PON - что это такое?

PON - это, по сути, технология абонентского множественного доступа посредством одного волокна с применением временного мультиплексирования (TDM) и разделения частотного трактов приёма/передачи (WDM). PON - от аббр. Passive Optical Network, что переводится, как пассивная оптическая сеть.

Каков принцип работы PON сети?

Все абоненты сети PON присоединены к провайдерскому оборудованию по 1-ому волокну. Передача вместе с приёмом происходят на разных длинах волн. Для того, чтобы абонентские сигналы не смешивались в волокне, каждому отдельному абонентскому устройству всегда выделяется определённый квант времени, в период какого оно может передавать сигнал.

Какие преимущества у PON перед FTTx?

Технология PON имеет такие преимущества:

• Активное оборудование используется минимально;
• Кабельная инфраструктура минимизирована;
• Стоимость обслуживания считается низкой;
• Присутствует возможность интеграции с кабельным ТВ;
• Отличная масштабируемость;
• Абонентские порты имеют высокую плотность.

Какой показатель скорость передачи информации поддерживается PON технологией?

Предложенная GEPON технология фактически работает со скоростью 1.25 Г, но вместе с тем, 0.25 Г - это избыточные данные используемые для кодирования канала. Выходит, что реальная скорость будет - 1Г.

Что за оборудование нужно для создания PON сети?

OLT (от аббр. Оптический Линейный Терминал) - свитч L2, оснащённый Uplink портами (чтобы подключаться к коммутатору L3), затем - Downlink порты (для создания сети PON ). Например, OLT BDCOM P3310 обладает 2-мя оптическими, 2-мя медными и 2-мя «комбо» 1Г Uplink портами и наконец, 4-мя оптическими 1Г Downlink портами.

ONU (от аббр. Оптическая Сетевая Единица) - отличный свитч VLAN компактного размера. Стандартно ONU оснащён 1-им оптическим 1Г портом (Uplink) и одним 1Г, либо 4-мя 0.1Г медными портами (Downlink). Есть модели ONU c 8-ью, 16-ью и 24-мя портами и модель с приёмником CATV.

Сплиттер (Разветвитель) - это устройство, которое работает в разветвительном режиме в направлении "провайдер - клиент" и в смесительном режиме в обратном направлении.

Модуль SFP OLT - является специальным трансивером для сетей PON. Важное отличие от стандартных модулей SFP - большая мощность и кодирование канала.

Как создаётся сеть PON?

Сеть PON , как правило представляет собою древовидную топологию, либо топологию «шина». Конечные устройства абонентов ONU соединяются к порту OLT -а посредством сплиттеров (к 1-ому порту OLT -а возможно подключать не больше 64-ёх ONU ). Отсюда вытекает, что для создания базовой сети PON на 64 абонента требуется 1 OLT , затем 1 модуль SFP OLT , 64 ONU и наконец, несколько сплиттеров (количество последних зависимо от типа топологии).

Какую дистанцию поддерживает сеть PON ?

SFP OLT модули поддерживают работу на дистанцию - 120 км (тип сети "точка-точка"), но поскольку, традиционно сеть PON имеет древовидную структуру (точка-много-точек), то максимальная дистанция работы PON , из-за разветвления на сплиттерах волокна, будет составлять около 20 км.

Какое количество абонентов возможно подключить к сети PON?

При строительстве сети PON - хорошим тоном будет использование одной ONU - одним абонентом. В таком случае количество абонентов будет - 256 на один OLT . При желании к ONU возможно подключать Свитч. Тогда количество абонентов ограничивается только размером самой таблицы MAК адресов OLT , плюс - ONU . Дальше представлены размеры MAК таблиц для OLT и отдельных ONU : OLT P3310- 8192, ONU P1004B- 1024, ONU P1501B - 64, ONU P1504B- 2048.

В чём отличие OLT-ов AC, 2-AC, DCи 2-DC?

