топологии, однако, эта топология более мобильна, нежели предыдущий вариант и позволяет более эффективно покрыть район с низкой плотностью абонентов на квадратную единицу измерения. Для полной загрузки «мультидерева» (далее будем говорить только про него) необходимо 84 планарных делителя 1х4, при этом само дерево крайне удобно как строить, так и постепенно наращивать. Расчёты представлены в Таблице 4.

 

Расчётная мощность сигнала на каждой ONU находится в пределах нормы. Остаточный оптический бюджет в 5,8дБ позволяет «углублять» дерево максимум на 16км.

 

PLC 1x4 + PLC 1x16.

Достаточно удобная топология для жилых массивов, в которых абоненты расположены кучно близко друг к другу, но каждая группа абонентов обособлена от других таких же групп (Рисунок 12). Набор делителей 1х4 и 1х16 можно использовать двумя способами: или сначала поделить корень поддерева на 4 ветви, а потом каждую из них поделить еще на 16, или наоборот (сначала на 16, а потом на 4). Сторонники есть и у того, и у другого способа. Бюджет потерь одинаков: от перемены мест слагаемых сумма… ну, вы в курсе.

 

Количество делителей для первого случая: 4 штуки 1×4 + 16 штук 1х16. Для второго случая: 4 штуки 1х16 + 48 штук 1х4 (естественно, для 256 абонентов в мультидереве). Потери в дереве проиллюстрирует Таблица 5.

Видно, что потери такие же, как и при использовании 1х8 + 1х8 (Таблица 3), а мобильность сети также возрастает (по отношению к базовой топологии 1х8 + 1х8).

 

PLC 1×2 + PLC1x4 + PLC1x8.

Самая масштабируемая (читать как «мобильная») древовидная топология (Рисунок 12). 6 вариантов строительства дерева делают этот набор делителей практически универсальным средством для построения PON:

• 1×2 + 1×4 + 1×8;
• 1×2 + 1×8 + 1×4;
• 1×4 + 1×2 + 1×8;
• 1×4 + 1×8 + 1×2’
• 1×8 + 1×2 + 1×4;
• 1×8 + 1×4 + 1×2;

 

Как и в предыдущем случае, бюджет потерь для всех вариаций одинаков (см. Таблица 6).

Как видно, мощность на приёмнике ONU схожая с вариантом 1х4 + 1х4 + 1х4 (Таблица 4), мобильность выше. Одна из самых «ветвистых» среди наиболее распространенных топологий.

 

На самом деле, все вышеперечисленные комбинации – это только «верхушка айсберга» PON. Иногда потребность такова, что вместо планарных делителей 1х2 необходимо использовать сварные с неравноплечим коэффициентом затуханий на каждом выходе. Иногда требуется каскад планарных делителей 1х2 (вплоть до 6 делителей подряд). Все возможные комбинации перечислить просто невозможно, и в этом большой плюс: берем карту местности, включаем фантазию и делаем то, что никто никогда еще не делал! Оптический бюджет стерпит!

 

2.4.3 «Шина».

 

Очень часто на территории «необъятной» встречаются небольшие населенные пункты (деревня, село и проч.), представляющие собой одну или несколько параллельно идущих длинных улиц. «Дерево» и «звезду» в таких населенных пунктах развёртывать нет смысла: это неудобно и дорого. Единственный выход – «шина».

 

«Шина» в GEPON-сетях развёртывается на одном волокне на каждый EPON порт OLT с использованием каскада сварных делителей 1х2 с процентным соотношением мощности выходных сигналов. При этом, вход первого делителя подключается к PON-порту OLT, а остальной каскад строится по принципу «большая мощность – в линию», то есть большая мощность выходного сигнала поступает в магистральную линию и питает весь дальнейший каскад делителей, а меньшая выходная  мощность отводится для подключения абонента.

 

Однако, как показывает практика, делать одно ответвление для одного конкретного абонента неудобно. Во-первых, увеличивается количество сварок на магистральном волокне, что снижает качество сигнала, особенно на последних участках каскада. Во-вторых, возрастает сложность включения нового абонента в центр уже существующего каскада: при включении будут производиться сварные работы, что приведёт к отсутствию подключения у абонентов в нижестоящем каскаде. Кроме того, нарушится общая схема затухания в линии, что может отрицательно сказаться на качестве сигнала у последних абонентов в каскаде.

 

Выход из этой ситуации состоит в комбинировании FBT делителей 1х2 с процентным соотношением мощности выходных сигналов, иPLC делителей 1х2, 1х4 и 1х8 (Рисунок 13).

Рисунок 13 – топология PON типа «шина»

 

При этом сохраняется шинная топология, но ответвление сигнала идет не на одного абонента, а на группу абонентов, которые могут быть расположены в радиусе 200 и более метров от планарного делителя.

 

Данная схема удобна тем, что при грамотном планировании сеть становится легко масштабируемой, и включение нового абонента производится «в три шага»:

— прокладка внешнего патч-корда от планарного делителя до абонента;

— подключение патч-корда в делителю;

— подключение патч-корда к абонентской ONU.

Кроме того, топологию типа «шина» удобно использовать в случаях, когда улицы в населённых пунктах достаточно ёмкие с позиции числа абонентов, и в то же время имеют достаточно длинную протяжённость. В этом случае, более «близкие» к головной станции OLTабоненты обслуживаются одной шиной (одним волокном и одним PON-портом OLT), более удалённые – другой шиной.

 

Расчеты и практика показали, что наибольшая эффективность топологии типа «шина» достигается при комбинировании сварных делителей 1х2 и планарных делителей 1х4 и 1х8. Для достижения одинакового стабильного сигнала на всех ONU, в каскаде должны быть установлены сварные делители 5%/95%, 10%/90%, 20%/80%, 30%/70%, 40%/60% и 50%/50%.

Ниже представлены расчёты всех «шин» и рисунки, поясняющие детали их построения. На каждый вариант «шины» представлено две таблицы. Первая таблица включает в себя расчёты с учётом механических соединений типа SC/UPC-SC/UPC на всех выходах сварных делителей (Рисунок 14). Вторая таблица предполагает «вваривание» FBT делителя в линию, а соединение между «абонентским» ответвлением и абонентским PLC сплиттером осуществляется с механическим способом  (Рисунок 15).

 

Правила «чтения» таблиц следующие: по строкам расположены точки деления (муфты, боксы, ответвления – как хотите), по столбцам – элементы этих самых точек деления.

 

FBT делители в таблицах имеют два выхода (FBT 1×2 Out1 и FBT 1×2 Out2). FBT 1×2 Out2 ВСЕГДА имеет большую выходную мощность (меньшее затухание) и соединяется (или сваривается) с магистральным волокном. FBT 1×2 Out1 соединяется или напрямую с ONU, или со входом PLC делителя (PLC 1xN In).

Рисунок 14 – Включение сварного делителя в магистральную линию с использованием механических соединителей

Рисунок 15 – Включение сварного делителя в магистральную линию без использования механических соединителей

 

Механические соединения между абонентским выходом FBT и входом абонентского PLC необходимы для локализации вредоносного излучения, которое может привести к выходу из строя всей пассивной сети (ONU «подвисла» и непрерывно излучает, конкуренты «воткнули» медиаконвертер в один из выходов планарного делителя и «ослепили» приёмник OLTи проч.).

