Подключение gpon ростелеком. Технология GEPON. Плюсы интернета по технологии PON от Ростелекома

28.12.2023 | Windows 8

Технология GEPON

В данном материале пойдет речь о технологии и оборудовании для организации пассивных оптических сетей - Passive Optical Network, PON. Основными отличиями PON от классических оптических каналов связи являются использование для агрегации трафика пассивного оборудования - оптических сплиттеров - и высокая плотность портов.

Не секрет, что требования потребителей к скорости доставки информации из Интернет растут по экспоненте. Сегодня в крупных городах 10 Мбит/с являются совершенно обычным делом. Причины этого процесса остаются неизменными уже давно - передача голоса и видео, мультимедиа, телевидение (в последнее время также и в версии высокого разрешения). Только вот битрейты постоянно возрастают.

Существенную часть затрат любого провайдерского проекта несет кабельная инфраструктура. Причем здесь учитывается не только стоимость кабеля, но и его прокладки, которая в случае работы в уже существующей инфраструктуре может быть очень велика. И конечно хочется чтобы вложения работали долго, не требовали частых обновлений и имели хороший запас по нужным параметрам. С этой точки зрения оптические каналы связи сегодня это наиболее производительный и «дальнобойный» способ обеспечения сетевого соединения устройств. При этом классическая архитектура предполагает топологию «точка-точка», когда каждая линия имеет свои выделенные порты с каждой стороны, а при необходимости создания «ответвлений» требуется установка активного оборудования в узле. Так что наиболее удачно она может использоваться для одиночных линий большой протяженности.

Однако в некоторых ситуациях более удобной может оказаться древовидная топология, которая интересна с точки зрения масштабируемости и сниженной общей длины прокладываемых кабелей. Как раз для подобных проектов и подходит PON. В России сети этого типа появилась уже достаточно давно, более пяти лет назад.

А рост числа подключенных пользователей и старт первых российских проектов класса волокно в каждый дом (Fiber To The Home, FTTH), основанных на PON, показывает, что технология прижилась и у нас.

Структура сети PON

Сеть PON состоит из нескольких элементов - коммутатора на узле связи, линий связи с пассивными сплиттерами в узлах сети и модемов на стороне абонентов. К каждому модему поступают все пакеты от коммутатора, а во время передачи используется временное мультиплексирование кадров.

Передача данных в прямом канале

Передача данных в обрантом канале

Компания ZyXEL предлагает сегодня оборудование стандарта EPON (IEEE 802.3ah), называемого также GEPON.

В настоящий момент оборудование участвует в нескольких проектах, а также в тестированиях у провайдеров по всей России. Именно о нем и пойдет дальше речь. Отметим что другие стандарты рассматриваемого типа сетей отличаются скоростными и другими техническими характеристиками.

Коммутатор позволяет по одному волокну (одному порту) подключить до 32 или даже 64 абонентов. Общая скорость передачи данных (которая делится между абонентами) составляет 1,25 Гбит/с. Дальнейшее развитие EPON уже в ближайшие годы предлагает также переход на скорости 10/1 Гигабит/с и 10/10 Гигабит/с. В следующем году ожидается принятие рабочей версии стандарта 10G EPON, а уже в 2010 году могут стартовать первые пилотные проекты.

C задержкой в два-три года планируется переход на 10-гигабитные скорости и технологии GPON.

Для приема и передачи используются лазеры с разной длиной волны - 1490 нм для передачи и 1310 для приема. При необходимости возможно добавление в канал и аналоговых кабельных телевизионных каналов (100 и более), которые модулируются лазером на 1550 нм. В зависимости от конкретной схемы сети и использованного оборудования, общая протяженность канала может составлять до 20 км.

Мультисервисная сеть на базе технологии GEPON

Кабель прокладывается от порта коммутатора в виде дерева. Сплиттеры, устанавливаемые в узлах, чрезвычайно неприхотливы - не требуют электропитания, настройки и управления, термошкафов, недороги и очень компактны. Это позволяет размещать их, например, в уже имеющихся телефонных распределительных шкафах.

Сплиттер

Простейшие оконечные устройства представляют собой конвертеры оптика-кабель со встроенным фильтром MAC-адресов. В случае использования телевидения, в модем устанавливается еще один приемник, а на телевизор выводится обычный высокочастный кабель.

