Gpon через один кабель

Волокно в каждый дом: как это работает

В данном материале пойдет речь о технологии и оборудовании для организации пассивных оптических сетей — Passive Optical Network, PON. Основными отличиями PON от классических оптических каналов связи являются использование для агрегации трафика пассивного оборудования — оптических сплиттеров — и высокая плотность портов.

Не секрет, что требования потребителей к скорости доставки информации из Интернет растут по экспоненте. Сегодня в крупных городах 10 Мбит/с являются совершенно обычным делом. Причины этого процесса остаются неизменными уже давно — передача голоса и видео, мультимедиа, телевидение (в последнее время также и в версии высокого разрешения). Только вот битрейты постоянно возрастают.

Существенную часть затрат любого провайдерского проекта несет кабельная инфраструктура. Причем здесь учитывается не только стоимость кабеля, но и его прокладки, которая в случае работы в уже существующей инфраструктуре может быть очень велика. И конечно хочется чтобы вложения работали долго, не требовали частых обновлений и имели хороший запас по нужным параметрам. С этой точки зрения оптические каналы связи сегодня это наиболее производительный и «дальнобойный» способ обеспечения сетевого соединения устройств. При этом классическая архитектура предполагает топологию «точка-точка», когда каждая линия имеет свои выделенные порты с каждой стороны, а при необходимости создания «ответвлений» требуется установка активного оборудования в узле. Так что наиболее удачно она может использоваться для одиночных линий большой протяженности.

Однако в некоторых ситуациях более удобной может оказаться древовидная топология, которая интересна с точки зрения масштабируемости и сниженной общей длины прокладываемых кабелей. Как раз для подобных проектов и подходит PON. В России сети этого типа появилась уже достаточно давно, более пяти лет назад.

А рост числа подключенных пользователей и старт первых российских проектов класса волокно в каждый дом (Fiber To The Home, FTTH), основанных на PON, показывает, что технология прижилась и у нас.

Структура сети PON

Сеть PON состоит из нескольких элементов — коммутатора на узле связи, линий связи с пассивными сплиттерами в узлах сети и модемов на стороне абонентов. К каждому модему поступают все пакеты от коммутатора, а во время передачи используется временное мультиплексирование кадров.

Компания ZyXEL предлагает сегодня оборудование стандарта EPON (IEEE 802.3ah), называемого также GEPON.

В настоящий момент оборудование участвует в нескольких проектах, а также в тестированиях у провайдеров по всей России. Именно о нем и пойдет дальше речь. Отметим что другие стандарты рассматриваемого типа сетей отличаются скоростными и другими техническими характеристиками.

Стандарты PON
BPON	EPON	GPON
Стандарт	ITU-T G.983	IEEE 802.3ah	ITU-T G.984
Пропускная способность	Нисходящий поток — до 622 Мбит/с Восходящий поток — 155 Мбит/с	Симметричный, до 1,25 Гбит/с	Нисходящий поток — до 2,5 Гбит/с Восходящий поток — до 1,25 Гбит/с
Количество абонентов на линии	32
Максимальная дальность работы	20 км
Длина волны нисходящего потока	1490 нм (цифровые данные) и 1550 нм (аналоговое КТВ)
Длина волны восходящего потока	1310 нм
Протоколы	ATM	Ethernet	Ethernet, ATM, TDM

Коммутатор позволяет по одному волокну (одному порту) подключить до 32 или даже 64 абонентов. Общая скорость передачи данных (которая делится между абонентами) составляет 1,25 Гбит/с. Дальнейшее развитие EPON уже в ближайшие годы предлагает также переход на скорости 10/1 Гигабит/с и 10/10 Гигабит/с. В следующем году ожидается принятие рабочей версии стандарта 10G EPON, а уже в 2010 году могут стартовать первые пилотные проекты.

C задержкой в два-три года планируется переход на 10-гигабитные скорости и технологии GPON.

Для приема и передачи используются лазеры с разной длиной волны — 1490 нм для передачи и 1310 для приема. При необходимости возможно добавление в канал и аналоговых кабельных телевизионных каналов (100 и более), которые модулируются лазером на 1550 нм. В зависимости от конкретной схемы сети и использованного оборудования, общая протяженность канала может составлять до 20 км.

Кабель прокладывается от порта коммутатора в виде дерева. Сплиттеры, устанавливаемые в узлах, чрезвычайно неприхотливы — не требуют электропитания, настройки и управления, термошкафов, недороги и очень компактны. Это позволяет размещать их, например, в уже имеющихся телефонных распределительных шкафах.