 

Классическая «шина».

Как уже было сказано выше, классическую «шину» (Рисунок 16) в PON строить практически не имеет смысла, так как один SFP OLTбудет обслуживать менее 64-х абонентов по причине больших потерь, которые вносит в магистральную линию каскад сварных делителей 1х2 (Таблица 7, Таблица 8).

Кроме того, даже 20 раз разделать кабель и провести сварочные работы – уже накладно, а ведь нужно еще учитывать качество сварок, проверять каждую точку, да и искать проблему в случае неполадок будет сложновато (в конце концов, пожалейте своих сварщиков/монтажников!).

Рисунок 16 – Классическая PON-«Шина»

 

Как видно из таблицы 7, строить классическую «шину», используя механические соединения на магистральной линии, не имеет смысла: «шина» будет содержать в себе всего 27 абонентских устройств при остаточном оптическом бюджете  в 1,2дБ, что хватит всего на 3-4 километра идеального волокна.

 

Таблица 8 более позитивна (целых 44 ONU на один SFP OLT при запасе мощности в 3.5дБ!), однако, она не показывает динамику развития шинной топологии при включении в уже готовую сеть нового абонента. А включение, как уже говорилось выше, может быть достаточно проблематичным, особенно в середине работающей «шины».

 

«Шина» с делением на два.

Для улучшения характеристик классической «шины», её (классическую «шину») можно скомбинировать с планарными делителями 1х2 (Рисунок 17). Это уменьшит число FBT делителей в каскаде на магистральной линии и позволит (в некоторых случаях) оставить запас для быстрого и безопасного подключения новых абонентов.

Рисунок 17 – PON-«Шина» с делением на два

 

Расчёты иллюстрируют таблицы 9 и 10.

Как видно из таблицы 9, использование механических соединителей на магистральной линии отрицательно сказывается на качество сигнала (максимум 42 ONU при остаточном оптическом бюджете в 1,25дБ).

Без механических соединителей схема работоспособна и имеет запас мощности 3дБ. Можно строить!

 

«Шина» с делением на четыре.

В предыдущем примере с помощью комбинации FBT и PLC делителей 1х2 были улучшены и качество сигнала, и масштабируемость сети. Для расширения масштабируемости можно использовать комбинации FBT 1х2 + PLC 1×4 (Рисунок 18).

Рисунок 18 – PON-«Шина» с делением на четыре

 

Как и в предыдущих случаях, расчеты – в таблицах (Таблица 11 и Таблица 12).

 

При использовании механических соединителей на магистральной линии все 64 ONU «помещаются» в оптический бюджет, при этом остаётся еще 1,5дБ на рост сети вглубь. Если отказаться от механических соединителей, то остаётся минимум 4дБ, что является достойным показателем как для роста сети, так и для различного рода непредвиденных потерь.

 

 

«Шина» с делением на восемь.

Дабы список «шин» был максимально полным, вниманию читателей представляется последняя комбинация FBT и PLC делителей для «шины»: FBT 1×2 + PLC 1×8 (Рисунок 19, таблицы 13 и 14).

Рисунок 19 – PON-«Шина» с делением на восемь

 

Как видно из таблиц, показатели у «шины с делением на 4» и у «шины с делением на 8» практически идентичны, однако, «шина с делением на 4» без использования механических соединителей имеет больший запас мощности (4дБ против 3,4дБ).

 

Стоит озвучить тот факт, что ни одна из вышеперечисленных «шин» не претендует на 100% удобство использования – всё зависит от местности, на которой эта «шина» будет строиться. Комбинировать топологию типа «шина» можно любыми способами. Выбор за инженерами, которые будут строить и обслуживать будущую пассивную сеть.

 

Отдельно стоит заметить, что выбор FBT делителей для всех представленных шинных топологий не является эталонным и показан лишь в качестве примера – в процессе проектирования инженером может быть обнаружена более удачная комбинация сварных делителей в магистральном каскаде.

 

На этом обзор основных топологий пассивных сетей можно считать законченным. Весь спектр возможных топологий рассмотреть нет смысла – вариаций хватит на двухтомник. Главное – уловить суть и экспериментировать.

 

 

2.5 Использование механических соединений в PON.

 

На начало 2014 года человечество изобрело всего два метода физического соединения двух разных волокон: сварка при помощи спецоборудования и механическое соединение при помощи соединительных разъёмов (типа SC/APC, SC/UPC или любых других).

 

*механическое соединение в любом случае реализуется через сварку – коннекторы привариваются к волокну либо на заводе, либо вручную на месте. Так что, в действительности, метод соединения только один. FAST-коннекторы в расчет не берем – соединение получается менее надежным и обычно имеет большее затухание, чем у сварки, да и на особо важных линках инженеры предпочитают по-старинке использовать качественный сварочный аппарат вместо FAST-соединения.*

 

При строительстве PON сварочный аппарат нужен в любом случае – сращивать магистральный кабель (например, ствол и ветви дерева), используя механику, как минимум неудобно. Вопросы обычно возникают при установке делителя.

Как уже было озвучено ранее, делители, как готовый продукт, выходят с заводов в двух видах: с коннекторами и без них. Какие и где лучше использовать – об этом настоящий раздел.

 

Для начала пару слов о коннекторах – их можно классифицировать по многим параметрам, включая форм-фактор, но главным в строительстве PON всё же является параметр, который отвечает за полировку коннектора (а точнее, его ферулы).

 

Ферула – керамический (реже пластиковый) сердечник коннектора. В зависимости от того, как он полирован, изменяется внешний вид и назначение коннектора. Рассмотрим основные типы полировок на примере коннектора форм-фактора SC (Subscriber (Square /Standard) Connector, он же «большой синий/зеленый квадрат»).

В настоящее время наиболее распространены два типа коннекторов форм-фактора SC:

SC/UPC (англ. UPC — Ultra Polished Connector) – стандартный квадратный коннектор синего цвета для одномодового волокна (или серого – для многомодового).

SC/APC (англ. APC — Angle Polished Connector) – стандартный квадратный коннектор зелёного цвета для одномодового волокна.

 

Ферула типа UPC отполирована под углом 90° к своей продольной оси, а у APC – скошена под углом 8° от UPC. Полировка типа APCпредназначена для того, чтобы уменьшить влияние отражённого сигнала на полезный (прямой) сигнал в волокне (Рисунок 20).

Рисунок 20  – Различие SC/UPC и SC/APC коннекторов

 

Особо следить за отраженным сигналом при строительстве PON необходимо лишь в том случае, когда планируется вместе с траффиком подавать абоненту CATV (аналоговое телевидение).

В случае, если CATV планируется запускать в пассивное дерево, все механические соединения на пути следования сигнала от провайдера к абоненту должны быть выполнены с применением APC коннекторов. В противном случае отраженный сигнал будет вносить искажения в основной несущий сигнал, результатом чего может быть «раздвоенная картинка» видео и прочие негативные эффекты.

В случае, если CATV использовать не планируется никогда – можно смело использовать при строительстве PON механические соединители типа UPC. Но лучше еще несколько раз подумать, прежде чем принимать такое решение, ведь изменчивая натура руководства может завтра возжелать CATV для своих абонентов, а переваривать все коннекторы во всей пассивной сети с UPC на APCпридется кому-нибудь из вас!

