OANOANOptikai hozzáférési hálózatokOptikai hozzáférési hálózatok

Szomolányi Tiborné

2006 november

Development step for BB-AN

CÉL: - Fényvezető infrastruktúra kinyújtása felhasználó irányába- Rugalmas hálózat kialakítás

Fényvezetős (optikai) hozzáférési hálózatok (OAN)

• Az FITL (Fiber In The Loop) műszaki megoldás, a szolgáltatások integrálására és olyan hálózati hozzáférés létesítésére, ahol a rézvezetőt optikai szál helyettesíti, és néhány intelligens berendezés kerül az előfizetőhöz.

• Az optikai vonali rendszerek specifikálása a helyi és hozzáférési hálózatok számára az ITU-T G.981-983 ajánlásaiban található. G.983 a szélessávú OAN-re.

• Az optikai hozzáférési hálózatok szerkezetét az ITU-T G.982 szerinti referencia konfiguráció határozza meg. E referencia konfiguráció szolgáltatás és alkalmazás független.

Fényvezető hozzáférési hálózat rendszervezérlése

Q3

ONU

ONU

ODN OLT

S/RR/S

IFPON

SN

UN

AF

(VB)/(V) referencia pont

( a)referencia pont - ez a referencia pont

megkülönbözteti az AF-et az ONU-tól (TB)/(T) referencia pont

ITU-T 1/G.982

Az OAN Referencia felépítése ITU-G.982

• Látható, hogy az optikai hozzáférési hálózat referencia felépítése a digitális hozzáférési hálózat alapmodelljére épül, azzal a különbséggel, hogy az átviteli közeg itt optika, és a vonali, illetve a hálózati végződtető egységeik is a fényátviteli eszközök (OLT, ONT- ONU). A hozzáférési hálózat elosztó szakasza pedig, az un. optikai elosztó hálózat (ODN). Az ODN jellemzője, hogy akár passzív (PON), akár aktív optikai elosztással (AON) (rendszerrel) kialakítható.

A kombinált aktív és passzív kiépítésre is sok példa van, ezt főként a szélessávú optikai előfizetői hálózatok esetén alkalmazzák .

OLT (Optical Line Termination) • Az Optikai vonal végződtető magába foglalja az

átvitel-technikai rendszerek alkotóelemeit, az összes aktív elektronikai és optikai elemet.

• Rendelkezik csatorna rendezési funkcióval (CC)• Tartalmaz, szabványos interfészeket a szolgáltatási

egységekhez, optikai adókat és vevőket, valamint azok vezérlő funkcióit, egy vagy több független optikai hálózat számára.

• Elvégzi a szolgáltatások előkészítését a megfelelô szolgáltatási platformig az indított jel átvitele számára.

• A jelzés és protokoll funkciók a V5.1, V5.2 és VB előírásnak megfelelően.

• Általában a Hostnál, vagy HUB-nál van elhelyezve

ODN Optikai elosztó hálózat

Fényvezető közegen fizikai kapcsolatot létesít az OLT és ONU között

Passzív összetevői: Fv.szálak, kábelek, csatlakozók, elágazók, kötőelemek, (opt. csillapító tagok)- Passzív elosztású, a vonalon nem alkalmaznak optikai-elektronikai eszközöket, kizárólag un. passzív osztókat, az irányok szétválasztásához. - Aktív elosztású, aktív vonalelosztóval, irányokra illesztés és csatorna elosztás. (Pl: PDH, SDH, stb. multiplexerek,kapcsolók, )

A helyi és hozzáférési hálózatok optikai vonali rendszereit az ITU-T G.980-G.999 előírásai szabályozzák.

ONT és ONU

• Az optikai hálózati lezáró berendezés (ONT),

- optikai csatornák fogadása és küldése az ODN-en,

- az optikai szálak fizikai végződtetése.

• Az ONT nem alkalmas közvetlen előfizetői kapcsolatra, mert nem tartalmaz szolgáltatási egységeket (SU= Service Unit). Külső rézhálózaton (4 huz. Bus) csatlakozik az Suk hoz.

• Optikai hálózati egység (ONU) = ONT+Sus

• A fenti ONT funkciók mellett, a szolgáltatási egységek SU kártyák is be vannak építve egy belső bus rendszeren keresztül.

• Az ONU kimenete, a felhasználóhoz az SU interfészeivel csatlakozik. (pl. 64kbps, LL, ISDN PRA, ISDN BRA. 2Mbps. stb

ODN fizikai alapszerkezete:

• (S) pont: az OLT[a]/ONU[b] utáni fényvezető csatl. pont (fényvezető csatlakozó, v. kötés).