Простейшие оконечные устройства представляют собой конвертеры оптика-кабель со встроенным фильтром MAC-адресов. В случае использования телевидения, в модем устанавливается еще один приемник, а на телевизор выводится обычный высокочастный кабель.

Для защиты информации возможно использование шифрования (AES128) всех передаваемых пакетов. Технология не допускает прямого общения отдельных абонентов, находящихся на одном порту коммутатора — данные от одного абонента могут попасть к другому только через GEPON-коммутатор, который ретранслирует потоки данных восходящего потока на длине волны 1310 нм в нисходящий поток на длине 1490 нм. Дополнительным плюсом с точки зрения безопасности является использование на линии исключительно пассивного оборудования, затрудняющего перехват.

Из положительных сторон PON нужно отметить:

• минимальное использование активного оборудования;
• минимизация кабельной инфраструктуры;
• низкая стоимость обслуживания;
• возможность интеграции с кабельным телевидением;
• хорошая масштабируемость;
• высокая плотность абонентских портов.

В тоже время при рассмотрении технологии нужно учесть и ее особенности, особенно в сравнении с линиями «точка-точка»: разделяемая между абонентами полоса пропускания, общая среда может не подойти клиенту с точки зрения безопасности, пассивные сплиттеры затрудняют диагностику оптической линии, возможно влияние неисправности оборудования одного абонента на работу остальных, меньшая выгода в случае реализации на этапе строительства.

Оборудование

Линейка продуктов GEPON у ZyXEL состоит из трех коммутаторов и трех модемов. Младшая модель коммутатора — OLT-1308H — имеет восемь портов GEPON и восемь соответствующих им Gigabit Ethernet (обратите внимание, что именно гигабитных, устройства с меньшей скоростью к ним подключить нельзя). К каждому оптическому порту можно подключить до 32-х модемов в итоге получив 256 абонентов на устройство. Все коннекторы расположены на лицевой стороне устройства — 8xPON, 8xGigabit, консольный, 10/100BaseT внесетевого управления и питание. Здесь же есть и кнопка сброса устройства. Все порты имеют набор индикаторов для определения текущего статуса. У OLT-1308 есть встроенный гигабитный L2+ коммутатор (неблокируемая коммутация с пропускной способностью 24 Гбит/с, скорость коммутации кадров 17,8 млн. пак/с) и четыре совмещенных порта 1000Base-T/SFP. Такой вариант можно использовать для резервирования канала — при одновременном подключении двух разъемов (SC и RJ45) работает оптика, а в случае аварии в оптическом канале происходит автоматическое переключение на медь. Питание и консольный порт у этой модификации находятся на задней панели. Данные модели выполнены в стандартном 1U корпусе и рекомендуются для использования в быстрорастущих сетях. Самой производительной моделью является модульный OLT-2300. В его 4,5U корпусе предусмотрено место для установки до шестнадцати OLC-2301. Каждый такой линейный модуль имеет порт GEPON и совмещенный порт 1000Base-T/SFP. В шасси также устанавливается управляющий модуль и блок питания с двойным резервированием. Линейный модули допускают горячую замену, что положительно сказывается на удобстве обслуживания сети и надежности предоставления услуг. Максимально OLT-2300 может поддерживать 512 абонентов. Все оптические модули коммутаторов рассчитаны на дальность работы 20 км.

Последние обновления прошивок моделей OLT-1308/OLT-1308H позволяют работать на одном канале не 32, а 64 абонентам, что существенно снижает стоимость одного подключения. Для OLC-2301 такой возможности пока нет.

Все GEPON-коммутаторы поддерживают протоколы STP/RSTP и механизмы приоритезации трафика и организации виртуальных сетей (включая Port Based и 802.1Q). Эффективность многоадресных рассылок обеспечивается поддержкой IGMP v.2, IGMP proxy, IGMP snooping и MVR. Для управления предусмотрены порты RS-232 и 10/100Base-TX. Настраивать коммутаторы можно через Web-интерфейс (поддерживается SSL, предусмотрена установка до пяти аккаунтов, примеры скриншотов — 1, 2, 3), telnet, SSH, FTP или консольный порт. Номера портов всех сервисов можно изменить. Возможно ограничение доступа по IP-адресам. Web-интерфейс имеет встроенную систему помощи.

Устройство автоматически находят все подключенные абонентские модемы и позволяет назначить им специфические профили. Они включают в себя настройки скорости, фильтрации, VLAN, приоритетов и другие параметры. Допускается использование протокола аутентификации 802.1x.

Коммутаторы также позволяют следить за физическим состоянием — проверяются температуры, скорости вращения вентиляторов, напряжения. Для больших сетей будет полезной поддержка коммутаторами проколола SNMP и совместимость с EMS системой управления NetAtlas. Кроме того, возможно объединение устройство в кластеры для общего управления.