Буквы DC означают, что для работы OLT -а необходим источник энергопитания 36-72В постоянного энергонапряжения. Подобные OLT -ы необходимы, когда возникает проблема в организации электрического энергопитания в 220 В. Как альтернатива используется отдалённое энергопитание через слаботочные линии связи.

Буквы AC означают, что OLT электропитается от традиционной электрической сети 220 В. Пометка в виде цифры "2" говорит о количестве источников энергопитания: у этого OLT -а присутствует резервный источник энергопитания, какой включается мгновенно после аварийного сбоя первого.

Какие типы сплиттеров бывают?

Сами сплиттеры условно можно разделять по количеству выводов и по изготовительной технологии. Что касается количества выходных потоков, здесь сплиттеры бывают: x2, x3, x4, x6, x8, x12, x16, x24, x32, x64, x128. Касаемо изготовительной технологии, то сплиттеры разделяются на сварные и планарные. Ещё сплиттеры делятся по коннекторному типу: обычные (SC/UPC) и для CATV специальные (SC/APC).

В чём же различие между сплиттерами сварными и планарными?

Сплиттеры , которые мы назвали сварными - бывают не равноплечими, а именно: делят сигнал между выходами не равномерно (к примеру 5/95, 10/90 … 45/55, 50/50). Сплиттеры планарные - всегда будут равноплечие и обладают более предсказуемыми затуханиями на каждом выходе, потому что имеют эффективную изготовительную технологию. К тому же, планарные сплиттеры - широкополосные, а сварные - обладают всего 3-мя окнами прозрачности (1310, 1490 и 1550 нм.).

При каких ситуациях используются сварные сплиттеры?

При ситуации, когда, к примеру, необходимо разделить сигнал по 2-ум направлениям, где до одного конечного пункта, допустим, дистанция - 2 км, а к другому - 8 км. В таком случае вполне можно применять сварной сплиттер 20/80. Сплиттеры сварные ещё используют для создания топологии «шина».

Что будет лучшим: сваривать сплиттеры или быть может - использовать коннекторы SC?

В такой ситуации получим палку о двух концах. Одна сторона - сварка даёт затухание в 10-ть раз меньше (0.05 дБ), нежели соединение SC (0.5 дБ). Другая сторона - коннекторы SC предоставят возможность оперативно искать поломки в сети подключая измерительные приборы. Можно найти такой себе компромисс: Uplink сваривать на сплиттерах, а Downlink соединять коннекторами SC. Тут уже каждый пусть решает сам.

Оптический бюджет - что это такое?

Данная фраза понимается, как разница между лазерной мощностью на OLT -е и приёмной чувствительностью на ONU .

Возможно ли разветвить сеть PON на 128-мь ONU? (когда оптический бюджет это разрешает).

Нет. Даже пусть сигнальная мощность позволит разветвить сеть повторно, OLT всё равно имеет ограничение в количестве подключённых ONU на физическом уровне. Подключать более 64-ёх ONU можно, но OLT всё равно зарегистрирует лишь 64 из них.

Как передать по сети PON -- CATV?

На стороне OLT -а нужно установить CATV трансмиттер и затем усилитель CATV, которые работают на длине волны 1550нм. На стороне OLT -а необходимо применять CWDM колбу на 1550нм. для ввода сигнала CATV в волокно. Все прочие сплиттеры обязательно должны быть с SC/APC коннекторами. На абонентской стороне может быть установлена ONU с приёмником CATV, либо отдельный приёмник CATV.

Возможно ли использовать SFP CWDM 1490нм. модуль вместо SFP PON?

Невозможно. Даже несмотря на то, что самим CWDM 1490нм., модулем используется та же длина волны, что и SFP PON , у этих модулей разные алгоритмы кодирования канала.

По технологии PON, какую скорость Интернета можно предоставить абонентам?

Если абонентами PON дерева (64-мя абонентами) будет одновременно скачиваться из Интернета большой объём информации, то на каждого абонента придётся канал в 16 Мбит/с. А если ещё учесть, что не все абоненты Интернетом пользуются одновременно, а те, что пользуются, не потребляют ресурс канала по максимуму, то на абонента даже может приходиться до 50-ти Мбит/с, иногда даже выше.