• (R) pont: az ONU[a]/OLT[b] előtti fényvezető csatl. pont (pl. fényvezető csatlakozó, vagy kötés).

/ A fényvezető csatlakozók nem részei az ODN-nek./

[a] jelképezi a fényvezetőn haladó jelfolyamot, az OLT-ktől az ONU-

k felé,

[b] jelképezi a fényvezetőn haladó jelfolyamot, az ONU-któl az

OLT-k felé halad.

Optikai technikák, átviteli módszerek

• A (P-MP), pont-multipont megoldás:Az OLT-től az ONU-ig terjedő szakaszon kétféle

vivőmódszer használatos az optikai elosztó hálózatban.• -     a szétosztás az un. passzív optikai osztókkal

történik, (elektronika nélküli szétosztás és összegzés a vonalon.)

• - a szétosztás aktív multiplexerrel történik, ez az AON aktív optikai hálózat.

• (a megoldások hozzáférési hálózatokra jellemzők.)• A (P-P), pont-pont közötti kiépítés:

Aktív elemekkel történik a végpontok közötti szétosztás. (Jellemzően körzet és felhordó hálózatokban)

• A passzív optikai rendszerekben a jeltovábbítás TDM, (Time Division Multiplex) Időosztású nyalábolás, az átvitelhez használt nyalábolás különböző állandó időközöket alkalmaz és TDMA (Time Division Multiplex Access) átviteli módszerrel történik.

A többszörös hozzáférés alapja a TDMA átviteli módszer, amely összehalmozza a nyalábok valamennyi időrését egy időrakományba

• A bidirectionál átviteli sémák a következők lehetnek:

- SDM, (térosztásos multiplexelés) 2 szál, simplex, 1310nm..

- TCM (idő sűrítéses multiplexelés, különböző időréseket használva az up és a downstream jelekhez) 1 szál félduplex, 1310nm

- SCM, (beépített vivőjű mp.) 1 szál, A működési hullámhossztartomány lehet 1310 nm-es, vagy az 1550 nm-es ablakban

• WDM (Wavelength Division Multiplexing) Hullámhosszosztású nyalábolás (egyszálas, kétirányú átvitel, /diplex/.)

Elvi lehetősége adott, hogy a levágási hullámhossz felett (~1270 nm) az optikai szálon - mint átviteli közegen - akár több száz átviteli csatornát alakítsunk ki, ~1650 nm-ig. Hagyományosnak mondható bevált módszerek vannak a második és harmadik optikai ablakban külön-külön önálló rendszerek üzemeltetésére.

A hullámhossz multiplexálás (WDM) klasszikus esete, amikor az egyik átviteli rendszer 1310 nm környezetében, a másik 1550 nm közelében üzemel. A nyalábok szétválasztásához hullámhossz multiplexereket ("frekvenciaváltókat") használnak.

• Hasonlóan oldható meg az egy rendszert egyetlen optikai szálon üzemeltetése is, különböző hullámhosszakat használva az adás és vételirány szétválasztására. Ezt a módszert előszeretettel alkalmazzák a gyakorlatban a passzív optikai hálózatok (PON) esetén, amikor az előfizető irányban 1310 nm hullámhosszon működik a rendszer, a vissza irány pedig 1550 nm-en.

• Működési hullámhossztartomány a szolgáltató irányban (ONU-tól az OLT-ig) az 1310 nm-es ablak, az előfizető irányban (OLT-től az ONU-ig) vagy az 1310 nm, vagy az 1550 nm-es ablak.

Meghatározások:

Simplex működés: Az átvitel minden iránya külön szálon történik

Duplex működés: Kétirányú kommunikáció mind két irányon az átvitelhez azonos hullámhosszat használ egy szálon.

Diplex működés: Kétirányú kommunikáció minden irányon az átvitelhez különböző hullámhosszat használ egy szálon.

Optikai elosztóhálózat struktúrája, topológiájaOptikai elosztóhálózat struktúrája, topológiája

Az optikai elosztóhálózat, funkcionális csillag struktúra, ha- csillagpontban a HUB v. OLT van, a végeken az ONU-k.

Pont-pont kiépítésben dedikált szálak és nyalábok kötik össze a csillagpontot a végekkel. Ebben az esetben az osztó (SP1 splitter) közvetlenül az OLT-nél van elhelyezve, és további elosztás nincs.Topológiailag a csillag kiépítés nyomvonal és távolság függő,

Gyűrű topológia (a HUB és az ONU-k fizikailag egy optikai kábel gyűrűn vannak elhelyezve) - funkcionális gyűrű (kétirányú meghajtás lehetősége)- fa-ág (kettős v többszörös csillag) topológia Pont multipont kiépítésű struktúra képezhető, ha a nyomvonali SP-khez olyan megoldások kerülnek, amelyek további fényvezető irányok kezelésére képesek. Azaz, ha tovább lesz osztva az OLT-ből kimenő irány (SP1-SP2, stb.)