 

Под каждый тип коннекторов есть и свои адаптеры, хотя различий между адаптерами одного форм-фактора, но разных цветов (читай как предназначенных для разных полировок) нет никакого, кроме цвета (UPC – синий, APC – зеленый). Адаптер представляет собой «проходную розетку», имеющую в центре трубку-направляющую для ферул и механизмы крепления коннектора по контуру. Ферулы вставляются с разных концов этой трубки и плотно прилегают друг к другу. Адаптеры же маркируются разными цветами исключительно для удобства пользования, то есть, «зеленым» адаптером можно соединить два «синих» коннектора без последствий.

Однако, нельзя соединять адаптером два коннектора с разной полировкой ферулы! Никогда! При соединении коннекторов с разным типом полировки ферул их (ферулы) можно безвозвратно повредить или получить на таком механическом соединении большие потери (до 6дБ вместо 0,5дБ стандартных расчетных потерь). Иллюстрация, поясняющаа вышеизложенное, представлена на Рисунке 19:

Рисунок 21 — Неправильное соединение двух типов коннекторов

 

Если уж очень надо использовать разные типы коннекторов, следует иметь некоторый запас патч-кордов, оконцованных с одной стороны коннекторами типа SC/APC, а с другой – SC/UPC, но необходимо помнить, что это – дополнительные потери мощности сигнала.

Возвращаясь к вопросу о том, стоит ли использовать механические соединители или «варить» пассивное дерево, логичнее всего предоставить читателю плюсы и минусы того и другого способа.

Теоретически, механические соединения хуже показывают себя по отношению к сварке:

— вносят дополнительные затухания в местах соединения;

— требуют большого внимания при соединении (ферула должна быть чистой от грязи/пыли/жира, иначе затухания на соединении будут выше паспортных);

— могут быть повреждены из-за небрежности персонала (царапина на феруле, вероятность сломать механизм крепления на адаптере);

— возможны проблемы с некачественными или долгое время пользованными адаптерами («расшатанный» или сломанный механизм крепления у адаптера);

— при срочных работах можно «недожать» коннектор в адаптере или даже забыть подключить кого-то из абонентов, находящихся «в одной коробке»);

 

Все эти тезисы просто кричат о том, что сварка – надёжно! Недостатком «сваренного» дерева является невозможность штатно разобрать его в экстренном случае. А таких случаев бывает предостаточно:

— плановые измерения магистрали;

— борьба с неконтролируемым излучением в дереве на длине волны передатчика ONU (например, «сошедшая с ума» ONU или недобросовестные конкуренты, пытающиеся «положить» пассивное дерево при помощи мощных медиаконвертеров, непрерывно излучающих в дерево на длине волны 1310нм);

— быстрое изменение топологии (иногда требуется, когда район, покрытый пассивной сетью, не оправдывает надежд – надо «перебрасывать» свободные волокна в квадрат с большим количеством потенциальных абонентов).

 

Во всех перечисленных (и ряде других) случаях дерево, построенное с применением механических соединений, является более жизнеспособным из-за высокой мобильности, предоставляемой коннекторами.

 

Промежуточным решением является практика, когда вход каждого делителя в пассивной сети сваривается с магистральным волокном (UpLink’ом), а выходы соединяются с DownLink’ом механически. Это позволяет снизить общий бюджет потерь, при этом оставляя сеть мобильной.

 

Итогом предыдущей писанины может стать набор тезисов:

— если оптический бюджет потерь не укладывается в оптический бюджет системы – следует использовать делители без коннекторов, сваривая их с волокном напрямую;

— если пассивная сеть строится только для CATV и абонентского траффика не планируется – также следует использовать делители без коннекторов, сваривая их с волокном напрямую;

— если есть высокая уверенность в том, что паразитных излучений в сети не будет и профилактические измерения не требуются (или для этого применяется дорогое спецоборудование) –дешевле использовать делители без коннекторов;

— в случае жесткой конкурентной борьбы (или простой, но навязчивой человеческой паранойи) – всё пассивное дерево необходимо строить «на коннекторах» и приобретать оконцованные делители;

— при стандартном строительстве пассивной сети – использовать оконцованные делители, отрезая коннектор на входном пигтейле и сваривая его с UpLink’ом.

 

2.6 Обустройство узлов деления в PON.    

До населенного пункта Uplink кабель обычно прокладывают под землей, а вот в самом населенном пункте «рыть канаву» через свой участок/дом/дорогу люди не дают, поэтому единственный верный способ строить PON в самом населенном пункте – тянуть кабель по столбам.

 

*Конечно, если речь не идет о городе или ином месте обитания человечества, оборудованном развитой подземной инфраструктурой (канализационные или телекоммуникационные шахты), хотя и там не всегда можно развернуть ту топологию, которую требуется.*

 

При этом одной из задач, которую очень часто упускают из виду при проектировании PON является задача обустройства узлов деления. При строительстве начинают всплывать проблемы, о которых на этапе проектирования зачастую задумывались только в разрезе «ну а там что-нибудь придумаем».

Проблемы, о которых пойдет речь далее, должны обсуждаться еще на этапе принятия решения о том, какая топология будет строиться, и решаться уже тогда же.

Собственно, речь пойдет о коробках. Как ни странно, но в PON коробки играют практически столь же важную роль, как и делители (собственно, в коробки делители и укладывают).

Дело в том, что оптический делитель – устройство нежное, и если его не спрятать во что-нибудь плотное с крышкой и замком, то оно (устройство) может быть повреждено с печальными последствиями для сети (а также сопутствующими проблемами у абонентов и, как следствие, у ИСП).

Кроме того, в точке деления сходится большое количество кабелей, которые коммутируются со сплиттером при помощи сварки или механическим способом. Для грамотной коммутационной развязки необходимо подписывать кабели, укладывать их, хранить где-то сплайс-кассеты и проч. В общем, на узле деления без коробки не обойтись.

Для обустройства узлов деления есть несколько подходов, но правильный – только один. Начнем с того, как делать нельзя.

 

Итак, первый подход – использовать стандартный негерметичный короб для активного оборудования (например, BK-520), который активно применяется при строительстве FTTH. В такой короб можно установить несколько оптических патч-панелей (например, 4х16), спрятать его под крышу, завести туда кабель и повесить замок. Достоинством такого подхода является масштабируемость точки деления: завели в точку деления волокно – поставили в патчпанели сплиттер 1х16 – развели всем абонентам. Абонентов стало больше, чем 16 – завели второе волокно и повторили предыдущий пункт.

 

Недостатков у такого подхода гораздо больше:

— неэффективное использование короба. Всё хорошо до тех пор, пока используются ёмкие делители (на 16 и выше выводов) и/или узел деления обслуживает большой район с достаточным количеством абонентов. Как только топология начинает достаточно объёмно ветвиться(например, дерево 2х8х4), короба для активного оборудования становятся неактуальными;

— размеры и вес. Короба для «активки» обычно рассчитаны на то, что в них будет устанавливаться какой-нибудь L2 свитч, имеющий габариты 1U 19” или больше. Делают такие короба из металла, да и патч-панели тоже не бумажные – вес короба в сборе испортит настроение (а то и здоровье) всему обслуживающему персоналу. На столб прикрепить такую конструкцию достаточно проблематично, не говоря уже об её обслуживании.