Для защиты информации возможно использование шифрования (AES128) всех передаваемых пакетов. Технология не допускает прямого общения отдельных абонентов, находящихся на одном порту коммутатора - данные от одного абонента могут попасть к другому только через GEPON-коммутатор, который ретранслирует потоки данных восходящего потока на длине волны 1310 нм в нисходящий поток на длине 1490 нм. Дополнительным плюсом с точки зрения безопасности является использование на линии исключительно пассивного оборудования, затрудняющего перехват.

Из положительных сторон PON нужно отметить:

минимальное использование активного оборудования;
минимизация кабельной инфраструктуры;
низкая стоимость обслуживания;
возможность интеграции с кабельным телевидением;
хорошая масштабируемость;
высокая плотность абонентских портов.

В тоже время при рассмотрении технологии нужно учесть и ее особенности, особенно в сравнении с линиями «точка-точка»: разделяемая между абонентами полоса пропускания, общая среда может не подойти клиенту с точки зрения безопасности, пассивные сплиттеры затрудняют диагностику оптической линии, возможно влияние неисправности оборудования одного абонента на работу остальных, меньшая выгода в случае реализации на этапе строительства.

Оборудование

Линейка продуктов GEPON у ZyXEL состоит из трех коммутаторов и трех модемов. Младшая модель коммутатора - - имеет восемь портов GEPON и восемь соответствующих им Gigabit Ethernet (обратите внимание, что именно гигабитных, устройства с меньшей скоростью к ним подключить нельзя). К каждому оптическому порту можно подключить до 32-х модемов в итоге получив 256 абонентов на устройство. Все коннекторы расположены на лицевой стороне устройства - 8xPON, 8xGigabit, консольный, 10/100BaseT внесетевого управления и питание. Здесь же есть и кнопка сброса устройства. Все порты имеют набор индикаторов для определения текущего статуса. У есть встроенный гигабитный L2+ коммутатор (неблокируемая коммутация с пропускной способностью 24 Гбит/с, скорость коммутации кадров 17,8 млн. пак/с) и четыре совмещенных порта 1000Base-T/SFP. Такой вариант можно использовать для резервирования канала - при одновременном подключении двух разъемов (SC и RJ45) работает оптика, а в случае аварии в оптическом канале происходит автоматическое переключение на медь. Питание и консольный порт у этой модификации находятся на задней панели. Данные модели выполнены в стандартном 1U корпусе и рекомендуются для использования в быстрорастущих сетях. Самой производительной моделью является модульный . В его 4,5U корпусе предусмотрено место для установки до шестнадцати OLC-2301. Каждый такой линейный модуль имеет порт GEPON и совмещенный порт 1000Base-T/SFP. В шасси также устанавливается управляющий модуль и блок питания с двойным резервированием. Линейный модули допускают горячую замену, что положительно сказывается на удобстве обслуживания сети и надежности предоставления услуг. Максимально OLT-2300 может поддерживать 512 абонентов. Все оптические модули коммутаторов рассчитаны на дальность работы 20 км.

OLT-1308

Последние обновления прошивок моделей OLT-1308/OLT-1308H позволяют работать на одном канале не 32, а 64 абонентам, что существенно снижает стоимость одного подключения. Для OLC-2301 такой возможности пока нет.

Шасси OLT-2300

Все GEPON-коммутаторы поддерживают протоколы STP/RSTP и механизмы приоритезации трафика и организации виртуальных сетей (включая Port Based и 802.1Q). Эффективность многоадресных рассылок обеспечивается поддержкой IGMP v.2, IGMP proxy, IGMP snooping и MVR. Для управления предусмотрены порты RS-232 и 10/100Base-TX. Настраивать коммутаторы можно через Web-интерфейс (поддерживается SSL, предусмотрена установка до пяти аккаунтов, примеры скриншотов - , , ), telnet, SSH, FTP или консольный порт. Номера портов всех сервисов можно изменить. Возможно ограничение доступа по IP-адресам. Web-интерфейс имеет встроенную систему помощи.

Устройство автоматически находят все подключенные абонентские модемы и позволяет назначить им специфические профили. Они включают в себя настройки скорости, фильтрации, VLAN, приоритетов и другие параметры. Допускается использование протокола аутентификации 802.1x.