В настоящий момент моделей со встроенными инжекторами КТВ у ZyXEL нет. Впрочем, для микширования сигнала ТВ в оптический канал можно использовать внешние сплиттеры и медиаконвертеры коаксиал/оптика.

Первой моделью абонентского GEPON-модема является ONU-631HA. Он работает в режиме моста, прост в обслуживании и управляется исключительно со стороны провайдера по специальному протоколу. Для пользователя он предлагает стандартный порт Gigabit Ethernet. Предусмотрено две модификации модемов — с индексами -11 и -12. Первая работает на расстояниях до 10 км, а вторая — до 20 км. Корпус выполнен из темного пластика, на передней панели есть несколько индикаторов (питание, PON, LAN, скорость LAN, дуплекс). На задней стороне расположены два сетевых порта (оптический и медный) и вход блока питания (12 В 1,5 А). Данная модель позиционируется для подключения корпоративных абонентов и выносов операторской сети.

Вторая модель более интересна для подключения домашних пользователей — ONU-634HA имеет встроенный централизованно управляемый 4-портовый коммутатор с привязкой VLAN 802.1Q к портам Fast Ethernet. Как и 631-й она полностью настраивается со стороны провайдера, что сокращает затраты на обслуживание. Также сейчас существуют семплы ONU-634FA — четыре сетевых порта и выход кабельного телевидения, позволяющий напрямую подключить к GEPON-модему обычный телевизор.

Рекомендуемые розничные цены на оборудование представлены в таблице. Реальная рыночная стоимость может быть несколько ниже. Кроме того, для отдельных проектов компания может предложить специальные цены.

Рекомендованные цены на оборудование GEPON
Модель	Стоимость ($)	Стоимость на абонента ($)
ONU-631HA-11/12	372/454	372/454
ONU-634HA-11/12	388/502	388/502
OLT-1308	23 939	47
OLT-1308H	23 283	46
OLT-2300M/OLC-2301HA-12	1 317/2 670	90 (на 512 абонентов)

Для построения сети также потребуются сплиттеры (примерная стоимость — от 400 руб за 1×2 до 4000 руб за 1×8, существуют и модели 1×32), оптический одномодовый кабель (стоимость сравнялась с ценой кабеля UTP: цены на одволоконный кабель начинаются с 7-8 рублей за метр) и коннекторы (от 100&ndsah;140 рублей за одно соединение).

Тестирование описанного оборудования в составе коммутатора OLT-1308 и модемов ONU-631A проводилось на тестовой площадке компании ZyXEL с использованием тестового пакета Ixia Chariot. Результаты при одновременной работе одного, двух и трех клиентов приводятся в таблице (пакеты максимального размера, Мбит/с). Модемы подключались к одному из портов коммутатора через один сплиттер. Видно, что в случае максимальной нагрузки, скорости равномерно распределяются по всем клиентам. Отметим и высокую эффективность передачи данных, включая режим работы нескольких клинетов — суммарная скорость практически совпадает с максимально возможной.

Производительность GEPON
Прямой канал	Обратный канал
Один модем на линии
Клиент 1	943	925
Два модема на линии
Клиент 1	497	457
Клиент 2	442	457
Итого	939	914
Три модема на линии
Клиент 1	336	300
Клиент 2	284	300
Клиент 3	325	300
Итого	945	900

В целом можно отметить, что технология не сложна в настройке и эксплуатации и работает согласно спецификациям. Скорости соответствуют знакомым по медным гигабитным сетям.

Выводы

Технология GEPON может успешно применяться для организации оптических каналов каналов связи до абонента и особенно эффективна в случае наличия ограничений на прокладку кабелей и установку активного оборудования на линии. Эффективность данного решения зависит от многих факторов и однозначно сказать, что это лучший вариант конечно нельзя, все определяется конкретными требованиями заказчика. Тем не менее, произведенные оценки позволяют сделать вывод, что уже сегодня в некоторых случаях себестоимость подключения по оптике домашних абонентов может не превышать 500 долларов.

Что касается описанного оборудования, то компания ZyXEL предлагает сегодня полную линейку GEPON-устройств, позволяющую создавать оптические сети любого масштаба со всеми необходимыми системами управления и технологиями повышения надежности.

Источник

Настройка оборудования

Блог о модемах, роутерах и gpon ont терминалах.

Технология подключения GPON и xPON — что это такое?!