Почему не допустимо, чтобы на сигнал ONU был меньше -26 дБм?

Всё дело в том, если на одной/нескольких ONU - сигнальный уровень будет очень слабым (< -26 дБм), то появляется большая вероятность возникновения ошибок в пакетной передаче с таких ONU . В приведённом случае OLT растрачивает кванты времени на то, чтобы дать ONU возможность отправить ещё раз пакет. Эти повторные запросы понижают эффективность пропускной способности сети.

Что нужно учитывать при расчёте PON дерева?

Чтобы правильно построить PON дерево, нужно учесть оптическую потерю, возникающие от пассивного оборудования. В теории, PON покроет территорию с радиусом 20 км. Практически всё зависит от бюджета потерь на определённой ветви дерева. Для верного расчёта лучше руководствоваться самыми убыточными показателями затуханий, мощности и чувствительности излучения передатчиков.

Медные порты в ONU выгорают?

PON дерево создано на оптическом волокне и, соответственно, не подвергается влиянию грозы, наводок. Проблема возникает только в случае, когда к одной ONU - медью подключены несколько пользователей, а сама ONU размещена на столбе. Подобные проблемы решаются путём включения буферного свитча, какой в случаях наводки. грозы принимает удар на себя.

Как можно определять оптические показатели линии?

Чтобы определить затухания в линии можно использовать специальные рефлектометры для PON (они существенно дороже обычных), либо оптическими тестерами. Когда сеть уже выстроена, то самым простым решением для проверки уровней сигналов - будет использование специальных команд командного интерфейса OLT -а.

2 ONU могут ли напрямую общаться друг с другом?

Не могут. Каждая операция по обмену информацией между ONU происходит через OLT .

ONU других торговых марок будут ли работать с OLT BDCOM P3310?

Нет. ОNU с OLT - это нечто единое целое и представляет из себя систему коммутации. В работе рекомендуется применять оборудование от одного производителя (в некоторых случаях кроссбрендовая взимосовместимость конечно возможна).

OLT BDCOM P3310B поддерживает - DHCP snooping (Option 82)?

Конечно. Но для эффективной работы Option 82 ONU конечно должны поддерживать эту функцию. На текущий момент Option 82 поддерживает только ONU P1504B модель.

Защищена ли сеть PON от флуда?

Используемые технологии TDM и TDMA являются гарантией сетевой защиты от флуда и широковещательной рассылки.

Как можно вывести сеть PON из рабочего состояния?

Не считая очевидных методов (обрезание кабеля), дерево PON может прекратить функционирование, когда в нём появится постоянное излучение на 1310нм. Такое, крайне редко, происходит из-за поломки ONU или по вине злоумышленников, подсоединяющих к сплиттеру медиаконвертер на 1310нм.

Каждому из ONU портов в отдельности можно ли назначить VLAN ?

Стоит ли использовать сплиттеры для систем CWDM, DWDM?

Конечно. Подобные схемы построения возможны. Здесь нужно использовать планарные сплиттеры, потому что они являются широкополосными.

Расширение аудитории потребителей интернет-услуг и, соответственно, пользователей широкополосных сетей требует внедрения новых технологий. Средства передачи данных должны регулярно повышать линий связи, что заставляет сервисные компании обновлять транспортные информационные каналы. Но, кроме роста объемов передаваемых данных возникают и проблемы иного рода, которые выражаются в увеличении стоимости обслуживания более массивных сетей и расширении спектра потребностей конечных пользователей. Одним из способов совокупной оптимизации характеристик является PON-технология, которая также позволяет сохранять потенциал сетей для дальнейшего расширения их мощности и функциональных возможностей.