Коммутаторы также позволяют следить за физическим состоянием - проверяются температуры, скорости вращения вентиляторов, напряжения. Для больших сетей будет полезной поддержка коммутаторами проколола SNMP и совместимость с EMS системой управления NetAtlas. Кроме того, возможно объединение устройство в кластеры для общего управления.

В настоящий момент моделей со встроенными инжекторами КТВ у ZyXEL нет. Впрочем, для микширования сигнала ТВ в оптический канал можно использовать внешние сплиттеры и медиаконвертеры коаксиал/оптика.

ONU-631HA

Первой моделью абонентского GEPON-модема является . Он работает в режиме моста, прост в обслуживании и управляется исключительно со стороны провайдера по специальному протоколу. Для пользователя он предлагает стандартный порт Gigabit Ethernet. Предусмотрено две модификации модемов - с индексами -11 и -12. Первая работает на расстояниях до 10 км, а вторая - до 20 км. Корпус выполнен из темного пластика, на передней панели есть несколько индикаторов (питание, PON, LAN, скорость LAN, дуплекс). На задней стороне расположены два сетевых порта (оптический и медный) и вход блока питания (12 В 1,5 А). Данная модель позиционируется для подключения корпоративных абонентов и выносов операторской сети.

ONU-634HA

Вторая модель более интересна для подключения домашних пользователей - имеет встроенный централизованно управляемый 4-портовый коммутатор с привязкой VLAN 802.1Q к портам Fast Ethernet. Как и 631-й она полностью настраивается со стороны провайдера, что сокращает затраты на обслуживание. Также сейчас существуют семплы ONU-634FA - четыре сетевых порта и выход кабельного телевидения, позволяющий напрямую подключить к GEPON-модему обычный телевизор.

ONU-634FA

Рекомендованные цены на оборудование GEPON
Модель	Стоимость ($)	Стоимость на абонента ($)
ONU-631HA-11/12	372/454	372/454
ONU-634HA-11/12	388/502	388/502
OLT-1308	23 939	47
OLT-1308H	23 283	46
OLT-2300M/OLC-2301HA-12	1 317/2 670	90 (на 512 абонентов)

Для построения сети также потребуются сплиттеры (примерная стоимость - от 400 руб за 1×2 до 4000 руб за 1×8, существуют и модели 1×32), оптический одномодовый кабель (стоимость сравнялась с ценой кабеля UTP: цены на одволоконный кабель начинаются с 7-8 рублей за метр) и коннекторы (от 100&ndsah;140 рублей за одно соединение).

Тестирование описанного оборудования в составе коммутатора OLT-1308 и модемов ONU-631A проводилось на тестовой площадке компании ZyXEL с использованием тестового пакета Ixia Chariot. Результаты при одновременной работе одного, двух и трех клиентов приводятся в таблице (пакеты максимального размера, Мбит/с). Модемы подключались к одному из портов коммутатора через один сплиттер. Видно, что в случае максимальной нагрузки, скорости равномерно распределяются по всем клиентам. Отметим и высокую эффективность передачи данных, включая режим работы нескольких клинетов - суммарная скорость практически совпадает с максимально возможной.

В целом можно отметить, что технология не сложна в настройке и эксплуатации и работает согласно спецификациям. Скорости соответствуют знакомым по медным гигабитным сетям.

Выводы

Технология GEPON может успешно применяться для организации оптических каналов каналов связи до абонента и особенно эффективна в случае наличия ограничений на прокладку кабелей и установку активного оборудования на линии. Эффективность данного решения зависит от многих факторов и однозначно сказать, что это лучший вариант конечно нельзя, все определяется конкретными требованиями заказчика. Тем не менее, произведенные оценки позволяют сделать вывод, что уже сегодня в некоторых случаях себестоимость подключения по оптике домашних абонентов может не превышать 500 долларов.

Что касается описанного оборудования, то компания ZyXEL предлагает сегодня полную линейку GEPON-устройств, позволяющую создавать оптические сети любого масштаба со всеми необходимыми системами управления и технологиями повышения надежности.