Подключение GPON на сегодняшний день является самым современным, быстрым и надёжным, среди всех вариантов подключения широкополосного доступа в Интернет, доступных обычным пользователям за разумные деньги. Я ждал его пришествия в наш город почти 10 лет. Именно тогда, в далёком уже 2010 году, IT-тренер из компании Huawei рассказывал нам, что будущее за технологией xPON и она уже активно внедряется в столице нашей страны. И вот теперь пассивная оптическая сеть наконец-таки добралась и до нашей глубинки. Сейчас в нашей области активно строят PON два провайдера — Ростелеком и Сибирский медведь. Есть информация, что этим же начинается заниматься и Дом.ru, но про это у меня информация очень скудная. Что же это за технология и в чём её основные преимущества?! Давайте разбираться.

Технология xPON — оптика в дом

Аббревиатура PON расшифровывается, как Passive Optical Network и в переводе на русский язык означает «пассивная оптическая сеть». При этом xPON — это всё семейство технологий, связанных с мультисервисным широкополосным доступом через оптическое волокно.
Если смотреть глазами обычного пользователя, то xPON — это тонкий желтенький оптический кабель, который приходит в дом или квартиру, принося с собой высокоскоростной Интернет, телевидение и телефон.

Интересный факт! Многие люди, подключенные обычным сетевым Ethernet-кабелем по технологии FTTB ошибочно считают, что что у них тоже подключение по оптике. На самом деле ВОЛС идёт до коммутатора в подъезде, а дальше уже сеть разведена обычной витой парой!

А вот если взглянуть на всё глазами кабельного провайдера, то технология xPON — это ведущая на сегодня технология предоставления услуг ШПД для абонентов любого сегмента — от обычных квартир и домов, до крупных корпоративных клиентов. Какие её основные плюсы?

Ключевые преимущества xPON:

1. Высокая скорость — до 2,5 Гбит/с. В ближайшей перспективе — до 10 Гбит/с.;
2. Надёжное качественное соединение. Не зависит от погоды, отличная помехоустойчивость;
3. Возможность предоставления целого комплекса услуг разом используя всего лишь один кабель, т.е. одну выделенную линию;
4. Максимальное расстояние до абонента до 40 километров;
5. Отсутствие дополнительного активного оборудования между станцией и абонентом. Не надо платить за аренду.

Главная цель любого современного оператора связи — это уйти от меди по максимуму. Тем более, что в последние годы стоимость строительства ВОЛС (Волоконно-Оптических Линий Связи) и соответствующего оборудования значительно снизилась. Таким образом отказ от медного кабеля стал экономически целесообразным. Например, Ростелеком с 2020 года фактически запретил у себя строительство медных линий. На этот же путь встаёт и Дом.ru. Отдельно можно выделить компанию «Сибирский Медведь» которая сразу начала со строительства пассивных оптических сетей.

Основные недостатки xPON:

К сожалению без ложки дёгтя не обошлось. Как и у любой другой, у технологии xPON есть и ряд минусов, которые для небольших Интернет-провайдеров становятся непреодолимым препятствием.

1. Развёртывания сети только кластерами;
2. Стоимость строительства кластера пока ещё высока;
3. Дроп-кабель и оптический шнур легко повредить;
4. Необходимость в квалифицированном обученном персонале и сопутствующем оборудовании;
5. Скудный ассортимент абонентских терминалов ONT;
6. Сложности при переносе или удлинении кабеля.

Именно затраты на модернизацию существующей или строительство новой сети кластерами, закупку специального оборудования и подготовку квалифицированного персонала мешают многим провайдерам начать стройку PON-сетей. Особенно это касается регионов.

А что такое GPON?

10 лет назад скорость доступа в Интернет в нашем городе в среднем была 5-10 Мбит/сек. За это время технологии ушли далеко вперёд, а значит растут и потребности пользователей. Большое количество домашних гаджетов, цифровое телевидение в 4К, устройства умного дома — всё это требует всё более широкого канала в Интернет. По обычной витой паре это можно сделать, но есть ряд технических сложностей и ограничений. И вот тут вперёд шагнул GPON. Как я сказал выше, технология «PON» — это пассивные оптические сети, а вот литера «G» означает, что скорость в этой сети уже измеряется в гигабитах. Так, например, в Москве уже достаточно давно Ростелеком и МГТС предлагают тарифы на 300, 500 и даже 1000 Мбит/с. И всё это за достаточно разумные деньги!

Схема построения сети GPON

Для общего понимания работы пассивных оптических сетей я покажу Вам простую схему построения сети GPON. Первым идёт станционный терминал OLT (Optical Line Terminal). Это отправная точка сети, которая подключена к коммутатору агрегации или опорному маршрутизатору оператора связи.