Optikai csillag és fa-ág topológia

SP2SP1

H U B

ONUONU

ONU

ONU

ONUONU ONU

Optikai gyűrű (fizikai) topológia

3

4

H

U

B

ONU ONU ONU

ONU

ONUONU

1

2

6

5

31,2,3,4,5,6

6,5,4,3,2,1

• A struktúra úgy válik felfűzőssé, ha azonos irányon kerülnek telepítésre a leágazások (azaz egy nyaláb kerül leosztásra). Az SP-knél egy-egy irány ágazik el és a továbbmenő ágról kerül kicsatolásra a következő irány.

• Abban a változatban, amikor az osztók és/vagy az ONU fel vannak fűzve egymással, de nincsenek visszahurkolva az OLT-hez, a hálózat felfűzött, más néven Busz konfigurációjú.

OAN topológiák

ServiceNodes

AccessNodes

Home Building Curb Cabinet Local Office Exchange

SNIs UNIs

FTTEx

FTTCa

FTTC

FTTB

FTTH/FTTO

NT

NT

NT

ONT

ONU

ONU

ONU OLT

OLT

OLT

OLTONU/ONT

NT

OLT

copper

copper

copper

Copper/plastic/fibre

Copper based AN from digital SN

F in a l D r o p

T e le g ra p h p o le

V IE R _ 1 1 0 1 0 0 _ 5

A c c e s s N e tw o r k ( t r a d . )L o c a l L o o p

F e e d e r

D - s id e -c a b le E -s id e - c a b le

L E /R S UC a b in e t( P C P )

L E / M ED P

D P

D P . . . .D is t r ib u t io n P o in tP C P ..P r im a ry C r o s s -c o n n e c t in g P o in tL E .. . . .L o c a l E x c h a n g eM E . . . .M a in E x c h a n g eR S U ..R e m o te S u b s c r ib e r U n it

C o p p e r L in e F ib e r

A c c e s s N e tw o r k ( to d a y )

D is t r ib u t io n T ie r 2 L in k

in te r -e x c h a n g e

• FTTEx – (Fiber to the Exchange) Fényvezető a kapcsolóhoz, olyan megoldás, ahol a fényvezető szál és rendszer egy digitális és egy analóg helyi központ között létesül. Ezzel megteremtik a lehetőségét annak, hogy egy analóg központra kötött előfizetői területet egy korszerű, digitális központhoz csatolják, azaz az analóg központot kiváltsák optikai előfizetői rendszerrel. (Helyi hálózat átstrukturálása)

• FTTCa/FTTC/K – (Fiber to the Cabinet / Curb,) Fényvezető a konténerhez/ Fényvezető a nagyelosztóhoz A Cabinet és Curb konfigurációban a fényvezető kábel vonalát egy kültéri, konténerben vagy típus szekrényben elhelyezett- az előfizetőktől néhány száz méterre- ONU-ban végződtetik. Itt történik az optikai/elektromos átalakítás. Rendszerint az FP1 pontba, - amely lehet nagyelosztó, vagy tápszekrény - közterületen telepítik. Az ONU-tól kimenő hálózat rendszerint rézkábel, KTV esetén koax-kábel.

Optika a hozzáférési hálózatban

Home NetworkHázon belüli hál.

ANN OLT

UNISNI

NT 2

O

D

F

Distribution Net Szétosztó szakasz

CPN

C PE

Drop Segment Leágazó szakasz

NT ON U 1

ONT

ONU

Fényvezető.

réz

FTTCa

FTTCFTTB

réz

réz / fényvez.

• FTTB – (Fiber to the Building), Fényvezető az épületbe, olyan FITL megoldás, ahol a fényvezető rendszer egészen a felhasználók épületéhez- ami lehet többlakásos ház, vagy irodaház, illetve vállalati épület, stb.- van kiépítve. Az optikai/elektromos átalakítás az ONU-ban épületen belül, egy zárt szekrényben történik. Ebből a pontból nem vezetnek épületen kívülre tovább fényvezető kábelt.

•  FTTO/FTTH – (Fiber To The Office / Fiber to the Home,) Fényvezető a hivatalhoz/ Fényvezető otthonig topológiában az ONU/ONT-t a hivatalban, vagy lakásban a felhasználó telephelyén kell végződtetni.