Оптоволокно и технология PON

Новая разработка облегчает техническую организацию и дальнейшую эксплуатацию информационных сетей передачи данных, но достигается это во многом за счет достоинств привычных оптических линий. Даже сегодня на фоне внедрения высокотехнологичных материалов продолжается использование каналов, построенных на устаревающих телефонных парах и средствах xDSL. Очевидно, что сеть доступа на подобных элементах существенно проигрывает в эффективности волоконно-коаксиальным линиям, которые тоже нельзя рассматривать как что-то продуктивное по меркам сегодняшнего дня.

Альтернативой традиционным сетям и беспроводным давно выступает оптическое волокно. Но если раньше прокладка таких кабелей являлась непосильной задачей для многих организаций, то сегодня оптические компоненты стали гораздо доступнее. Собственно, и раньше оптоволокно использовалось для обслуживания рядовых абонентов, в том числе по Следующим этапом развития стала телекоммуникационная сеть, построенная на архитектуре Micro-SDH, открывшей принципиально новые решения. Как раз в этой системе и нашла свое применение концепция сетей PON.

Стандартизация сети

Первые попытки стандартизации технологии были предприняты еще в 1990-х годах, когда группа телекоммуникационных компаний задалась идеей на практике реализовать идею множественного доступа по единому пассивному оптоволокну. В результате организация получила название FSAN, объединив и операторов, и производителей сетевого оборудования. Главной же целью FSAN и было создание пакета с общими рекомендациями и требованиями к разработке технических средств PON, чтобы изготовители оборудования и провайдеры могли вместе работать в одном сегменте. На сегодняшний день пассивные линии связи, базирующиеся на технологии PON, организуются в соответствии с нормативами ITU-T, ATM и ETSI.

Принцип действия сети

Главная особенность идеи PON заключается в том, что инфраструктура работает на базе одного модуля, который отвечает за функции приема и передачи данных. Располагается этот компонент в центральном узле системы OLT и позволяет обслуживать информационными потоками множество абонентов. Конечным приемником выступает устройство ONT, которое, в свою очередь, также выступает передатчиком. Количество абонентских точек, подключенных к центральному модулю приема и передачи, зависит только от мощности и максимальной скорости используемой аппаратуры PON. Технология, в принципе, не ограничивает количество участников сети, однако для оптимального использования ресурсов разработчики телекоммуникационных проектов все же ставят определенные барьеры в соответствии с конфигурацией конкретной сети. Трансляция информационного потока от центрального приемно-передающего модуля к абонентскому устройству осуществляется при длине волны, составляющей 1550 нм. И напротив, обратные потоки данных от потребительских устройств к точке OLT передаются с длиной волны порядка 1310 нм. стоит рассмотреть отдельно.

Прямые и обратные потоки

Основной (то есть прямой) поток от центрального модуля сети относится к широковещательным. Это значит, что оптические линии сегментируют общий поток данных, выделяя адресные поля. Таким образом, каждое абонентское устройство «читает» только информацию, предназначенную специально для него. Такой принцип распределения данных можно назвать демультиплексорным.

В свою очередь, обратный поток использует одну линию для трансляции данных от всех абонентов, подключенных к сети. Так используется схема множественного обеспечения доступа с разделениями по времени. Для исключения вероятности пересечения сигналов от нескольких узлов-приемников информации устройство каждого абонента имеет свое индивидуальное расписание по обмену данными с поправкой на задержку. Это общий принцип, по которому реализуется PON-технология в плане взаимодействия приемно-передающего модуля с конечными потребителями. Однако конфигурация схемы прокладки сетей может иметь разные топологии.

Топология «точка-точка»

В данном случае используется система P2P, которая может выполняться и для распространенных стандартов, и для особых проектов, предполагающих, к примеру, задействование оптических устройств. В плане безопасности данных абонентских точек интернет-соединение этого типа обеспечивает максимальную защищенность, возможную для подобных сетей. Однако прокладка оптической линии для каждого пользователя осуществляется отдельно, поэтому стоимость организации таких каналов существенно возрастает. В некотором роде, это не общая, а индивидуальная сеть, хотя центр, с которым работает абонентский узел, также может обслуживать и других пользователей. В целом же такой подход целесообразен для использования крупными абонентами, которым особенно важна безопасность линии.