Как появилась технология GPON компании «Ростелеком», что это такое и как её возможно подключить? Из-за быстрорастущих потребностей пользователей Всемирной сети компании предоставляющие услуги доступа в Интернет столкнулись с задачей, решение которой помогло бы сделать передачу данных более практичной, высокоскоростной и недорогой в содержании. Решением стала технология GPON, которая сейчас активно используется компанией «Ростелеком». Технология «PON» представляет собой пассивные сети с применением оптоволокна и разделителей, а буква «G» в начале названия разъясняет, что этот оптоволоконный интернет является гигабитным. Благодаря использованию в технологии оптоволокна отпала необходимость активного оборудования, которое осуществляло передачу данных от автоматической телефонной станции к квартире пользователя. Благодаря каналу с высокой пропускной способностью появляется возможность подключить не только Интернет, но телевидение без использования специальных приставок, а также осуществимо подключение телефона к этой же линии.

Проведение цельного оптоволокна на весь участок от автоматической телефонной станции до квартиры клиента неэкономично, так как подобная работа требует больших затрат и совершенно не окупается. Для решения этого вопроса было решено делить сигнал на установленном участке. Сплиттер – является пассивным оптическим делителем. Был изобретен для того, чтобы расщеплять сигнал из одного оптоволокна в несколько, в соотношении 1:64. Свитч или коммутатор – используется в этих же целях технологией «Fiber to the Home», сокращенно FTTH, которая предполагает протягивание оптоволокна к дому клиента, а к его квартире – медный кабель.

Как подключается данная технология

Из-за высокой ломкости и хрупкости оптоволокна оптический терминал (модем) принято монтировать вблизи отверстия, в который протягивали оптику в квартиру. Это делается для того, чтобы длина волокна, находящегося в помещении была сравнительно небольшой, так как если изгибать или перегибать данный тонкий провод он быстро выйдет из строя. Также он не выдерживает давления мебели. А заменить и/или восстановить волокно очень трудно и затратно. Главным аспектом при монтаже оборудования является обязательное наличие розетки с напряжением 220V близ того места, где необходимо установить оптический модем. Медный кабель UTP или витая пара является связующим между оптическим терминалом и ПК (при подключении Интернета), а также между терминалом и TV-приставкой (при подключении услуги IPTV).

Распределительная коробка располагается в подъезде и коммутационный шнур от неё до квартиры клиента помещается в специальные защитные короба. Специальный сварочный аппарат помогает соединить два конца оптики, один из которых находится в квартире, а второй в сплиттере в распределительной коробке и в итоге получается линия из оптоволокна от автоматической телефонной станции до квартиры клиента. Последним этапом является настройка устройства и проверка доступа к Интернету. При отсутствии технических неполадок, абонентом подписывается договор, который монтажники привозят с собой в том случае, если заявка была оформлена удаленно, а также допуск на установку.

Как настроить доступ в Интернет

Настройка сетевого оборудования в квартире клиента производится лично работниками компании «Ростелеком», если он арендует устройство у самого провайдера. Если оборудование было куплено самостоятельно, то при первом подключении за его настройку нужно будет платить отдельно. Во избежание лишних затрат на маршрутизаторе следует собственноручно настроить параметры сети. Стоит внимательно отнестись к подбору маршрутизатора, для того, чтобы оптоволоконный интернет работал успешно. Главным фактором при выборе должна быть его функциональность. При желании подключить услуги IPTV и телефонии, необходимо купить оптический модем, если этого желания нет, хватит и обычного оптоволоконного роутера.

G PON ONT RFT620 имеет четыре LAN порта для подключения ПК к Сети, встроенный Wi-Fi модуль и является оптимальной моделью терминала, которая позволяет в полной мере использовать все преимущества IP и классической телефонии. Роутер «Ростелеком» предоставляет в аренду, также с возможностью его покупки. Схема подключения и настройки представляет собой несколько последовательных этапов:

После подсоединения кабеля GPON от Ростелекома к ПК по LAN порту, оборудование нужно включить.
С помощью любого браузера необходимо зайти в настройки оборудования, для этого в адресную строку прописывается IP терминала (по умолчанию 192.168.1.254).
Далее требуется ввод логина и пароля для входа в программное обеспечение (по умолчанию user/user).
Провайдер предопределил для этой модели настройки интернета, поэтому после попадания абонента на домашнюю страницу прошивки они не требуют изменений.
Активацию беспроводного соединения потребуется произвести вручную, так как по умолчанию оно отсутствует.
Для этого в меню «Беспроводная сеть» необходимо включить WiFi на маршрутизаторе.
В целях защиты сети от проникновения посторонних следует внимательно отнестись к параметрам безопасности перед активацией устройства.

