GPON, XPON, OLT, EPON: полный разбор простыми словами от Хомяка

Всем привет! И сегодня мы поговорим про PON. Passive Optical Network – технология пассивных оптических сетей, основанная на древовидной волоконно-кабельной архитектуре без использования активных разветвителей сигнала. Вместо узлов связи, требующих доступ к электричеству, оптический сигнал разделяется с помощью сплиттеров, работающих без электропитания и дополнительных настроек. А теперь подробнее.

Ключевое назначение

PON – эффективно и экономично распределять возможности оптоволоконной сети. Провайдерам больше не придется проводить к каждому абоненту дорогостоящее волокно. Намного проще и дешевле соорудить распределительную сеть со сплиттерами и по одному оптоволокну с помощью распределительной оптики довести сигнал до каждой квартиры.

Различают разные способы построения PON:

• ATM PON (APON) с пропускной способностью до 155 Мбит/с.
• EPON (GEPON) c 1,25 Гбит/c.
• GPON – наиболее прогрессивную ветвь развития «Passive Optical Network» со скоростью до 2,5 Гбит/c.

Кроме возросшей пропускной способности GPON эффективнее справляется с обработкой пакетов данных IP и Ethernet, разрешает распределять канал вплоть до 128 абонентов на расстоянии до 20 и даже 60 км. Плюс предполагает наличие развитых механизмов защиты передаваемой информации. Встречается у отечественных провайдеров и технология xPON предлагающая те же преимущества и аналогичный способ применения.

Дополнительные преимущества технологии GPON для провайдеров

• Экономичность. Точные расценки на качественный медный неэкранированный кабель (UPT) варьируются и начинаются с 20 рублей (а то и дороже). Распределительная оптика обходится дешевле в 5 раз. Вторая сторона медали тоже за GPON: если для оптоволокна приходилось искать место для узлов связи (преимущественно на крышах многоэтажек), платить за электроэнергию и думать о безопасности (если не закрывать чердак, то любопытные подростки могут еще и нарушить работоспособность линии), то со сплиттерами даже экспериментировать не придется.
• Доступность. Витая пара, способная организовать гигабитное подключение, едва ли способна превысить 100 метров. Дальше уже начинаются проблемы с приемом и передачей сигнала. С GPON расстояния в 20 километров – не придел. Как результат – единожды организованная головная станция поможет обслужить целый квартал, и скорость GPON не изменится.
• Эффективность. Раз уж электричество для сплиттеров не нужно и обслуживание происходит в пассивном режиме, то и перепады электропитания в парадной не страшны.
• Пассивность. Стандартный кабель диаметром в 3 миллиметра с легкостью протиснется даже в занятых проводами межэтажных шахтах еще советских многоэтажных домов. А вот с классической витой парой подобное едва ли произойдет – монтажникам придется экспериментировать и выводить оптоволокно через улицу. С технологией PON все работает иначе – волокно разделяется с помощью сплиттеров на каждом этаже, не занимает много места и не требует доступа к электричеству.

Остальные преимущества тянут на художественный вымысел – и о «развивающейся технологии» с гарантированным высоким качеством, и о круглосуточной стабильности сигнала днем и ночью, и о стандартах, принятых в Европе и, наконец, добравшихся до РФ. Перечисленные детали напоминают лишь маркетинговый ход и никак не связаны с GPON.

Более подробно советую почитать про витую пару и оптоволокно.

Структура сети

Представить широкополосный доступ к интернету через GPON поможет схема, разделенная на части. Станционный участок отображает активное оборудование OLT (приемопередающий модуль) – принимающее разные сигналы, подготовленные на узле связи. Линейный «путь» показывает положение оптоволоконного кабеля, шкафов с разветвителями и коннекторами, встречающимися на пути от узлов до оборудования принимающей стороны.

Абонентский участок – персональная и устанавливаемая в квартире каждого отдельного абонента разводка от ONT или ONU (оборудования, принимающего и распределяющего сигнала).

В цифрах структура сети выглядит так – от головной станции (узлов связи) выходит от 4 до 8 и более сегментов, которые в дальнейшем разделяются еще и сплиттерами, способными выдержать до 128 абонентов за раз. В результате станция на 8 сегментов стабильно обслуживает до 1024 пользователей.

Распределяют нагрузку специальные стандартны частотного и временного мультиплексирования (FDM и TDM). Частотное предполагает использование волн разной длины в одном канале, а временное – разбирает пакеты данных IP и передает тем пользователям, которые ожидают ответа.

Преимущества и недостатки

Плюсы технологии GPON сосредоточены непосредственно вокруг деятельности провайдеров, желающих тратить меньше денежных средств на реализацию, обслуживание и подготовку новых подключений к широкополосному интернету.

Благодаря возможности объединить в распределительной сети доступ к интернету, телефонии и телевидению, и отказаться от медных кабелей для каждого абонента (а заодно и от распределительных узлов, потребляющих кучу электричества) экономия становится особенно заметной. А ведь еще и жизнь монтажников становится проще – никакого поиска ключей от чердака и попытки просунуть в шахту по три «провода» за раз – для телефона, интернета и телевидения.

К недостаткам технологии GPON привычно относят проблемы с выбором сетевого оборудования. Те же роутеры и модемы редко продаются в розницу, как и оптический GPON-терминалы. Но, даже если оборудование приобрести, то шансы вручную настроить разветвление сигнала и доступ к сети приближаются к нулю. И дело даже не в знаниях, а в проприетарности – абонентский терминал одного производителя зачастую несовместим с головной станцией другого.

Остальные недостатки связаны с возможностью физического повреждения кабеля – с нарушением схемы построения и отключением от домашнего интернета. А потому линия GPON в квартирах монтируется непосредственно рядом с отверстием, откуда протянуто волокно. Не помешает и розетка рядом для подключения оборудования.

Но главное – оптику нельзя применять в том же ключе, как и витую пару. Если раньше Ethernet разрешал подключить все напрямую к компьютеру или ноутбуку, телевизору или даже совместимому процессору, то с GPON сначала потребуется тот самый преобразователь из оптики в электричество, который устанавливается провайдером у каждого абонента. И лишь после преобразования появится знакомый Ethernet-порт.