Топология «кольцо»

Эта схема базируется на конфигурации SDH и наилучшим образом раскрывается в магистральных сетях. И наоборот, оптические линии кольцевого типа оказываются менее эффективными в эксплуатации сетей доступа. Так, при организации городской магистрали места расстановки узлов рассчитываются еще на стадии разработки проекта, однако сети доступа не дают возможности заранее оценить количество абонентских узлов.

При условии случайного временного и территориального подключения абонентов кольцевая схема может быть значительно усложнена. На практике подобные конфигурации нередко превращаются в изломанные схемы, имеющие множество ответвлений. Такое происходит, когда введение новых абонентов выполняется через разрыв существующих сегментов. Например, в линии связи могут формироваться петли, которые совмещаются в одном проводе. В результате появляются «ломаные» кабели, что в процессе эксплуатации снижает надежность сети.

Особенности архитектуры EPON

Первые попытки построить сеть PON, приближенную по степени охвата потребителей к технологии Ethernet, были предприняты в 2000 г. Платформой для разработки принципов формирования сетей стала архитектура EPON, а в качестве основного стандарта была введена спецификация IEEE, на основе которой были выработаны отдельные решения для организации сетей PON. Технология EFMC, к примеру, обслуживала топологию «точка-точка» с применением витой медной пары. Но сегодня эта система практически не используется в связи с переходом на оптоволокно. Как альтернатива, более перспективными направлениями по-прежнему остаются технологии на базе ADSL.

В современном виде стандарт EPON реализуется по нескольким схемам подключения, но главным условием его воплощения является использование волокна. Помимо применения разных конфигураций, технология подключения PON по стандарту EPON также предусматривает возможность использования некоторых вариантов оптических приемопередатчиков.

Особенности архитектуры GPON

Архитектура GPON позволяет реализовывать сети доступа на базе стандарта APON. В процессе организации инфраструктуры практикуется увеличение сети, а также создание условий для более эффективной передачи приложений. GPON представляет собой масштабируемую кадровую структуру, позволяющую обслуживать абонентов на скорости информационных потоков до 2,5 Гбит/c. При этом обратный и прямой потоки могут работать как на одном, так и с разными скоростными режимами. Кроме того, сеть доступа в конфигурации GPON может обеспечивать любую инкапсуляцию в транспортный синхронный протокол независимо от сервиса. Если в SDH возможна реализация исключительно статического деления полос, то новый протокол GFP в структуре GPON при сохранении характеристик кадра SDH дает возможность и динамического распределения полос.

Преимущества технологии

Среди основных преимуществ в схеме PON выделяют отсутствие промежуточных звеньев между центральным приемником-передатчиком и абонентами, экономность, легкость подключения и удобство в обслуживании. В немалой степени эти достоинства обусловлены рациональной организацией сетей. Например, интернет-соединение обеспечивается напрямую, поэтому выход из строя одного из смежных абонентских устройств никак не влияет на его работоспособность. Хотя массив пользователей, конечно, объединяется подключением к одному центральному модулю, от которого зависит качество обслуживания всех участников инфраструктуры. Отдельно стоит рассмотреть древовидную топологию P2MP, которая максимально оптимизирует оптические каналы. Благодаря экономному распределению линий приема и передачи информации данная конфигурация обеспечивает эффективность работы сети независимо от расположения абонентских узлов. В то же время допускается ввод новых пользователей без кардинальных изменений существующей структуры.

Недостатки сети PON

Широкому применению данной технологии пока еще препятствует несколько значимых факторов. В первую очередь это сложность системы. Эксплуатационные преимущества сети данного типа можно обеспечить только при условии изначального выполнения качественного проекта с учетом множества технических нюансов. Иногда выходом из положения становится технология доступа PON, которая предусматривает организацию простой типологической схемы. Но в этом случае следует готовиться к другому недостатку - отсутствию возможности резервирования.

