Systemy transmisji optycznej GPON

Charakterystyka

Sieć GPON (Gigabit Passive Optical Network) wykorzystuje architekturę sieci optycznej FTTx (Fiber To The Curb/Building/Home/Desktop) punkt-wielopunkt, w której urządzenia aktywne znajdują się jedynie w stacji czołowej operatora oraz u abonentów końcowych.

Architektura oraz działanie sieci GPON opisane jest w grupie standardów ITU-T G.984:

• G.984.1 Service requirements
• G.984.2 Physical layer
• G.984.3 Protocol
• G.984.4 OMCI Management

Zasięg sieci GPON wynosi ok. 20km i uzależniony jest od zastosowanych dzielników optycznych. Oferowane przez sieć GPON przepływności są następujące:

• Downstream 2,488 Gbit/s
• Upstream 1,244 Gbit/s

W zależności od zastosowanego dzielnika optycznego powyższe przepływności są współdzielone przez max 64 abonentów końcowych.

Transmisja danych pomiędzy urządzeniami odbywa się w pojedynczym włóknie optycznym na dwóch długościach fali optycznej:

• Downstream 1490nm
• Upstream 1310nm

Poniższa tabelka przedstawia podstawowe właściwości sieci GPON

Architektura

Poniższy rysunek przedstawia przykładową architekturę sieci GPON, która umożliwia zaoferowanie abonentom końcowym usługi transmisji danych, video (analog/digital oraz IPTV) oraz telefonii.

Użytkownicy końcowi muszą zostać wyposażeni w urządzenia abonenckie ONT (Optical Network Termination), które poprzez pasywną sieć optyczną PON (Passive Optical Network) komunikują się z urządzeniem stacyjnym OLT (Optical Line Termination) zainstalowanym w stacji czołowej operatora.

System GPON można podzielić na trzy główne bloki funkcjonalne:

1. Urządzenie stacyjne

Podstawowym elementem składowym systemu GPON jest jednostka OLT. OLT instalowane jest w stacji czołowej operatora. Głównym zadaniem OLT jest kontrola i zarządzanie pracą jednostek abonenckich ONT oraz zapewnienie dostępu urządzeniom abonenckim do usług oferowanych przez operatora. OLT jest podłączone poprzez interfejsy Ethernet (GE lub 10GE) do sieci IP operatora oraz poprzez interfejsy GPON do sieci PON

2. Urządzenia abonenckie ONT

Urządzenia abonenckie można podzielić na dwa typy:

• Urządzenia dla pojedynczego abonenta – SFU (Single Family Unit)
• Urządzenia grupowe – MDU (Multi-Dwelling Unit)

Istnieje szeroka gama urządzeń abonenckich, różniących się między sobą ilością i rodzajem dostępnych interfejsów:

• Ethernet 10/100/1000
• FXS
• RF out

3. System zarządzania

Podstawowe zadania systemu zarządzania są następujące:

• Konfiguracja OLT
• Provisioning urządzeń abonenckich ONT
• Wymiana oprogramowania
• Konfiguracja usług
• Monitorowanie

Większość systemów zarządzanie umożliwia integrację z istniejącym u operatora systemem provisioningu.

Usługi

System GPON oferuje następujące usługi:

• Szybka transmisja danych
• Telefonia
• Video (Analog/Digital Broadcast TV, IPTV, VoD)

Usługa Video w przypadku sieci GPON może być realizowana jako IPTV (transmisja danych) i/lub TV Analog/Digital Broadcast TV poprzez Video Overlay.

Rozwiązanie Video Overlay przedstawia poniższy rysunek. Video Overlay do transmisji sygnałów Video wykorzystuje nadajnik optyczny 1550nm. Sygnał RF Video (Analog i/lub Digital) z nadajnika optycznego jest miksowany z sygnałem GPON z urządzenia OLT w triplexerze WDM (WDM coupler) i przesyłany poprzez sieć PON do urządzeń ONT, z których poprzez port RF jest on transmitowany do urządzeń abonenckich (TV lub STB).