— внешний вид. При обслуживании элитных районов ЧС, коттеджных поселков, да и просто обычных улиц внешний вид коммутационного узла требует особого внимания. И если с жильцами еще можно как-то договориться, то с властями местного уровня всё не так просто: есть такое понятие, как «эстетический внешний вид», и под это понятие абсолютно не подходит тридцатикилограммовый железный короб, имеющий в поперечнике более полуметра и одиноко висящий на столбе;

— защита от внешних факторов. Тут всё предельно просто: короба для FTTH обычно рассчитаны на размещение в помещениях или под навесами, на столбах так просто всё не будет: дождь, снег, солнце, птицы, насекомые и прочие прелести природы не позволяют использовать негерметичные железные короба под открытым небом.

 

Второй подход – использование герметичных муфт. Герметичная муфта, это, конечно, хорошо, однако изначально муфта предназначена для укладки в землю или канализацию (хотя и на столбах, конечно, её тоже можно встретить).

Недостатки муфты при использовании её в PON:

— неудобно работать. Муфта имеет колбообразный внешний вид, а все её элементы (места под сплайс-кассеты, крепления для адаптеров, зажимы для кабеля) расположены «поэтажно» один над другим. Размещать и подключать делитель в ограниченном круглом пространстве достаточно сложно, особенно, если выходы делителя задействуются постепенно;

— малое количество кабельных выводов. Обычно у муфты 3-4 (редко – больше) выводов. Для PON необходимо минимум три, обычно – 10, 14 или 18 (два для магистрального кабеля и 8…16 для абонентских).

 

Правильный подход – использование FTTH/PON-бокса. FTTH/PON-бокс – это небольшой герметичный пластиковый бокс, разработанный специально для построения пассивных сетей. Бывают они на 8, 12, 16 абонентских выводов (реже – больше или меньше указанных значений).

Все достоинства в наличии:

— герметичный;

— запираемый;

— боковая крышка удобно открывается;

— небольшой размер;

— наличие необходимых отверстий для крепежа  (с торца короба имеется место для крепления бандажной ленты; имеются отверстия для крепления «на саморезах»);

— внутри имеется место для установки сплайс-кассет, зажимы для несущих кабеля и дополнительные места под гильзы (Рисунок 22).

Кроме того, белый пластик (достаточно прочный и лёгкий для своей толщины) нагревается значительно меньше, нежели металл, достаточно хорошо поглощает УФ-излучение и выглядит вполне пристойно.

Рисунок 22 – Размещение делителя 1х8 в FTTH/PON Box 16

 

Применение FTTH/PON Box не ограничено размещением в них столько сплиттеров: «В этот горшочек можно положить всё что угодно!». Короб можно использовать для размещения в нем активного оборудования (например, ONU, медиаконвертеров, неуправляемых свитчей и проч.).

3. ПРОБЛЕМЫ ПРИ ПОСТРОЕНИИ PON И МЕТОДЫ ИХ РЕШЕНИЯ.

 

3.1 Расчёт оптического бюджета мощности и бюджета потерь.

 

Для того, чтобы грамотно построить дерево PON, необходимо учитывать, в первую очередь, оптические потери, привносимые пассивным оборудованием. Теоретически, PON может покрыть территорию радиусом 20км. Практически – всё зависит от бюджета потерь на конкретной ветви дерева.  Для расчётов необходимо руководствоваться самыми худшими показателями затуханий, чувствительности и мощности излучения передатчиков.

 

При расчётах для делителей используют таблицы затуханий 1 и 2 из раздела 2.3 (при этом необходимо помнить, что типичные значения затухания на различных сплиттерах в таблицах указаны без учета затуханий на коннекторах).

На каждой сварке затухание оптического сигнала принимают равным 0.05дБ (хорошие сварочные аппараты гарантируют затухание на сварке 0.01дБ, но лучше перестраховаться).

Затухание на механическом соединении принимают равным 0.5дБ (на самом деле, эталонное значение для соединения типа SC/UPCсоставляет 0.25дБ, но опять же, лучше перестраховаться – больший запас оптического бюджета еще никому не вредил).

Для стандартного волокна G.652 D  затухание в волокне на длине волны 1310нм  принимают равным 0.36дБ/км (для 1550нм затухание в волокне равно 0.22дБ/км), затухание на перегибе варьируется от 0.15дБ до 7дБ и более (эту позицию необходимо измерять прибором на месте; при использовании внешних абонентских патч-кордов с волокном G.657 A эту позицию можно не принимать во внимание).

 

Далее, необходимо мысленно «пройти» уже готовый проект, выделяя и суммируя все места, в которых имеются элементы, привносящие затухания в линию. К полученному значению добавить затухание на волокне на всём протяжении от самого дальнего абонента до OLT. Таким образом, можно подсчитать  бюджет потерь в PON.

 

Следующий шаг – расчёт оптического бюджета мощности, но его можно принять равным 30дБ (производитель гарантирует оптический бюджет мощности, равный 30дБ). Всё, что свыше 30дБ – необходимо тестировать.

 

Если бюджет потерь ниже бюджета мощности – дерево будет работоспособно, в противном случае возможны проблемы.

 

*Отдельно следует отметить, что при расчёте PON, в котором используется CATV и сварные делители, следует учитывать, что телевизионный сигнал имеет мощность от 7дБм (сформированный дешёвыми маломощными моделями) до 24дБм (дорогие передатчики или EDFA усилители), а нателевизионный приёмник (отдельный или в составе ONU) этот сигнал должен прийти с минимальной мощностью -12дБм (зависит от оборудования, но чаще всего именно -12дБм).  Поэтому, используя сварные делители, следует быть предельно осторожным и каждый раз перед новым подключением пересчитывать дерево PON для того, чтобы убедиться, у каждого абонента сигнал одинаковый и не выходит за пределы чувствительности телевизионного приёмника.*

 

3.2 Слабый сигнал у клиента.

 

Если при установке ONU (или её повторном включении/перезагрузке со стороны клиента) она не смогла зарегистрироваться в сети – велика вероятность того, что повреждён клиентский волновод и сигнал затухает выше расчётного (и уж точно выше оптического бюджета PON). Повреждение может быть связано как с некачественной сваркой или случайным перегибом волокна на узле деления, так и с действиями злоумышленников или иными негативными фактороми (ветка дерева сломалась и упала на кабель, грузовик проехал и порвал патч-корд и проч.).

 

Для решения этой проблемы нужно, в первую очередь, проверить состояние всех ONU на абонентском делителе, к которому подключена и проблемная ONU. ONU позволяет производить мониторинг уровня сигнала на своём приёмнике, а также мощность своего передатчика, отсылая эти данные на OLT по запросу. Если проблема есть у всех абонентов – двигаться в сторону родительского узла дерева, расширяя радиус поиска и проверяя, на каком уровне деления существует проблема.

 

Как только будет найден делитель, у которого есть некий проблемный выход, а остальные – рабочие, считайте, что проблема решена. С вероятностью 95% эта проблема находится на ветви, связывающей два узла: родительский полурабочий и дочерний нерабочий. Эту линию достаточно просто «просветить» рефлектометром, если PON построена на коннекторах, и совсем непросто сделать это, если дерево «сварное» (режем кабель, навариваем коннектор, светим рефлектометром, а потом всё чиним).