Тестирование сети

Когда все этапы первичной разработки сетевой схемы пройдены и выполнены технические мероприятия, специалисты приступают к тестированию инфраструктуры. Одним из главных показателей качественно выполненной сети является показатель затухания на линии. Для анализа канала на предмет наличия проблемных зон используются оптические тестеры. Все измерения производятся на активной линии с применением мультиплексоров и фильтров. Масштабная телекоммуникационная сеть обычно тестируется с применением оптических рефлектометров. Но такое оборудование требует специальной подготовки от пользователей, не говоря о том, что расшифровкой рефлектограмм должны заниматься экспертные группы.

Заключение

При всех сложностях в переходе на новые технологии компании, предоставляющие телекоммуникационные услуги, быстро осваивают по-настоящему эффективные решения. Постепенно распространяются и непростые в техническом исполнении оптоволоконные системы, к которым относится и технология PON. «Ростелеком», к примеру, начал внедрять услуги нового формата еще в 2013 г. Доступ к возможностям оптических сетей PON первыми получили жители Ленинградской области. Что самое интересное, поставщик услуг обеспечил оптоволоконной инфраструктурой даже местные поселки. На практике это позволило абонентам пользоваться не только телефонной связью с доступом в интернет, но и подключаться к цифровому телевизионному вещанию.

Скорость, необходимая для обеспечения бесперебойной работы приложений, должна быть 1Гбит/с и выше. В скором времени ожидается, что провайдеры будут развивать оптическую инфраструктуру доступа для обеспечения широкого диапазона услуг. Последней тенденцией сейчас является технология пассивных оптических сетей, то есть GPON.

Расшифровывается эта аббревиатура как Gigabit Passive Optical Network или гигабитная пассивная оптическая сеть . GPON является разновидностью технологии PON, поэтому сначала объясним, что такое PON .

В главном офисе находится модуль OLT (Optical line terminal), а у абонентов ONT (Optical network terminal). В узлах установлены разветвители (Splitter), которые не нуждаются в обслуживании. Получается, что главные модуль имеет возможность пересылать данные большому количеству абонентов . Число абонентов , которые подключились к приемопередающему модулю, зависит только от мощности и максимальной скорости аппаратуры.

Пассивные оптические сети имеют множество модернизированных версий, которые охватывают решение различных задач. Одни эффективны для массового применения, другие - для корпораций.
Теперь немного истории. В 1980 году начали разрабатывать технологию PON в компании British Telecom. Позже были проведены тесты, и ведущие мировые специалисты в области связи начали разработку стандарта для технологии PON . В 1998 году принята спецификация ATM PON (APON) и началось строительство пассивных сетей на оптоволокне в Америке и Японии.

С каждым годом технология PON развивается. Первая спецификация APON позволяла двунаправлено передавать данные со скоростью 155 Мб/с. Позже появилась разновидность PON - BPON со скоростью до 622 Мб/с с доступом по Ethernet . В 2001 году началась разработка EPON (Ethernet PON) на основе протокола MPCP (протокол управления многоточечным обменом).

На данный момент технологии APON , BPON , EPON устарели и подробно рассматривать их не стоит. А вот технология GPON(Gigabit PON) является на сегодняшний день наиболее перспективной. Стандарт был принят в 2003 году. GPON обеспечивает двунаправленную, высокоскоростную передачу до 2.5 Гбит/с. Эта сеть высоко надежна за счет пассивных оптических разветвлителей в промежуточных узлах. Технология позволяет экономить оптоволокно, так как до 128 абонентов могут быть подключены на одном кабеле и находится на расстоянии десятков километров. Уровень безопасности сети высокий за счет технологий шифрования и обособленности каждого сервиса. GPON позволяет выбрать с какой скоростью необходимо передавать данные : одинаковой или разной. Даже если рассматривать самое неудачное распределение трафика , утилизация полосы составляет 93%, что гораздо выше,чем в предыдущих версиях технологии. Всем вышеперечисленным плюсам технологии можно противопоставить только один минус - ее возросшую сложность.