Какие плюсы и минусы у данной технологии

Плюсами технологии является:

Возможность подключения услуг Интернета, телефона и тв при использовании одного устройства приобретенного абонентом, так как оптоволоконный кабель протягивается к квартире клиента, что помогает каналу иметь более высокую пропускную способность.
При отключении электричества оборудование продолжит работать, при наличии альтернативного источника питания и заряженного ноутбука или планшета, сохраняя доступ в Интернет. Это возможно благодаря отсутствию между автоматической телефонной станцией и квартирой абонента переходных активных устройств.
Исключена опасность удара электрическим током, так как в оптике отсутствует напряжение и она устойчива к воздействию влаги.

Выявленные минусы технологии:

Чувствительность оптоволокна к загибам и перегибам, из-за чего возможность протянуть его по квартире укладывая в плинтуса отсутствует.
Ухудшение качества сигнала, а, следовательно, снижение уровня работы при небольшом изгибе.
Даже при отсутствии финансовой выгоды, просто в качестве забавы, вандалы любят резать и рвать оптику.
Необходимость прятать оптоволоконный кабель из-за его хрупкости от домашних питомцев.

Несмотря на выявленные минусы, оборудование имеет хорошие отзывы уже подключенных абонентов. Ведь если Вы подключаете интернет с помощью технологии GPON, то не только ПК получает новые возможности, но и телевизор и даже телефон.

Благодаря GPON от Ростелекома, пользователи получили возможность подключения высокоскоростного интернета на собственных компьютерах. Узнать подробнее о технологии можно расшифровав аббревиатуру, которая обозначает gigabite passive optical network или в переводе на русский – гигабитная пассивная оптическая сеть.

GPON от Ростелекома

Основа технологии GPON от Ростелекома, не раз удостоенной положительных отзывов как в среде профессионалов, так и пользователей, была заложена еще много лет назад. Разработка начала проводиться в 80-x годах прошлого столетия. Испытания впервые были осуществлены в 1987 году в Англии. Второй стадией стал консорциум в 1995 году, посвященный стандартизации PON. В нем взяли участие разработчики и крупнейшие интернет-провайдеры мира. Уже через три года после консорциума в Соединенных Штатах и Японии были установлены первые оптические сети, доступные для широкой аудитории. Далее, технология начала свое стремительное развитие в других странах мира.

В России внедрение GPON сейчас находится на начальной стадии. Активное участие в этом мероприятии принимают провайдеры МГТС и Ростелеком. Переход к оптоволокну после долгосрочного использования медного кабеля производится достаточно сложно, так как требует значительных затрат на прокладку новых линий и покупку совместимого оборудования. Тем не менее Ростелеком готов предложить подключение GPON не только в крупных городах, но и в некоторых частных секторах за их пределами.

Схема подключения GPON от Ростелекома достаточно проста. К каждому из домов провайдер подводит оптоволокно, а далее при помощи коммутатора кабель разделяется и поступает на совместимое оборудование пользователя. В самой квартире сигнал преобразовывается специальным роутером, который имеет вход для оптоволокна. Такое оборудование достаточно дорогое, поэтому пользователи часто арендуют его у провайдера.

Важно: Перед тем как настроить GPON от Ростелекома для собственного оборудования в домашней сети, нужно подключить кабель интернет-оператора и один компьютер по разъему LAN. После этого можно будет войти в веб-интерфейс устройства.

Настройка оборудования для GPON от Ростелекома

Подходящее оборудование для подключения GPON можно арендовать прямо у Ростелекома. Если такой вариант устраивает, провайдер лично выполнит настройку сетевых устройств в вашем доме. В тех случаях, когда оборудование покупается отдельно, стоимость настройки не будет включена в первоначальное подключение. Поэтому на роутере нужно будет самостоятельно внести параметры интернета.