 

Перед всеми вышеизложенными «приседаниями» необходимо проверить ONU на вменяемость лазерного приёмо-передатчика (мало ли что?).

 

3.3 Неконтролируемое излучение в дереве на длине волны 1310нм.

 

Случаются ситуации, когда ONU вышла из строя и непрерывно излучает в пассивную сеть на длине волны 1310нм (такая ситуация бывает крайне редко), или недобросовестный пользователь включил в дерево вместо своей ONU мощный медиаконвертер, излучающий на той же длине волны (1310нм). В этих случаях (как в случае аппаратного сбоя, так и в случае вредительства) эффект один: излучение постоянно присутствует в восходящем потоке  дерева, не давая возможности другим ONU передавать данные к OLT и «забивая» приёмник OLT шумоподобным сигналом. Как результат – дерево не функционирует.

 

Есть два варианта решения проблемы. Первый — обходить ногами каждый дом в надежде найти неисправность или чудом выявить злоумышленника. Этот вариант придётся воплощать в жизнь, если PON построена методом сваривания всего, что хоть отдалённо похоже на волокно. Если абонентов хотя-бы 20, то проблему можно решать неделями (то абонентов нет дома, то не хотят открывать двери, то погода испортилась…).

 

Второй вариант, который используют те, кто построил PON с использованием механических соединителей – локализация излучения путём последовательного отключение ветвей дерева от «корня» к «листьям». Последовательность действий следующая:

 

— На корневом делителе отключать (и для верности проверять на наличие излучения) выводы, идущие «вниз» по дереву;

— При нахождении ветви, в которой присутствует паразитное излучение, отключать её от дерева (оставшаяся часть дерева придёт в рабочее состояние) и двигаться  вниз по этой ветви до следующего делителя;

— Повторять до тех пор, пока проблема не локализуется до самого последнего (дальнего/нижнего в иерархии) делителя – дальше всё понятно. Отключаем последовательно клиентские соединения на данном делителе, пока не найдём источник излучения.

 

3.4 Умышленное повреждение кабеля.

 

Иногда случается, что кабель режут конкуренты – популярный во все времена метод борьбы за клиентов. Но чаще (особенно в отдалённых районах) кабель режут местные жители с целью наживы.

 

Для предотвращения посягательств на кабельное имущество необходимо перед тем, как завести кабель в населённый пункт, объяснить местным кладоискателям, что «В этом чёрном кабеле драгоценных и иных редкоземельных металлов нет, а содержимое его непригодно даже на подвязку помидоров». По возможности, продемонстрировать населению кусок кабеля и его содержимое. От осмысленного вредительства это вряд ли убережёт, но отобьёт у некоторого количества владельцев бокорезов интерес.

 

3.5 Флуд.

 

Флуд – проблема любой городской сети. Чаще всего флудят устройства с подгоревшими портами, реже – пользовательские компьютеры, заражённые вирусами. Также преднамеренно флудить могут пользователи, которые выражают некий социальный протест или имеющие от неработоспособности сети некие выгоды. Основная проблема флуда в FTTH – невозможность удалённо добраться до флудящего оборудования или программно локализовать источник.

 

Подгоревшие порты – проблема, в основном, городского типа, и к PON имеет лишь частичное отношение. Как известно, чем длиннее медный проводник, тем больше на него наводятся электромагнитные поля. Дерево PON построено на оптическом волокне и, как следствие, не подвержено влиянию наводок от грозы. Проблема может возникнуть только в том случае, если к одной ONU медью подключено несколько пользователей, территориально удалённых друг от друга.

 

С флудерами и вирусами в FTTH тоже всё понятно: первые пользуются демократическими свободами, вторые пренебрегают всеми законами робототехники. Методы борьбы и с теми, и с другими известны, но для начала нужно локализовать вредоносную деятельность.

 

В PON всё просто. Как уже было озвучено ранее, PON – система с централизованным управлением. Все потоки, исходящие от клиентов, приходят только на OLT. Только OLT может дать разрешение ONU передавать данные, и только OLT может запретить любые контакты ONU с внешним миром. Отсутствие активного оборудования в дереве PON значительно облегчает борьбу с флудом – не создаётся прецедентов с бесконечной пересылкой пакетов с неправильными контрольными суммами между двумя соседними узлами коммутации, отсутствует переполнение буферов там же.

 

OLT всегда подключён к вышестоящему некому устройству (например, L3 роутер), поэтому доступ к нему есть всегда. Вышестоящее устройство не подвержено влиянию флуда от клиентов в дереве PON, поскольку OLT выделяет определённый квант времени каждойONU и разрешает/запрещает ей вещание, а значит, ONU не может бесконтрольно «заваливать» порт OLT и вышестоящее устройство пакетами. Аналогичная ситуация происходит с бесконечно «гуляющим» траффиком по сети: его просто не будет, так как каждая ONUимеет доступ к своим соседям-клиентам только через OLT.

 

Процесс мониторинга сети (для логического обнаружения источника флуда) может быть организован с помощью зеркалирования оптического порта (на котором «висит» целое дерево) в медный порт и подключения медного порта к некоторому ПК, на котором установлен специализированный софт (например, TCPdump).

 

Кроме того, для защиты сети от вирусной активности, в которой присутствует бесконтрольное размножение MAC-адресов, в OLTприсутствует функционал, запрещающий иметь конкретно взятой (или всем) ONU более чем N активных MAC-адресов одновременно.

4. ПРИМЕНЕНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ В PON.

 

Многие из новичков-«PON`оводов», изучив теорию построения PON сетей, рвутся на местность кидать кабель по опорам, совершенно забывая о том, что при прокладке волокна необходимо постоянно следить за показателями оптического сигнала. Поэтому не редко в техподдержку поступают звонки такого плана: «Вы нам продали не качественные ONU — они на OLT-е не регистрируются». На вопрос «А Вы приходящий на ONU сигнал мерили?» получаем ожидаемый ответ «А (за)чем?». После подобных звонков было принято решение написать данную статью и затронуть в ней более практические вопросы, касающиеся измерения PON сетей, а именно: что измерять, чем измерять и как измерять?

 

4.1 Что измерять?

 

В оптических сетях существует большое количество паразитных явлений, ухудшающих качество передачи сигнала, однако для PON сети особое влияние имеют лишь два из них: затухание и возвратные потери.

Затухание — потеря мощности оптического сигнала при его распространении по оптоволокну и при прохождении через пассивные элементы сети: сплиттеры, механические и сварные соединения

Рисунок 23 — Влияние затухания на амплитуду сигнала

 

Возвратные потери (англ. ORL — Optical Return Loss) — искажение формы оптического сигнала при его распространении по оптоволокну под действием отражённого сигнала, который формируется на механических и, реже, сварных соединениях.

Рисунок 24 – ORL

 

*ORL определяется как логарифмическое отношение мощности базового сигнала к мощности отражённого, поэтому чем показатель ORL выше, тем лучше качество передаваемого сигнала.*

 

Уменьшить отражённый сигнал можно, используя в местах механических соединений коннекторы с APC полировкой (ORL = 65…70дБ) вместо стандартной UPC (ORL = 50…55дБ). Как уже писалось выше, особенно важно следить за показателем ORL в случае, если Вы хотите передать CATV через PON, т.к. отражённый сигнал сильно влияет на качество аналогового TV сигнала (особенно если он имеет амплитудную модуляцию).