A gyakorlatban számos további fényvezető kiépítési topológia változattal, illetve elnevezéssel találkozhatunk, úgy mint: FTTN (Fiber To The Node), Fényvezető egy csomóponthoz, ami lehet pl. aggregációs pont (DSLAM), FTTP (Fiber To The Premises) Fényvezető a felhasználó telephelyéhez, stb.

A lényeges szempont, hogy a különböző topológiákat, az optikai hálózat végződtetés ( ONT) helye azonosítja

PON (ITU-T G.982E)

Splitter 1:16 – 1:32

OLT

ONU ONU

ONU

PABX

120Customers

• A passzív optikai hálózat (PON) alapelve, az egyes felhasználói csoportok kiszolgálása érdekében egyetlen berendezés optikai kimenő jelének szétosztása - optikai teljesítményosztókkal - különböző irányokba. A vételirányból érkező jelek hasonló módon passzív optikai csatolóban összegződnek.

• Egy PON tartozéka az OLT, és számos hálózati node, ONU, vagy ONT a felhasználók közelébe telepítve, valamint a kiépített optikai kábelek és splitterek, az optikai elosztó hálózat ODN, és a menedzselő rendszer (O&M)

• Downstream jelek broadcast módon minden helyszínre eljutnak a megosztott szálakon.

OLT

• Az OLT magába foglalja az átvitel-technikai rendszerek alkotóelemeit, az összes aktív elektronikai és optikai elemet.

• Tartalmaz üzenetkapcsolási funkciót (mester-szolga kapcsolat az ONUk-kal)

• Tartalmaz, szabványos interfészeket a szolgáltatási egységekhez, optikai adókat és vevőket, valamint azok vezérlő funkcióit, egy vagy több független optikai hálózat számára.

• Elvégzi a szolgáltatások elôkészítését a megfelelô szolgáltatási platformig az indított jel átvitele számára

ODN

• Az ODN-hez jelenleg egymódusú kábeleket alkalmaznak, fizikai kapcsolatot teremtve az ONU-k és az OLT-k között.

• Az ODN fizikai összetevői: - egymódusú (többmódusú) fényvezető szálak és kábelek; - fényvezető szalagnyalábok és kábelek;- fényvezető csatlakozók; - passzív osztók; (1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32)

Osztót hegesztéssel, vagy a szálak egymásköré csavarásával készítik, az osztásviszony %-ban (50-50% tól, akár 99-1%) kettes osztókból építik .

- passzív optikai csillapítótagok;- kötőelemek

ONU• Az ONU tartalmaz, optikai/elektronikai interfészeket

optikai adót és vevôt, vizsgáló áramkört, szolgáltatási interfészeket, áramellátást és teleptáplálást.

• Interaktív és szétosztó jellegû szolgáltatást is biztosító PON esetén pl. a KTV, illetve video szolgáltatás berendezései általában az interaktív szolgáltatások berendezéseivel közös szekrényben

• Csak KTV számára kialakított ONU-k nagy kapacitásúak (500, 800, ma már interaktív megoldással integrált rendszerben.

• Szélessávú, B-ONU A-PON, E-PON, G-PON• Az ONU-k rendszerint hagyományos réz érpáron, és/vagy

koaxiális kábelen keresztül kapcsolódnak a felhasználó berendezéséhez.

ITU-T G.982e szerinti OAN kapacitás és ONU osztályok

Az ONU osztályokat az ONU-tól az előfizető oldalig törté nő maximális átbocsátó képességük határozza meg. (B=64 kbit/s sebességű vivőcsatorna a felügyeleti, és jelzéscsatornákkal együtt ).

Jellemzők 1. tipus

(pl. SDM és WDM)

2. Típus

(pl. TCM)

OAN kapacitás

minimum 4 ODN irány, kapacitás min. 800 B.

Minden egyes ODN irány legalább 200B.

legalább 4 ODN irány, totál 800B kapacitással minden egyes ODN interfész (irány) legalább 100B.

ONU osztályok

1. osztály : legalább 2B

2. osztály: legalább 32B

3. osztály: legalább 64B

1. osztály : legalább 2B

2. osztály: legalább 32B

3. osztály: legalább 64B

Távolság korlátok

A két különböző típusú OAN rendszer távolság határai függenek az optikai irányok mennyiségétől:

20 km: 1.Típusnál, ha az útirány osztás min. 16

2.Típusnál, ha ha az út irány osztás min. 8

10 km: 1.Típusnál, ha az út irány osztás min. 32

2.Típusnál, ha ha az út irány osztás min. 16

Különböző távolságú ODN utak esetén a vissz irányú jelek késleltetése miatt korlátozott a legközelebbi és legtávolabbi ONU-k távolsága is, függően a OAN rendszer típusától.