Для успешного создания сети по оптоволокну стоит обратить особое внимание на подбор оборудования. Первое, что нужно учесть – функционал роутера. Если вам необходимо помимо интернета также иметь возможность подключения IPTV и телефонии, рекомендуется приобрести терминал. В других же случаях будет достаточно иметь простой оптоволоконный роутер.

Одной из оптимальных моделей терминалов, которую можно арендовать или купить у Ростелекома, является G PON ONT RFT620. Помимо четырех LAN портов для подключения компьютеров к интернету и встроенного Wi-Fi модуля, такой аппарат позволит воспользоваться всеми преимуществами IP и классической телефонии.

Подсоединив кабель GPON от Ростелекома и компьютер по разъему LAN, необходимо включить оборудование и зайти в его настройки. Для этого понадобится открыть любой браузер и написать в адресной строке IP терминала. GPON ONT RFT620 от Ростелекома для входа в настройки параметров по умолчанию использует IP адрес 192.168.1.254. Перед тем как войти в программное обеспечение устройства будет необходимо ввести логин и пароль, которые имеют значения user/user. После этого вы попадете на домашнюю страницу прошивки. Настройки интернета на этой модели уже предопределены провайдером и не нуждаются в изменении.

По умолчанию на оборудовании отсутствует беспроводное соединение, которое понадобится активировать вручную. Wi-Fi на роутере от Ростелекома модели GPON ONT RFT620 можно включить в меню «Беспроводная сеть». Перед активацией рекомендуется обратить особое внимание на параметры безопасности, которые помогут защитить сеть от проникновения посторонних.

Технология GPON – новый шаг в эволюции широкополосного подключения к интернету. Благодаря высокой скорости и стабильности сети, пользователи получают практически неограниченные возможности для работы и отдыха за компьютером.

Или Gigabit PON стала внедряться относительно недавно. Разберемся, что стало предпосылками появления технологии GPON, какие у неё перспективы, а также сравним её с конкурирующими технологиями - PON и GEPON.

В 2014 году будет отмечаться 45-летие первого компьютерного сеанса связи, проведенного в США на расстоянии около 640 км. Это событие считается началом зарождения Интернета. Правда, предшествующая Всемирной паутине сеть ARPANET в то время была доступна очень узкому кругу людей и организаций. Подключение же к ней «посторонним» счастливчикам, обладающим компьютерами, стало возможно только в 1991 году. И лишь появление в 1993 году веб-браузера NCSA Mosaic обеспечило предпосылку взрывного роста мировой интернет-аудитории. Так что история «массового Интернета» на текущий 2013 год насчитывает всего 20 лет.

В первое десятилетие развития глобальной сети среди пользователей, обращавших внимание на такой показатель как «пропускная способность канала связи (скорость передачи данных в битах)» или связанную с ним характеристику «полоса пропускания», были «считанные единицы» людей, знакомых с теоретическими основами радиотехники. А сегодня о «скоростях в Интернете» рассуждают все. И все хотят иметь в распоряжении «высокоскоростной Интернет».

Почему именно высокоскоростной? И где тот предел, с которого можно считать доступ в Интернет «высокоскоростным»?

У массового пользователя скорость Интернета ассоциируется, прежде всего, с интервалами времени загрузки «тяжелых» видео-, музыкальных и графических файлов, количество которых в Сети растет в геометрической прогрессии, да и сами они «укрупняются». Корпоративным потребителям онлайн-услуг (а с недавнего времени еще и «облачных») нужна высокая скорость реакции на запросы в используемых системах управления бизнесом.

Значит, высокоскоростной Интернет - это насущная необходимость, а не прихоть (как для «юзеров», так и для компаний). «Граница» же, с которой начинается высокоскоростной Интернет, на сегодняшний день, по мнению специалистов, проходит на уровне 10 Мб/c.

«Оптика» вытесняет «медь»

Всемирная компьютерная сеть начала развиваться на базе существующих телефонных линий с использованием технологий xDSL. Самая «продвинутая» разновидность этого «медного» семейства — модемная технология ADSL2+ обеспечивает скорость входящего потока 24 Мб/с (исходящего — 1,2 Мб/с). В настоящее время она является безусловным лидером по количеству подключений во всех странах мира. Однако «медные» линии связи, проложенные десятки лет назад, устаревают как физически, так и морально и постепенно заменяются оптическими сетями FTTx, использование которых позволяет на два порядка повысить скорость обмена информацией в Интернете. А в недалекой перспективе - еще больше.