Таким образом, при строительстве и эксплуатации PON сети необходимо следить всего за двумя показателями: затуханием в линии и возвратными потерями (ORL).

 

4.2 Чем измерять?

 

Для измерения PON применяется то же оборудование, что и для FTTX, но с более совершенными характеристиками. Поэтому в данном разделе мы не будем описывать принципы работы тех или иных приборов (надеемся, что читатель имеет об этом минимальное представление), а лишь приведём список необходимого измерительного оборудования с основными техническими характеристиками, подходящими для измерения PON сетей.

 

Оптический измеритель мощности (англ. Optical Power Meter — ОРМ).

Основные характеристики: тип фотодиода (Ge, GeX или InGaAs), рабочие длины волн (нм), чувствительность фотодиода (дБм). При выборе OPM лучше обратить внимание на модели с фотодиодом из арсенида галлия (InGaAs), т.к. такие измерители стабильно работают в любых температурных условиях. Для работы с PON OPMдолжен мерить сигнал мощностью от -40дБм до +20 дБм на длинах волн 1310нм, 1490нм (1550нм и 1625нм — опционально).

 

Стабилизированный источник света (англ. Stabilized Light Source — SLS).

Основные характеристики: мощность лазера (дБм), рабочие длины волн (нм). Обычно SLS генерируют слабый сигнал мощностью -5…-7дБм, поэтому для измерения затухания между оконечными узлами PON сети, SLS должен работать в паре с OPM, который способен измерять сигнал до -40дБм. Желательно, чтобы SLS поддерживал не только стандартные длины волн (1310нм и 1550нм), но и 1625нм (на данной длине волны удобно проводить измерения в «живой» сети).

 

*На рынке измерительного оборудования существуют приборы, объединяющие в себе OPM и SLS —  анализаторы затухания (англ. Optical Loss Test Set — OLTS). При наличии пары таких приборов можно крайне эффективно проводить двустороннее тестирование оптической линии.*

 

Оптический рефлектометр (англ. Optical Time Domain Reflectometer — OTDR).

Основные характеристики: рабочие длины волн (нм), ширина импульса (нс), динамический диапазон (дБ). Обычно OTDR проводит измерения на двух длинах волн (1310нм и 1550нм). Тем не менее, OTDR, способный также работать на длине волны 1625нм, позволяет более чётко детектировать дефекты волокна (макроизгибы) и может проводить измерения в рабочей сети без прерывания связи.

Ширина импульса — показатель, от которого во многом зависит динамический диапазон. Широкие импульсы позволяют снимать рефлектограмму с более длинных линий, но ухудшают детализацию измерений. Короткие импульсы, наоборот, позволяют точно определить местоположение неоднородности, но на малых дистанциях. Качественный рефлектометр способен генерировать импульсы шириной от 5нс до 20000нс.

Динамический диапазон определяет длину волокна, которую может «просветить» рефлектометр. Если перед инсталлятором стоит задача «просветить» небольшой участокPON сети, то подойдёт OTDR с динамическим диапазоном ~30дБ; если же надо «просветить» всё дерево PON целиком, то стоит выбирать рефлектометр с динамическим диапазоном не менее 35дБ (лучше 38-40дБ).

*В характеристиках OTDR динамический диапазон указывается вместе с шириной импульса, при которой он был измерен, поэтому при равных динамических диапазонах выбирать стоит тот прибор, который имеет меньшую ширину импульса.*

 

Измерители ORL. Данные приборы редко выпускаются в виде отдельного устройства — вместо этого модули измерения ORL встраиваются во многие OLTS и OTDR. Измеритель ORL по принципу работы чем-то похож на рефлектометр, однако он определяет уровень возвратных потерь более точно.

Основные характеристики: рабочие длины волн (нм) и диапазон ORL (дБ). Простые измерители ORL работают на двух длинах волн (1310нм и 1550нм), более дорогие также работают на длине волны 1625нм. Диапазон ORL для измерителей среднего класса составляет около 50дБ. Для PON этого вполне достаточно. Если же стоит задача внедрить в PON CATV, то необходимо измерять самые слабые отражённые сигналы — в этом случае диапазон ORL должен быть не ниже 60дБ.

Повышенные требования к измерительному оборудованию для PON сетей вызваны большим бюджетом оптических потерь (более 25дБ), заложенных в саму технологию. Если перед инсталлятором сети не стоит задача измерять сигнал между оконечными точками сети (грубо говоря, между OLT и ONU), то нет необходимости приобретать самые современные и дорогие  измерительные приборы.

 

4.3 Как измерять?

 

На всех этапах строительства оптической сети (и PON не исключение) необходимо производить оценку её качества  — измерять погонные затухания пролёта кабеля, затухания на отдельных пассивных компонентах (адаптерах и сплиттерах) и сварных соединениях, полные затухания между оконечными точками сети, а также возвратные потери.

В большинстве случаев инсталляторы сети — люди экономные и практичные, поэтому для измерений используют только источник стабилизированного излучения (SLS) и оптический измеритель мощности (OPM). Включая их в разные точки сети, можно измерять затухания как на отдельных пассивных элементах и соединениях, так и потери мощности всей оптической трассы (Рисунок 25).

Рисунок 25 – Пример подключения SLS + OPM

Самые экономные сетевики обходятся только измерителем мощности. Вместо SLS они используют передатчики оптических модулей (SFP, XFP и т.д.). В этом случае измерения будут менее точными (±1дБ), т.к. передатчики трансиверов не являются постоянными источниками света. При такой схеме (Рисунок 26) теряется гибкость измерений, т.к. источник излучения привязан к одной точке сети.

Рисунок 26 –  Пример подключения OPM + терминального

оборудования в качестве источника излучения

 

 

Если Вы планируете передавать CATV через PON, то неизбежно столкнётесь ещё с одной проблемой — как измерить мощность сигнала на конкретной длине волны. Обычные OPM имеют широкополосный фотоприёмник и не имеют встроенных фильтров, т.е. они измеряют групповой сигнал. В этом случае OPM необходимо подключить к линии через CWDM колбу (световой фильтр), которая отсечёт ненужный сигнал.

Рисунок 27 – Подключение OPM через CWDM колбу

 

Однако существует более простое решение — это проходной PON измеритель, который способен мерить сигнал на трех длинах волн (1310нм, 1490нм и 1550нм) одновременно, внося при этом минимальные (<1.5дБ) затухания в линию. Другая особенность данного измерителя будет описана ниже.

Рисунок 28 – Пример подключения проходного PON измерителя

 

 

Как правило, при завершении строительства сети, все важные оптические показатели линии связи необходимо задокументировать. В качестве таких документов обычно выступают рефлектограммы, снятые в разных узлах сети. При возникновении неполадок наличие опорных рефлектограмм позволяет быстро обнаружить место и характер неисправности путём сравнения опорной рефлектограммы с «аварийной».