PON - O&M rendszer

           

• A hálózat felügyeletét az O&M önálló menedzselő rendszer látja el. Ez a teljes optikai hálózatot magába foglaló fenntartó hálózat, ami nemcsak a riasztások figyelését végzi, hanem képes az időrések vezérlésére, és a felhasználói végekről kezdeményezett - távirányítással konfigurálható - külső kapcsolódások átalakítására is.

• A fényteljesítmény megfigyelési alrendszer követi az összeköttetések csillapításának időbeli változását, ami elősegíti a figyelt irányok hibafelismerését, mielőtt a szolgáltatás minőségének romlását az előfizetők észlelnék

F T T X s a c c e s s a r c h i te c tu r e

Internet

Leased Line

Service Nodes

Frame/Cell Relay

Interactive Video

Telephone

SNI (VB5)

ONU

FTTH

FTTB

FTTC

FTTCab

Optical Fiber

Twisted Pair

ATM-PONVDSL

OLT

ONU

ONU

NT

NT

ONU

Passive Optical Splitter

FTTx

Szélessávú PON megoldások

ITU-T G.983

• BPON(Broadband PON) amely APON alapon illetve B-ISDN elvű szabvány. Ez támogatja a WDM,-et dinamikus és nagy upstream sávszélesség elosztást.

•  APON(ATM Passive Optical Network). Ez volt az első szélessávú PON szabvány, amit üzleti alkalmazásra szántak. (Nem vált be.)

Az APON/BPON 622 (Mbit/s) sávszélességet biztosít downstream irányban, és 155 Mbit/s –ot az upstream forgalomra

G.984.1_F2

Q

UNI

R/S

S/R

SNI

V reference point T Reference point

Access Network System Management Functions

Optical Splitter

OLT

WDM

NE

WDM

AF

NE

ODN

POINT A

POINT B

(a) Reference point

Optical Network UnitOptical Network TerminalOptical Distribution NetworkOptical Line TerminationWavelength Division Multiplex Module (If WDM is not used, this function is not necessary.)Network Element which uses the different wavelength from the OLT and the ONUAdaptation Function (Sometimes, it may be included in the ONU.)Service Node InterfaceUser Network InterfacePoint on the optical fibre just after the OLT (Downstream)/ONU (Upstream) optical connectionpoint (i.e., optical connector or optical splice)Point on the optical fibre just before the ONU (Downstream)/OLT (Upstream) optical connectionpoint (i.e., optical connector or optical splice)If AF is included in the ONU, this point is not necessary.If WDM is not used, these points are not necessary.

ONUONTODNOLTWDMNEAFSNIUNIS

R

(a) Reference pointPOINT A/B

Servicenode

function

ONU/ONT

IFPONIFPON

NOTE – Whether or not the AF is an operating object of the Q interface depends on the service.

• ITU-T G 984 G-PON rendszer G-PON, egytől számos szélessávú optikai átviteli rendszer,

amely sok típusú adatot képes szállítani. A G-PON rétegfelépítése: a bemenetére kapcsolódhat, vagy

TCP/IP/Ethernet protokollokon, vagy közvetlenül a GEM-be kerülve, az érkező szolgáltatások. (ATM is)

A GEM, becsomagolja az adatot, G-PON -on keresztül szállítja. A GEM, egy univerzális, protokoll független keretezési módszer az adatok több típusát be tudja ágyazni a G-PON GTC keretébe. GEM összeköttetés-orientált kommunikációt nyújt.

A GEM a keret felépítés szempontjából hasonló más adatkialakítási módszerekkel. A GEM be van építve a PON szakaszba, és független az SNI típusától az OLT-nél, illetve az ONU-nál az UNI típusától.

G-PON Protokoll rétegei

L1

L5

L4

L3

L2

GPON PHY G.984.1

GTC TC keret 128 us

GEM keret ATM

AAL5 ETHERNET

IP

TCP

Adat E1 POTS AdatLAN VoD

Továbbítási Konvergencia (Transmission Convergence TC) réteg a fizikai közeg (optika) és a G-PON kliens között poziciónált A TC réteg két al-réteget tartalmaz, ezek:

• -         GTC formálás és• -         TC adaptácios al-réteget.A GTC felelőssége a keret felismerés és az adatok

pozíciójának leírása. A TC réteg előreláthatólag 128 osztásig támogatja az

optikai modul fejlesztést.A PON multicast természetének következtében, a

downstream sebességeknek néhány fajta biztonsági mechanizmus kell a TC rétegnél.