В последнее пятилетие процесс замены медных кабельных трасс на оптические нарастает и, по расчетам аналитиков, еще через пять лет соотношение «оптика/медь» в телекоммуникациях кардинально изменится в пользу «оптики».

Архитектура FTTx (Fiber to the x) представляет собой отрезок оптоволоконной линии связи, подключенный с одной стороны к приемопередающей станции OLT (Optical Line Terminal - оптический линейный терминал), установленной у оператора, а с другой - к приемопередающим модулям абонентов - ONT (Optical Network Terminal) или ONU (Optical Network Unit) .

ONT - терминал индивидуального пользования (его также называют оптическим модемом), устанавливаемое в квартире. ONU - предназначено для установки в распределительном шкафу многоквартирного дома и имеет несколько портов для подключения компьютеров, телевизоров, телефонов, находящихся в соседних квартирах.

ONT и ONU преобразуют оптические сигналы, поступившие от OLT, в электрические (направляемые, например, в компьютеры, телевизоры, телефоны), а также выполняют обратное преобразование электрических сигналов, поступивших от терминалов пользователей, в оптические, которые отправляются в OLT.

Если в отрезок оптической линии внедрить сплиттеры (пассивные разделители сигнала, поступающего от OLT) и к их выходам подключить ONT, то такой переход от одноволоконной структуры FTTx к древовидной приведет к образованию пассивной оптической сети - PON (Passive Optical Network).

Работа PON состоит в организации множественного доступа через одно оптоволокно посредством временного мультиплексирования (Time Division Multiplexing Access - TDMA) и частотного разделения трактов приема и передачи (Wavelength-Division Multiplexing - WDM). Мультиплексоры WDM, работающие в составе OLT и ONT, разделяют прямой (входящий) и обратные (исходящие) сигналы, транслируемые на разных длинах волн (прямой - 1,49 мкм, обратный - 1,31 мкм). К этим потокам может быть добавлен сигнал кабельного телевидения, передаваемый на длине волны 1,55 мкм.

Первые ростки технологий PON появились около 15 лет назад, и за прошедшее время Международным союзом электросвязи (МЭС) выпущено пять стандартов передачи данных по оптоволокну. Активное оборудование, выпущенное в соответствии с требованиями этих стандартов, обеспечивает скорости от 155 Мб/с до 2488 Мб/с. Об особенностях этих стандартов будет рассказано ниже, а пока что подчеркнем, что общими для всех разновидностей технологий PON достоинствами являются возможности простого наращивания абонентской базы, ее обслуживания и модернизации, а также низкие (по сравнению с «медными» технологиями) эксплуатационные затраты.

GPON: движущая сила стандарта

Первый стандарт семейства PON - APON (ATM PON) был утвержден МЭС в конце 1998 года и уже в следующем году американские и японские операторы связи приступили к строительству пассивных оптических линий. Передача данных по этому стандарту осуществляется на базе протокола ATM, описывающего способ коммутации и мультиплексирования, основанный на передаче данных в виде ячеек фиксированного размера (ячеек ATM). Скорость передачи данных - 155 Мб/с.

Внесение в APON новых технологий, в частности, динамического назначения полосы в зависимости от приложений, поддержки протоколов SDH, FE, GE, SDI PAL, El, E/FE и телефонии, обеспечило дополнительную функциональность в областях трансляции речи, разнообразного видеоконтента и телевещания (первое появление в PON третьей длины волны). Что и обусловило утверждение «дочернего» стандарта APON - BPON (Broadband PON). При этом скорость передачи данных повысилась до 622 Мб/с.

Следующим «звеном в цепочке» APON - BPON стал стандарт GPON (Gigabit- capable Passive Optical Network) , реализация которого обеспечивает работу сети как в симметричном, так и в асимметричном режимах. Чаще используется второй режим, при котором скорость передачи данных в прямом потоке достигает 2,488 Гб/с, а в обратном - 1,244 Гб/с (обычно эти числа округляют и говорят о 2,5 Гб/с и 1,25 Гб/с).