Что же ждет пассивные оптические сети в будущем? Потребности пользователей растут, и скоро существующие сети не смогут их удовлетворить, поэтому производители разрабатывают следующее поколение пассивных оптических сетей NG-PON . Разработчики стараются увеличить

Технология PON подразумевает передачу данных в виде световых импульсов через волоконно-оптический кабель. Ноутбуки, компьютеры и беспроводные устройства, подключаемые к сети WiFi, не имеют встроенного модуля для декодирования оптического сигнала. Поэтому для работы с провайдерами системы FTTH (оптическое волокно в дом/квартиру) требуется специальное оборудование.

Оптический сигнал можно преобразовывать в электрический с помощью медиаконвертера. На его входе расположен разъём SC/LC или спаренный SFP c портами TX и RX. Преобразованный сигнал отправляется на порт RJ-45, через который при помощи кабеля Ethernet можно подключить роутер или другое сетевое устройство. Менее распространённый способ подключения домашних девайсов через PON требует наличия абонентского терминала ONU/ONT. В этой статье представлен рейтинг лучших моделей таких девайсов, совмещающих в себе функции роутера и медиаконвертера.

5 место в рейтинге: Eltex NTU-2W

Роутер NTU-2W — это хороший бюджетный вариант абонентского терминала с поддержкой WiFi и встроенными функциями IPTV. Лучше всего эта модель подходит для небольшой квартиры. Она имеет всего два порта LAN и не оборудована внешними WiFi антеннами с большим коэффициентом усиления. Однако, высокая надёжность, низкая цена Eltex NTU-2W, наличие порта USB и гигабитного разъёма Ethernet заставляют обратить внимание на этот девайс.

Заметный недостаток NTU-2W — работа WiFi только в диапазоне 2.4 ГГц. Конечно, не все переносные устройства поддерживают обмен данными на скорости более 300 Мбит/с (предельное значение для стандарта 802.11 b/g/n). Но наличие сети на частоте 5 ГГц могло бы не только повысить предельную пропускную способность WiFi, но и способствовало бы улучшению уровня сигнала. Это связано с тем, что большинство окружающего беспроводного оборудования в соседних квартирах работает на частоте 2.4 ГГц, а поэтому может создавать помехи при пересечении каналов.

К сожалению, разъём Gigabit Ethernet на этом роутере только один. Второй порт LAN относится к стандарту Fast Ethernet, его максимальная пропускная способность составляет 100 Мбит/с. При использовании высокоскоростного подключения к Интернету (если реальная скорость от провайдера превышает 100 Мбит/с), целесообразно использовать разъём 100 Мбит/с для подключения IPTV, а компьютер подключить через более быстрый порт.

4 место в рейтинге: ZTE F660

Маршрутизатор с 4 портами LAN формата RJ-45 и двумя телефонными разъёмами RJ-11. Скорость приёма информации через оптический интерфейс — до 2.488 Гбит/с, скорость отправки — до 1.244 Гбит/с. Поддерживает создание до 4 сетей WiFi с разными SSID, работающими на частоте 2.4 ГГц. Несмотря на теоретическую возможность подключения до 128 клиентов к каждой из них, на практике параметры устройства недостаточны для обслуживания крупной офисной сети. ZTE F660 подойдёт для установки в квартире или небольшом офисе.

На этом роутере также есть порт USB, который можно использовать для подключения принтера, флешки или внешнего жёсткого диска. Доступ к подключенным накопителям производится через файловый сервер или сетевую библиотеку мультимедиа. Эта модель маршрутизатора имеет встроенные функции автоматической диагностики соединения PON, благодаря которым поддерживается стабильная связь по оптическому каналу. Беспроводная сеть на ZTE F660 также работает без сбоев.