A referencia kiépítés alapján a rendszer aszímmetrilus átviteli sebességei a következők lehetnek:

 

•      0.15552 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down•         0.62208 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down•        1.24416 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down•      0.15552 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down•        0.62208 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down•      1.24416 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down•        2.48832 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down

G-PON elvi felépítése

O N U O LT

O N U

M a x im u m d iffe re n tia l b e tw e en th e fa rthe s t a n d th e n e ares tO N U from th e O LT: 20 k m

L o g ica l re a ch : 6 0 k m

L o g ica l s p l it ra tio : 1 2 8

•R a n g ing ba s ed o n s y nc h ro n o us f ra m ing•8 k H z c lo c k tran s po r t o r re c o ve ry•S u rv iv a b ili ty u s in g P S T by tes•S e cu r ity ba s ed o n e n cry p t io n

U N I S N I

Fizikai paraméterek:• A maximális logikai távolság az OLT és ONU/ONT

között 60 km. A fizikai távolság az OLTés ONU/ONT között függ, a legközelebbi és legtávolabbi ONU/ONT-k közötti távolságtól, a fizikai közegtől (azaz a kábel típusától), és az osztás arányoktól.

• Két változattal számolnak, 10 és 20 km-el. 20 km.nél az optikai osztó maximum 64, így 64 ONU/ONT van kiépítve a hálózatban. Ez az érték szükre szabott, azáltal, hogy a távolságbeállítás az ablak méret nem bővíthető akkorára, mint amennyire megengedi a szolgáltatás minőségi előírás.

Hullámhosszak:

• Egy optikai szálas rendszernél 1480-1500 nm (down) és 1260-1360 nm (up) / WDM / ld. ábra

Osztás arány: • Maximum 32

Optikai csillapítás tartományok osztályok szerint:• A osztály: 5 – 20 dB• B osztály: 10 –25 dB• C osztály: 15 – 35 dB

Siemens G-PON működési elve

G-PON funkciónális egységei

• A G-PON három funkcionális egységet tartalmaz, úgymint: OLT, ONU/ONT és az ODN

• OLT funkciói: - szerviz port funkciók, - cross-connect funkciók, - ODN interfész funkciók.

PON mag fiók: Ez a blokk 2 féle funkciót lát el, az ODN szabványos interfészt és a PON TC funkciót

Cross-connect fiók: Biztosítja az utat a PON mag fiók és a Szolgáltatási fiók között. Az összeköttetés technológiái, az utak függenek a szolgáltatástól az OLT belső felépítésétől és más faktoroktól. Az OLT a kiválasztott mód ( mint pl. a GEM,) alapján nyújtja a cross-connect funkciót.

Szerviz fiók: Ez a fiók nyújtja az átvitelt a szolgáltatási interfészek és a PON szakasz TC keret interfésze között

Az ONU funkciói:

• A G-PON ONU funkcionális felépítése közel azonos az OLT-jével. Amikor az ONU csak egy PON interfésszel, (vagy max. 2 –vel a védelemhez) működik, a cross-connect funkció elhagyható. Azonban e funkció helyett a forgalom kezelésére a MUX és DEMUX funkció van specifikálva

• A G-PON biztonságot szükség szerint különböző módon lehet megvalósítani. Az egyik módja a duplex rendszer kiépítése.

• A G-PON védelmet különböző duplexitással lehet megoldani, ugymint:- dupla optikai kábel, ( pl. kerülő utas kiépítés ),

     - duplex OLT telepítés, (az optika és a splitter, illetve az OLT-k duplikáltak)

      - teljes duplexitás, (minden duplikált), - az ONU is megduplázható, függően az elhelyezésétől, (több változata lehet)

Duplex rendszer modell

G.984.1_F3

PON LT(1)

PON LT(0)

PON LT(1)

PON LT(0)

Switch

SNI LT(1)

SNI LT(0)ODN(0)

ODN(1)

S/R R/S

ONUOLT

UNILT

Servicenode

MUX

E-PON IEEE 803.ah

• Az E-PON és a G-PON működése a keretszervezésben különbözik. Az E-PON a natív Ethernet keretezést használja, 1 Gbps –al. A G-PON 125us időkeretezést (max 2.5Gbps)

• Az OLT és az ONUk kapcsolata Multipoint Control Protocol (MPCP) elven alapul, mely képes a P-mP hálózatot P-P kapcsolati rendszerré alakítani.

• Az OLT a felhasználó irányába, minden ONU-hoz eljuttatja az összes felhasználónak szánt információt.