Обычно к оптическому модему (ONT) сети стандарта GPON домашний ПК подключается либо по витой паре, либо по беспроводной связи (Wi-Fi). В ONT также есть порты для подключения телевизора и VoIP-телефона.

Базовым протоколом в технологии GPON стал GFP (Generic Framing Protocol), хотя используются также рекомендации TDMA, SDH, Ethernet, ATM.

Параллельно с совершенствованием PON-технологий в мире происходило развитие оптических сетей Ethernet и достижения этой коммуникационной «ветви» в области высокоскоростной передачи данных были использованы в стандарте EPON (Ethernet PON), который был разработан на базе протокола MPCP (Multi-Point Control Protocol), осуществляющего управление множеством узлов. А его улучшенная версия - GEPON (Gigabit EPON) по своим характеристикам и возможностям сегодня уступает только безусловному лидеру PON-технологий - GPON.

Что «бросается в глаза» в приведенном мини-обзоре технологий, используемых в пассивных оптических сетях? - То, что различия в их функциональности обусловлены главным образом тем, какие протоколы передачи данных положены в основу стандартов.

GPON и GEPON: простая арифметика

Если известны числовые показатели (или даже описания), выражающие какие-либо характеристики объектов, которые нужно сравнить, то такое сравнение произвести довольно просто, размещая соответствующие числа в строку или в столбик. И сразу же будет видно, «кто кого лучше». Проведем такое сравнение GPON и GEPON.

Итак, скорость передачи в прямом потоке у GPON - 2,5 Гб/с, а у GEPON - 1,25 Гб/с.

Максимальное число абонентских узлов на одно волокно у GPON - 64, а у GEPON - 16, что обуславливает более низкую стоимость порта на одного абонента в оптическом терминале оператора, произведенном по стандарту GPON, и значительно меньшее потребление электроэнергии станционным оборудованием, чем при использовании операторского оборудования стандарта GEPON.

Загруженность полосы пропускания по технологии GPON - не менее 93%, а по GEPON - не более 60%. Это различие обусловлено тем, что в активном оборудовании GPON, используется технология фрагментации кадров GEM (GTC Encapsulation Method), повышающая эффективность использования полосы пропускания. В технологии же GEPON такого инструмента нет.

Вот и вся «простая арифметика», объясняющая популярность GPON.

GPON: кабели внутридомовой разводки

Сеть GPON состоит из магистральных и распределительных линий связи. Протяженность магистральных трасс GPON в настоящее время достигает 20 км (в ближайшие годы разработчики технологии GPON обещают увеличить максимальную длину магистрального оптоволокна до 60 км). Магистральные участки прокладываются (подробнее о прокладке оптоволоконного кабеля ) с использованием традиционных методов воздушной или подземной прокладки оптических кабелей с защитной оболочкой, которая обеспечивает долговечность эксплуатации кабельной линии в условиях повышенной влажности и перепада температур.

Для распределительной инфраструктуры GPON, создаваемой, например, в пределах многоквартирного дома, применяются дроп- и райзер-кабели. Особенностью «этажных» дроп-кабелей, предназначенных для ответвления оптической линии от подвесного распределительного кабеля, является предоставляемая их конструкцией возможность «гибкой» трассировки с малыми радиусами изгиба.

Райзер-кабели, применяемые для вертикальной межэтажной разводки, содержат 6-12 оптических волокон, которые легко укладываются в кассетах, а для их сварки требуется существенно меньшее время, чем при сварке оптических волокон других видов кабелей.

GPON: скорость эволюции нарастает

Преимущества стандарта GPON по сравнению с другими разновидностями технологий PON были неоспоримы уже с момента его утверждения в 2003 году. Однако к 2010 году в России пользователей ШПД на основе GPON «набралось», по данным компании J’son & Partners Consulting, всего 80 тысяч. Основным барьером к большему росту, как это почти всегда случается с продуктом, появившимся на рынке, была высокая цена активного оптического оборудования. В последние несколько лет цены на станционные приемопередатчики и абонентские оптические модемы заметно снизились, благодаря чему к началу 2017 года (по прогнозам аналитиков той же компании) количество российских пользователей GPON приблизится к 6 млн, то есть за семилетку увеличится почти в 75 раз!