В зависимости от количества кластеров OLT может иметь разную портовую ёмкость. Как Вы видите — есть и крупные коммутаторы, на несколько плат, и помельче, вплоть до 4-8 портовых. Один порт станционного терминала может обслуживать до 128 абонентских ONT-терминалов.

Далее идут сплиттеры — SPL. Как правило они делятся на два каскада. Первый — это распределительный шкаф, который ставится на кластер, а второй — дроп-муфта. Да, белые и чёрные коробки, которые висят в частном секторе на столбах — это и есть дроп-муфты. Вот так они выглядят снаружи:

А внутри у него порты сплиттера второго каскада, в которые уже монтёры включают абонентские линии, идущие в дома с помощью специального дроп-кабеля.

На стороне абонента ставится оптическая розетка и в неё, с помощью специального патч-корда ШОС подключается оконечный ONT-терминал, который предоставляет провайдер в аренду или продаёт при заключении договора:

ONT-терминалы могут быть двух типов. Либо это так называемая PON-розетка, у которой всего пара LAN-портов, либо — полноценный оптический роутер с Wi-Fi. Так же, у терминала есть 2 режима работы:

• маршрутизатора
• прозрачный мост (bridge)

Прозрачный мост используется в том случае, когда за терминалом ставится WiFi-роутер и с него осуществляется подключение к Интернету. Подробнее про это я уже рассказывал здесь — ссылка.

Особенности технологии о которых стоит знать

И в завершение поста я хочу рассказать о нескольких моментах, которые стоит знать пользователям GPON. Это позволит избежать множества проблем.

1. Оптические кабели и патч-корды не любят острых углов и перегибов. Иначе увеличивается затухание на линии, может пропадать сигнал и загорится лампочка LOS на терминале.

повреждение кабеля gpon

2. Если Вы повредили оптический кабель, то без специального оборудования срастить его не получится. Люди пытаются скручивать его изолентой, использовать скотч-локи, переходники и т.п. Всё это впустую! Нужен либо специальный сварочный аппарат, либо другой, не менее дорогой прибор, позволяющий соединить концы шнура с помощью гильз. Иначе — никак!

3. Если у Вас большой дом или квартира, то не стоит брать ONT-роутер с WiFi. Практически все эти терминалы на момент написания статьи не могут похвастаться большой зоной покрытия и хорошим качеством беспроводной сети. Лучше поставить PON-розетку типа Huawei HG8120H или ZXHN F612 и к ней уже подключить хороший роутер с мощными внешними антеннами, либо это будет уже mesh-система.

4. Сегодня во многих филиалах Ростелекома, а так же у некоторых других операторов связи внедрены разнообразные системы, с помощью которых настройка ONT-терминала выполняется удалённо оператором провайдера. Пользователю при этом полноценного доступа к веб-интерфейсу не предоставляется. Он может только поменять имя и пароль сети Wi-Fi и на этом всё. Для полноценного доступа нужно знать пароль суперпользователя.

5. Можно ли использовать свой терминал, а не покупать тот, что предоставляет провайдер. В принципе — можно. Лично я купил на Авито почти новый терминал всего за 400 рублей и пользуюсь. Но тут всё упирается в станционный OLT-терминал. Не все OLT и ONT совместимы. Например, станционные терминал Eltex по умолчанию работают только с абонентскими терминалами Eltex и всё. Если провайдер не купил лицензий на устройства других производителей, то они работать не будут. Так что все подобные эксперименты Вы выполняете на свой страх и риск!

Помогло? Посоветуйте друзьям!

Технология подключения GPON и xPON — что это такое?! : 5 комментариев

У нас кстати весной начали подключать к GPON построил Ростелеком, подключение стоило 3600 их роутер стоит 6200, так же взял 8120 обошёлся около 900 рублей с доставкой, настроил ее мостом за ним стоит микротик. Плохо конечно что нет официальных sfp модулей, хотя на форумах по этому поводу есть информация.

Отказался от услуг ростелекома с постоянно дисконнектящей dsl технологией с 6 мбит скоростью. 4G стабильней работает с 20 мбит. Надеюсь когда-нибудь и в мою деревню доберется GPON.

ADSL — да, мучение. Это была переходная технология, которая в итоге надолго поселилась в глубинке.

Я тоже более года назад отказался от DSL перешёл на мобильного оператора, скорость в три раза выше чем проводного, а если нужны торенты то можно было бы качать при определенных настройках, в итоге пол года назад построили оптику, сейчас все работает отлично.

я пользовался 3G/4G модемами и хотел подключится к DSL через телефонную линию но подумав головой решился подключить провайдер от юг-телекома теперь мой интернет пашит как космос

Источник