Retele GPON

Retele GPON

Definitii si standarde

O retea optica pasiva (PON - Passive Optical Network) este o retea punct-multipunct in care sunt utilizate splitere optice pasive pentru a deservi mai multe locatii/clienti prin acelasi mediu optic - un singur fir optic; numarul de clienti/locatii deservite pe acelasi fir este cuprins in intervalul 32 - 128. Fiecare locatie/client conectata la acest tronson unic, va fi deservita de un Echipament Terminal (ONT - Optical Network Unit); toate aceste echipamente terminale vor fi gestionate de catre un Echipament Central ( OLT - Optical Line Termination).

Semnalele catre locatie/client (Downstream) sunt transmise catre toate Echipamentele Terminale, prin acelasi mediu optic; pentru a preveni in 11111d37l terceptarea semnalelor (eavesdropping) se folosesc tehnici de criptare.Semnalul de Downstream este trimis pe λ=1490nm si poate asigura o largime de banda de 2488 Mbps.

Semnalele  de la locatie/client catre Echipament Central (Upstream) sunt combinate utilizand tehnici de acces multiplu la mediu, cu divizare in timp (TDMA - time division multiple access): Echipamentul Central stabileste o clasificare a Echipamentelor Terminale, pe baza careia le aloca acestora anumite cuante de timp pentru a transmite semnal din locatie catre OLT.Semanul de Upstream se transmite pe λ=1310 nm si asigura o largime de banda de 1244 Mbps

GPON (Gigabit PON)  este un protocol definit de Comitetul Telecom din cadrul  International Telecommunication Union (ITU-T) prin documentul G.984. Conform acestui document, o retea GPON se compune din Echipament Central (OLT - Optical Line Terminal), una sau mai multe retele optice de distributie (ODN - Optical Distribution Networks), si unul sau mai multe echipamente optice (ONU - Optical Network Units) si/sau Echipamente Terminale (ONT - Optical Network Terminals).

Fig. 1 Elementele unei retele GPON, asa cum sunt ele definite in standardul G.984

SNI (Service Node Interface) separa reteaua optica de distributie, de reteaua primara (Backbone); interfetele cele mai raspandite sunt 1Gbps sau 10 Gbps Ethernet, STM1, dar pot include si interfete IP, TDM, sau ATM la orice rata de transfer standardizata.

 UNI (User-Network Interface) separa reteaua optica de reteaua din locatie (client); interfete tipice pentru aceasta separare sunt 10/100Base-T, E1 si/sau POTS, dar pot fi de asemenea interfete pe Cu, coaxial, sau radio utilizand orice protocol de comunicatii, specific locatiei/clientului respectiv.

Fig. 2 Alocari de banda conform standard GPON

Pentru a furniza servicii bidirectionale pe un singur fir optic, GPON utilizeaza tehnologia de multiplexare in lungime de unda (WDM - Wavelength Division Multiplexing). Banda 1550 nm (1530-1560 nm) este rezervata pentru servicii suplimentare, cum ar fi transmisia de semnal video analogic peste HFC.

Fig. 3 Topologia liniara

Fig. 4 Topologia in stea

Fig. 5 Topologia hibrida

Fig. 6 Arhitectura tipica pentru dezvoltarea retelei GPON RCS&RDS

O schema bloc de functionare a unei retele GPON este prezentata in figura urmatoare:

Pentru conectarea abonatilor in cadrul retelei RCS-RDS se vor folosi echipamente care vor permite legarea a 64 de abonati pe fiecare port GPON din cadrul echipamentului OLT .Un echipament OLT contine 16 carduri ,fiecare cu cate 4 porturi GPON , deci un total de 64 porturi , pe care se pot conecta un total de 4096 abonati.

           

            Pentru proiectarea si implemetarea retelei se vor vor folosi urmatoarele modele de splittere: 1:2 , 1:4 , 1:8 , 1:16 , 1: 32 si probabil foarte rar 1:64 . La proiectarea arborelui de splittere trebuie tinut cont de bugetul optic disponibil si de atenuarile introduse de splittere , conectica , si fibra optica folosita ,astfel incat sa ajunga o putere optica suficienta la fiecare echipament ONT situtat la abonat.

            La proiectarea arborelui de splittere se va avea in vedere ca pe fiecare ramura a splitterului sa se conecteze acelasi numar de locatii pentru a evita astfel dezechilibrarea arborelui si pierderea de putere optica .

            Exemple de arbore de splittere corect proiectate:

Exemple de arbori incorect configurati:

Datorita faptului ca structura de splittere nu este echilibrata este posibil ca puterea optica de pe ramurile cu mai multi clienti sa nu fie suficienta pentru ca ONT-ul de la abonat sa functioneze.

            Distanta maxima pe care o retea GPON o poate acoperi ,intre OLT si cel mai indepartat client din retea , tinand cont de pierderile cauzate de retea ( cablul de fibra optica , suduri , conectori , splittere) este de aproximativ 20 Km.

            Un calcul aproximativ al pierderilor de putere optica se poate observa in figura de mai jos:

Detalii legate de echipamentele care vor fi folosite la implementarea retelei sunt prezentate mai jos :

-         OLT (se emite cu 1490 nm si se receptioneaza pe 1310nm) este modelul MA 5600T produs de HUAWEI si are urmatoarele caracteristici:

Items	Centre Wavelength	Unit	Single fibre
OLT:			OLT
.        Mean launched power MIN	1490nm	dBm	+1.5
.        Mean launched power MAX	1490nm	dBm	+5
.        Minimum sensitivity	1310nm	dBm	-28
.        Minimum overload	1310nm	dBm	-8

-    La abonat unde se regaseste ONT (CPE) (se receptioneaza pe 1490nm si se emite pe 1310nm).Va fi folosit in prima faza echipamentul EchoLife HG865 produs tot de HUAWEI.

            Echipamentul are 1 port de fibra optica , 4 porturi Fast Ethernet , 2 porturi voce si iesire RF pentru semna video

Items	Centre Wavelength	Unit	Single fibre
ONU:			ONU
.        Mean launched power MIN	1310nm	dBm	0.5
.        Mean launched power MAX	1310nm	dBm	+5
.        Minimum sensitivity	1490nm	dBm	-27
.        Minimum sensitivity	1550nm	dBm	-8
.        Minimum overload	1490nm	dBm	-8
.        Minimum overload	1550nm	dBm	2

 

Pentru mai multe detalii atasat este fisierul cu specificatiile tehnice detaliate ale echipamentului (Fisier  - EchoLife 850 Product Description)

Realizarea proiectului se va face pe harta de lucru MAPINFO. Pentru aceasta se vor creea layere noi care vor contine toate elementele specifice retelei GPON. In paralel cu proiectul Mapinfo se va realiza intr-un fisier Excel o schema bloc de conectare a abonatilor la arborele de splitere .

Lista cu layerele care se vor creea in Mapinfo si structura acestora este atasata alaturi de acest document (Fisier - Layere Gpon).

Dupa realizare proiectului acesta va fi trimis la Bucuresti pentru aprobare (cum se face deja pentru proiectele de conectare a abonatilor FO).Este atasat alaturi de acest document un model de proiect (Fisier - Exemplu proiect GPON)