• Az ONUk kiválasztják a címűkre érkezőket (titkosított)• A Multicast működése is azonos ezzel, az ONUk

kiválasztják a végpontokra közösen elküldött csomagokat pl. IPTV

Felfelé (up) irányban (ONU –OLT):

• A forgalom nem ütközhet a passzív osztónál, ezért az OLT koordinálja azt, kijelölve az egyes ONUk felé irányuló adási időréseket. Ehhez az OLT-ONU kapcsolat késleltetési ideje, és az ONUk irányába a sávszélesség igénye szükséges.

• A sávszélesség igény kiosztását dinamikusan a pillanatnyi igénynek megfelelően végzik a Dynamic Bandwidth Allocation algoritmus alkalmazásával.

G-PON hálózat kialakítás Siemen eszközökkel

• Az OLT egy multiszerviz platform, ami képes xDSL és fényvezetős szolgáltatást is támogatni. Ilyen típus felszerelhető akár 24, vagy 150Gbps kapcsoló kapacitással.

• A OLT tartalmaz 14 univerzális kártya helyet, amelyek alkalmasak: ADSL2+, SHDSL, vagy VDSL kártyák elhelyezésére.

• A 4 portos GPON kártya 1:16-os osztással, több mint 3000 felhasználó megcímzésére képes, függően a fizikai távolságtól

• A CPE portfóliók:• SFU (Single Familie, Unit) tartalmaz, 4 POTS interfészt,

Ethernet és KTV hozzáférést a 3. hullámhosszon. • E-SFU (Ethernet Single Famillie Unit) csak Ethernet interfészt

tartalmaz.• SBU ( Single-Business Unit ) és az MTU (Multi-Tenant Unit)

különböző POTS interfészeket és bérelt vonali, illetve KTV interfészt tartalmaz.

• MDU (Multiservice Dveling Unit) tartalmaz 24 POTS lehetőséget 12 Ethernet portot, valamint KTV hozzáférést.

G-PON Kiépítési változat

2. változat

Aktív optikai hálózatok (AON)

• AON, ha a fényvezető nyomvonalon bármilyen hálózati eszköz üzemel (regenerátor, erősítő, leágazó v. ki-be csatlakoztató stb), amely optikai, elektronikai vagy átviteli műveleteket végez helyi vagy táv-táplálás segítségével.

• Ide soroljuk a pont-pont kiépítésű PDH vagy SDH elôfizetôi vagy univerzális illetve flexibilis multiplexerek alkalmazásával kialakított fényvezetôs hálózatokat még abban az esetben is, ha a vonalon nincs regenerálás.

• Aktív optikai hozzáférési hálózati rendszereket is alkalmaznak, amelyek PDH, vagy SDH elemeket tartalmaznak és pont-pont vagy pont-multipont alapon működnek.

Optikai átviteli technikák, rendszerek

• PDH (hagyományos PCM technika): elterjedt elsőgenerációs megoldás, amelyben egy kis nyaláb be- és kicsatolása nehézkes.

• SDH (szinkron digitális hierarchia): kiterjeszkedik nagyobb sebességre, felülrôl illeszkedik a PDH-hoz, rugalmas ki-be csatolások, menedzselhetôség.

• ATM: cellákba rendezett rugalmas csatorna kihasználás. 

• Ethetnet/IP: csomag továbbítás akár GB. sebesség lehetséges.

Optikai út specifikáció PDH vonalra• 2,048Mbps egy optikai szállal 1310nm-en - maximális csillapítás: 12 dB, - min. opt.visszaverődési veszteség az S –nél: 20dB, - max. késleltetés: 85µs• 34,368 Mbps egy optikai szállal 1310nm-en - maximális csillapítás: 12 dB, - maximális diszperzió függő távolság: 17 km - min. opt.visszaverődési veszteség az S –nél: 20dB, - max. késleltetés: 85µs,• 34,368 Mbps két optikai szállal 1310nm-en - maximális csillapítás: 12 dB, - maximális diszperzió függő távolság: 17 km

(AON) Aktív optikai hozzáférési hálózatok

HDSL

L E X

OLT

ODT SNU

ONU 240

ONU 30

SNU 30

34Mb/s

2Mb/s

2Mb/s

34Mb/s

ONU 120

4x2Mb/s

SNI

MNLL ODT

8 Mb/s CC

NT

NT

Újgenerációs SDH berendezések alkalmazása városi hálózatokban

• A optikai gyűrűre telepített SDH berendezések (multi szerviz nódok) 2, 34, 140 Mbit/s-os PDH vagy 155 Mbit/s-os SDH forgalmakhoz

• SDH berendezések Ethernet fizikai interfészein LAN-LAN kapcsolat biztosítható egyéb berendezések alkalmazása nélkül. (transparens Ethernet)

• A VC konténerek virtuális összefűzésének segítségével mindig éppen a szükséges sávszélesség biztosítható. Nem csak transzparens Ethernet kapcsolat, hanem a korábban említett ATM és IP kapcsolatok is biztosíthatók. Például az ATM grooming funkció segítségével tovább javítható az SDH hálózat kihasználtsága.