Рисунок 29 – Пример подключения рефлектометра (OTDR)

 

Однако если в FTTX сети использование рефлектометра является привычным и понятным, то у инсталлятора PON сети возникает много вопросов:

• Можно ли просветить дерево PON целиком? Да. Как уже отмечалось ранее, для этого необходим OTDR с динамическим диапазоном ~38..40дБ.
• В каком направлении нужно снимать рефлектограмму? Снимать рефлектограмму нужно от ONU в сторону OLT. В противном случае на приёмнике рефлектометра будет «каша» из отражённых сигналов — анализировать такую рефлектограмму будет невозможно.
• На каких длинах волн нужно снимать рефлектограмму? Рефлектограмму лучше делать на 3 длинах волн (1310нм, 1550нм и 1625нм). Длины волн 1310нм и 1550нм используются для того, чтобы получить более точное представление о характере неоднородности в оптическом волокне (например, на длине волны 1550нм происходит большая потеря мощности сигнала на макроизгибах волокна, чем на 1310нм). Длина волны 1625нм может использоваться для снятия рефлектограмм c»живой» сети.

 

 

После того, как сеть построена и введена в эксплуатацию, возникает новый вопрос: как проводить измерения в действующей сети? Измерения на длинах волн 1310нм и 1490нм, по понятным причинам, не возможны. Остаётся только 1550nm (если в Вашей сети нет CATV) и резервная 1625нм (о которой столько упоминалось ранее). Именно поэтому желательно приобретать SLS, OPM и OTDR, способные работать с этой длиной волны. Чтобы ввести резервный сигнал из SLS в волокно и вывести его из волокна на OPM, достаточно использовать две CWDM колбы (одну на передающей и одну на принимающей стороне). Аналогично можно подключить рефлектометр

Рисунок 29 – Пример измерений без разрыва связи

 

Ещё одной проблемой является измерение мощности сигнала с ONU. Если подключить к ONU измеритель мощности, то он ничего не покажет, т.к. ONU не передаёт сигнал без «разрешения» OLT-а (Рисунок 30/а). Если измеритель подключить к ONU через сплиттер (Рисунок 30/б), то он покажет неверное значение, т.к. обычный измеритель вычисляет среднее значение мощности за определённый интервал времени, а ONU большую часть времени «молчит».

 

Рисунок 30 – Варианты измерения мощности передатчика ONU

 

Решить эту проблему позволит упомянутый ранее проходной PON-измеритель (Рисунок 30/в). На длине волны 1490нм и 1550нм он работает как обычный измеритель мощности, но на длине волны 1310нм он работает в импульсном режиме, т.е. измеряет пиковую амплитуду сигнала, что позволяет корректно определять мощность передатчика ONU.

 

Итоги: для качественного построения и дальнейшего обслуживания оптической сети (необязательно PON) измерительное оборудование обязательно необходимо иметь в наличии и необходимо уметь им пользоваться. Отсутствие измерительных приборов может привести к потере времени, абонентов и к дополнительным затратам (например, аренда специалиста со своим измерительным оборудованием по любому, даже самому «мелкому» и несущественному поводу)

5. ОБОРУДОВАНИЕ, ПРЕДЛАГАЕМОЕ КОМПАНИЕЙ BDCOM.

 

В рамках проекта UA.PON, стартовавшего более трёх лет назад на территории Украины, было принято решение строить PON на базе активного оборудования (OLT иONU), производимого китайской компанией BDCOM. Выбор BDCOM не случаен: в Китае она является лидирующей по производству и продаже сетевого оборудования как на внутренний, так и на внешний рынок. Кроме того, оборудование достаточно качественное и относительно недорогое. И всё это при полной поддержке родного Отдела Исследований и Разработок, который способен в кратчайшие сроки решить любую проблему программного или аппаратного характера.

Поскольку GEPON технологии становятся всё более популярными по всему миру, BDCOM значительно расширила свой ассортимент как головных станций, так и абонентского оборудования.

 

5.1 Головные станции (OLT), предлагаемые компанией BDCOM.

 

Как уже было отмечено, PON-сеть не будет функционировать без «головы», а точнее, без Оптического Линейного Терминала (OLT). Оптические Линейные Терминалы компании BDCOM способны удовлетворить 90% ИСП (даже в раю всегда останутся недовольные) и способны обслуживать пассивные сети практически любой разумной сложности и масштаба.

Мы постарались свести к минимуму перечисление всех возможных функций и протоколов, поддерживаемых OLT от компании BDCOM, и вместе с тем постарались детально показать основные различия между линейками головных станций, а также уникальные особенности каждой линейки в отдельности.

 

5.1.1 Стандартные головные станции (Low—level).

 

Стандартные головные станции у BDCOM представлены линейкой моделей P33XX, самой ходовой из которых уже на протяжении, как минимум, пятилетия является модель P3310B.

Эта модель претерпела уже две аппаратные редакции (хотя до сих пор осталась, по сути, L2 свитчом) и на сегодняшний день является основной «рабочей лошадкой» всех любителей GEPON технологий.

Модель представлена в четырех вариантах, которые отличаются друг от друга блоками питания, а именно:

P3310B – базовая модель, имеет один блок питания 100-220 Вольт переменного тока;

P3310B-2AC – модель, имеющая два блока питания 100-220 Вольт переменного тока (один резервный на случай выхода из строя основного);

P3310B-DC – модель, имеющая один блок питания 36-72 Вольт постоянного тока;

P3310B-2DC – модель, имеющая два блока питания 36-72 Вольт постоянного тока (один из которых также зарезервирован на случай выхода из строя основного);

Рисунок 31 – Внешний вид OLT P3310

 

Соотношение цена/качество и достойные функциональные возможности ставят эту модель линейного терминала на голову выше любого другого OLT. Достойных конкурентов среди китайских (да и среди именитых, учитывая цену за единицу) производителей у P3310 просто нет.

 

Краткие характеристики:

Работа с VLAN-ами:

— Port-based VLAN (каждый порт может обрабатывать свою группу VLAN’ов);

— DHCP Relay (DHCP запросы из VLAN,а клиента передаюся во VLAN DHCP сервера);

— QinQ (использование двойного тэга для тунелирования трафика через сеть вышестоящего провайдера);

 

Работа с Multicast:

— IGMP Snooping/MVR;

 

Безопасность:

— Port Security (ограничение кол-ва MAC-адресов на портах);

— Port Isolation (блокирование передачи траффика между портами);

— Storm-control (ограничение кол-ва неизвестных unicast/multicast/broadcast пакетов);

— Packet Filtering (фильтрация скорости поступления пакетов определённых протоколов);

— loopback detection (защита от петель);

— DHCP Snooping/ARP Inspection/IP Source Guard (защита от DHCP/ARP/IP Spoofing-а или, другими словами, защита от ложных DHCP серверов / от ложных ARP запросов / от подмены IP адреса на стороне клиента);

 

Качество обслуживания:

— Flow Control (сбор статистики клиентского траффика);

— QoS/CoS/DSCP mark (изменение приоритета траффика);

— DBA (англ. Dynamic Bandwidth Allocation – сбалансированное распределение полосы пропускания между ОНУ);

— SLA (англ. Service-level Agreement – договор о скорости траффика; на каждой ОНУ можно задать гарантированную и пиковую скорость)…

 

Если этого функционала недостаточно – добро пожаловать в Mid-level.