Обратите внимание! Большинство устройств этой модели на российском рынке имеют ограниченную прошивку МГТС. Для использования в сети другого провайдера или доступа ко всем заводским функциям рекомендуется приобрести глобальную версию маршрутизатора или сменить прошивку.

3 место в рейтинге: Huawei EchoLife HG8247H

В отличие от двух предыдущих моделей в этом рейтинге, оптический терминал Huawei HG8247H оборудован двумя всенаправленными антеннами и разъёмом CATV для подключения кабельного телевидения. Один из официальных поставщиков роутера — провайдер Ростелеком. Устройство имеет необычное расположение оптического разъёма SC. Кабель заводится через отверстие и специальный канал на нижней части роутера, после чего подключается в разъём на нижней панели. Такая схема защищает оптоволоконный кабель от преломления и скрывает длинный коннектор.

Маршрутизатор занимает высокие позиции в рейтинге благодаря безотказной работе и большому количеству функций. На всех сторонах корпуса находятся вентиляционные отверстия, понижающие нагрев платы. Все разъёмы расположены с задней стороны. HG8247H предоставляет доступ в Интернет через Ethernet и WiFi, возможность использовать цифровое телевидение IPTV и интернет-телефонию VoIP. Встроенный межсетевой экран защищает локальную сеть от несанкционированного доступа и атак, направленных на замедление работы.

Важно! В программном обеспечении модели EchoLife HG8247H предусмотрена динамическая регулировка мощности. Энергопотребление роутера изменяется от 7.5 до 18 Вт, в зависимости от текущей нагрузки.

2 место в рейтинге: Sercomm RV6688BCM

На территории России чаще всего встречается брендированная модель этого маршрутизатора от провайдера МГТС. Наряду с ZTE и Huawei, роутер Sercomm поставляется провайдером в бесплатное пользование с правом выкупа. При этом, часть продвинутых настроек в веб-интерфейсе RV6688BCM скрыта в прошивке от провайдера. Для получения административного доступа необходимо обратиться в техническую поддержку МГТС. Основные характеристики модуля PON:

• Скорость приёма (Rx): 2.488 Гбит/с;
• Скорость отдачи (Tx): 1.244 Гбит/с;
• Коннектор: SC/APC;
• Максимальное расстояние от оборудования провайдера: 20 км.
• Используемый стандарт: ITU-T G.984.2 CLASS B+.

Удобная особенность модели — наличие разъёма «Battery» для резервного питания телефонной линии. Если стационарный телефон подключается через маршрутизатор, связь сохранится даже после отключения электричества в квартире. На задней панели находятся два порта USB 2.0, делающих возможным одновременное подключение внешнего накопителя и принтера. К недостаткам устройства можно отнести большие габариты и отсутствие внешних антенн.

1 место в рейтинге: TP-Link TX-VG1530

Универсальный маршрутизатор с двумя входами RJ-11 для IP-телефонии, USB-портом и 4 портами LAN с пропускной способностью до 1000 Мбит/с. На TX-VG1530 установлены две антенны с усилением по 5 дБи. Программное обеспечение данной модели роутера TP-Link поддерживает интерфейс удалённого управления OMCI, сетевые экраны NAT и SPI. Девайс имеет широкий набор функций VoIP:

• Определитель номера;
• Ожидание и удержание звонка;
• Автоматическое определение голосовой активности;
• Переадресация вызовов;
• Конференции с несколькими участниками;
• Автоответчик.

Совет! Флеш-накопитель или внешний HDD, подключенный к этой модели маршрутизатора, может использоваться в качестве хранилища для сервера голосовой почты.

Подводим итоги

Редакция журнала WiNetwork рекомендует роутер TP-Link TX-VG1530 для использования в квартирах, подключенных к Интернету по технологии PON. Цена маршрутизатора полностью соответствует его качеству и функционалу. Гигабитные порты позволяют организовать обмен данными в домашней сети и выход в Интернет на высокой скорости. Мощные антенны обеспечивают стабильную беспроводную связь и широкую область покрытия WiFi.

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!