ALCATEL gyártmányú Új SDH elemekkel kiépített nagyvárosi hálózat

Egy dedikált pont-pont jellegű alkalmazás látható, mely szélessávú előfizetői csatlakozást biztosít. A megoldás, előfizetőhöz kihelyezett Alcatel 1640 FOX berendezés, és a központ oldali csatlakozás egy nagyobb kapacitású ún. metro multiservice node (MMSN) berendezéssel, melynek típusa a kezelendő kapacitásoktól függ. Ez a megoldás lehetővé teszi több optikai gyűrű egyidejű lezárását, és csatlakozást biztosít hálózat különböző platformjai felé

PDH, SDH10/100 Base T

STM-1

PDH, SDH, ATM10/100 Base T

msnmsn

PDH, SDH, ATM 10/100 Base T

IP gerincATM hálózat

MLLN hálózat

trönkhálózat

msn

STM-1

STM-1

PDH, SDH10/100 Base T

PDH, SDH10/100 Base T

STM-1

PDH, SDH, ATM10/100 Base T

PDH, SDH, ATM10/100 Base T

msnmsn

PDH, SDH, ATM 10/100 Base T

PDH, SDH, ATM 10/100 Base T

IP gerincATM hálózat

MLLN hálózat

trönkhálózat

msn

STM-1

STM-1

STM-1

Backbone Netw.STM-16

City netw.STM-4 ring

Backbone Node

STM-1 STM-1

STM-1STM-1

CPE

CPECPE

CPE

PDH, 10/100 Base T

MSN

MSN

MSN

MSN

msnmsn

msn

msn

msn

msn

PDH, 10/100 Base T

PDH, 10/100 Base T

E3

40%

14 M

bps

CPE

E3

13%

8 Mbps

12 Mbps

E3

35%

E3

88%

34M

bps

Ethernet alkalmazások 

• Az IEEE 802.3 szabvány szerinti változatok közül a hozzáférési hálózatban az Ethernet technológiák FTTH/FTTO kiépítésben kerülnek alkalmazásra. Ennek a topológiának a gazdaságos változata az EPON technológiával létesített megoldás.

• További alkalmazások az xDSL technológiával kombinált kiépítés, amikor a DSLAM uplink (VDSL esetén az utolsú szakasz is) Ethernet alkalmazással létesül.

Különböző Ethernet technológiák a hozzáférési hálózatban

Triple Play (E-Line) szolgáltatás Ethernet hozzáférési hálózaton

Ethernet LAN (E-LAN) szolgáltatás lehetséges kiépítése

Architecture of Future Access Networks

AG

AG

Backhaul Network

SN

SN

SN

Access Network

Drop Segment

Drop Segment

NT

NT

DATA Network ATM Network

DATA Network IP Network

DATA Network PSTNNetwork

DATA Network Copper

DATA Network Cable

DATA Network Radio

DATA Network Fibre

DATA Network Backhaul Segment

Service nodes & Backbone

Service Node Interface or Core Network Interface

Access Network evolutionCurrent Access

Future Access

Terminals off remoteMainframe

ADM

MUX

ATM/FR

Equipment StackatCO

Customer Premise

PABX

PBX Extensions

Multiple Analog Lines for Voice

Router

LAN

DSLAM

DLC

VoDSLGW

Class 5

IP/MPLS Backbone

Softswitch Call Control

Packet-Based

Optimized for the Internet Protocol

Enabled by…. Multi-Protocol Label Switching (MPLS) Distributed Call-Agent (i.e. SoftSwitch)

Services

Előfizetői környezet

ONU

NT DSLAM

OLT

ONU

ONU

Leágazó szakasz

Felhordó szakaszSzolgáltatási csomópont

vagy gerinchálózat

Full optical access network solutions

Customer Premises

ONU

NT

OLTONU

Drop segment Backhau segment

ONT

ONU

ONT

ONT

ONT

ONT

ONU

MSN

OLT

(c)

(b)

a)

Service Node

RPR

SDH NG

GbE

SN

ONU

ONT

NT xDSL

NT xDSL

rádió

FNkoax kábel

NT xDSL

AGF

GbE

ONT

Felhordó szakaszLeágazó szakasz