 

5.1.2 Улучшенные головные станции (Mid—level).

 

Улучшенные головные станции у компании BDCOM появились относительно недавно. Этот ход был сделан специально для тех, кому P3310B уже мало, но Top-level еще неоправданно дорого и некуда применить.

Mid-level нишу занимает линейка моделей P36XX. Модельный ряд представлен тремя аппаратами, которые, в отличии от 33-й серии, отличаются друг от друга более чем существенно:

Как видно из таблицы, количество EPON портов у 36-й серии значительно увеличено (8 ,12 и 16 соответственно), при этом размеры остались прежними: 1U 19” для всех моделей серии.

Рисунок 32 – OLT P3608

 

Основных аппаратных «фишек» две:

— наличие двух слотов для блоков питания постоянного или переменного тока (каждый блок питания может быть заменён «на-горячую», в отличии от стационарных БП у 33-й серии).

*комплектуются OLT’ы 36-й серии одним БП 100-240 VAC*

— наличие карты расширения для двух 10Гбит/с Uplink портов под оптические модули форм-фактора SFP+.

*только для моделей P3612-AC/DC-2TE и P3616-AC/DC-2TE; карта расположена на задней панели устройства*

 

В программном плане линейка  P36XX тоже претерпела изменения по отношению к базовой модели P3310B. 36-я серия – свитчи третьего уровня, которые «умеют» всё то же самое, что и 33-я плюс дополнительный функционал, присущий L3 свитчам.

Краткая сравнительная характеристика головных станций 36-й и 33-й серии представлены ниже:

Как видно, китайцы постарались на славу и значительно расширили возможности новой линейки OLT’ов.

Если же и этого будет мало – добро пожаловать в Top-level.

 

5.1.3 Высокопроизводительные головные станции (Top—level).

 

На самом деле, достаточно сложно представить себе отечественного ИСП, которому бы потребовались головные станции такого уровня. Китайцами Top-level OLT’ы используются как GEPON-агрегаторы, работающие в центре среднего города и обслуживающие тысячи абонентов одновременно.

У нас на родине исторически не сложилась судьба PON-технологий в городских массивах (обслуживание городов полностью легло на плечи технологии FTTX). Однако, если Вы твёрдо уверены в своих силах и правильно продумали строительство PON в городских условиях – просим любить и жаловать модели P85ХХ.

По сути, эти модели – ни что иное как шасси для размещения MCU (англ. Main Control Unit – основной блок управления), коих на таких шасси может стоять аж по 3 за раз! Каждый MCU способен обрабатывать информацию сотнями гигабит в секунду, а оставшиеся слоты могут быть успешно заняты платами расширения с различными наборами портов (от медных 100Мбит/с до оптических 10Гбит/с), в том числе и с портами GEPON (максимум по 128 GEPON портов на шасси).

Рисунок 33 – Шасси 85-й серии

 

Данная линейка представлена тремя моделями, которые отличаются только ёмкостью шасси(и, как следствие, возможностью установки большего или меньшего количества MCU и карт расширения).

В зависимости от модели MCU, функционал может незначительно меняться, но даже самая бюджетная модель умеет всё: BGP, OSFP, весь спектр QOS и много чего еще. За более детальной информацией можно обратиться к инженерам нашей компании или поисковым системам.

 

5.2 Абонентские терминалы (ONU), предлагаемые компанией BDCOM.

 

Компания BDCOM обладает достаточно широким ассортиментом абонентского оборудования, однако, учитывая особенности отечественного PON и многолетний опыт работы с отечественными ИСП, наша компания выбрала среди всего многообразия серийных образцов и прототипов ONU от BDCOM несколько самых основных, которые на сегодняшний день являются очень популярными среди ИСП.

Условно эти ONU можно разделить на три основные категории:

— ONU с одним гигабитным абонентским портом;

— ONU с четырьмя гигабитными абонентскими портами;

— ONU с четырьмя сто-мегабитными абонентскими портами;

 

Каждая категория ONU имеет несколько моделей, описание которых представлено ниже.

 

5.2.1 ONU с одним гигабитным абонентским портом от компании BDCOM.

 

В эту категорию попадают модели P1501C (rev. 1.0), P1501C (rev. 2.0) и P1501C1.

Отличие первых двух друг от друга заключается в чипе управления, который занимается обработкой оптического GEPON траффика.

Обе ONU имеют одинаковый функционал и внешне очень похожи (те же металлические корпуса, та же серая краска…).

Рисунок 34 – Внешний вид ONU P1501C (rev. 2.0)

Рисунок 35 – Внешний вид ONU P1501C (rev. 1.0)

 

Относительно новая P1501C1 отличается от предыдущих однопортовых моделей пластиковым корпусом и чипом. В остальном, функционал схож с первыми двумя моделями.

Рисунок 36 – Внешний вид ONU P1501C1

 

Сравнительная таблица основных отличий однопортовых гигабитных ONU от компании BDCOM представлена ниже:

5.2.2 ONU с четырьмя гигабитными абонентскими портами от компании BDCOM.

 

В этой категории наличествует только одна модель P1504B, Однако, постепенно она сдаёт свои позиции в популярности из-за невостребованных трёх гигабитных портов, однако, если среди заказчиков есть те, которые хотят «всё и сразу» — эта модель подойдет как нельзя лучше.

Внешне, за исключением маркировки, она ничем не отличается от P1004B, о которой ниже, поэтому, чтобы не нагромождать картинки, её изображение отсутствует.

 

5.2.3 ONU с четырьмя сто-мегабитными абонентскими портами от компании BDCOM.

 

Данная категория – самая востребованная среди всех абонентских устройств, производимых компанией BDCOM. В лучшие времена украинский рынок потреблял до 50 000 ONU данной категории в год.

ONU этой категории зарекомендовали себя как неприхотливые, недорогие и универсальные устройства, способные обслуживать от одного (но очень прихотливого) клиента до четырёх, обитающих по соседству.

Сто-мегабитные ONU у компании BDCOM представлены двумя моделями: P1004B и P1004C1. Как водится, различаются они электронной начинкой и материалом корпуса, но, в целом, функционал у них один и тот же:

Фото ниже:

Рисунок 37 – Внешний вид ONU P1004B

Рисунок 38 – Внешний вид ONU P1004C1

 

На самом деле, у BDCOM в закромах есть еще один экземпляр четырехпортовой сто-мегабитной ONU, являющийся смесью P1004B (печатная плата) и куска китайского боевого механизма (корпус). Называется «оно» P1104B-O, и фото этого чуда можно посмотреть ниже. Из достоинств устройства можно отметить высокую степень защищенности от всех внешних факторов, включая удары тяжелыми предметами и суровые русские морозы. Кроме того, корпус ONU, по сути, является металлическим коробом, в который можно завести оптоволоконный кабель и установить сплиттер. Фото ниже.

Рисунок 39 – Внешний вид и внутреннее устройство P1104B-O

 

В наличии и под заказ имеются и другие ONU, список которых достаточно велик. Однако, как показывает практика, все модели ONU, не перечисленные выше, не прижились среди большинства ИСП и используются «от случая к случаю».

 

Обязательно скачайте себе Приложение: Расчетные таблицы различных топологий

Все прошивки и примеры настройки Находятся Здесь

Источник