Подключение по технологии pon. Ростелеком и технология PON

	О технологии GPON GPON в Москве – это широкополосные сети мультисервисного доступа, где по одному кабелю предоставляются услуги Интернета, телефонии и телевидения с гарантированным качеством обслуживания. GPON – это ваш персональный оптоволоконный канал с возможностью пропускной способности до 1 Гб/сек. Технология GPON предусматривает прокладку оптоволоконного кабеля непосредственно в квартиру абонента, а не ко всему зданию, что гарантирует постоянную скорость доступа в Интернет и исключает сбои в работе из-за перегрузки сети. Для подключения к технологии GPON абоненту бесплатно устанавливается модем – ONT (Optical Network Terminal), благодаря которому подключение всех услуг в дальнейшем происходит удаленно и в одном устройстве. Модем имеет встроенный Wi-Fi, по сети которого можно работать без проводов с любого устройства.
GPON – настоящая революция в сфере телекоммуникаций! Технология активно развивается во всем мире, а число абонентов, в том числе и в России, растет стремительными темпами. Оптоволоконный кабель прокладывается в квартиру, что гарантирует высочайшее качество услуг и стабильность скоростей.
	Компания МТС объединилась с компанией МГТС, чтобы жители Москвы смогли настроить роутер GPON и по достоинству оценить самые передовые технологии в области связи. МТС – единственная телекоммуникационная компания, которая предлагает своим абонентам услуги домашнего Интернета и Цифрового ТВ с подключением на сетях GPON от МГТС.
Оборудование Модем ONT, необходимый для подключения, устанавливается в квартире пользователя, что позволяет подключать дополнительные услуги удаленно. Модем уже имеет встроенный Wi-Fi. Подключение ONT и само оборудование совершенно бесплатно для пользователей.

Как работает GPON

Обеспечение доступа в Интернет по технологии GPON предполагает замену устаревших медных кабелей на более прогрессивные оптоволоконные, обладающие значительно большей пропускной способностью. Сигнал по такому кабелю проходит посредством светового, а не электрического импульса. Световой импульс проходит по стеклянному волокну, обеспечивая более надежный сигнал и высокую скорость при низких энергозатратах.

Настройка роутера GPON предусматривает прокладку оптоволоконного кабеля непосредственно в квартиру абонента, а не ко всему зданию, что гарантирует постоянную скорость доступа в Интернет и исключает сбои в работе из-за перегрузки сети. Для подключения к технологии GPON абоненту бесплатно устанавливается модем – ONT (Optical Network Terminal), благодаря которому подключение всех услуг в дальнейшем происходит удаленно и в одном устройстве. Встроенный в Wi-Fi-роутер позволяет работать без проводов с любого устройства.

Перспективы развития

Сегодня с уверенностью можно сказать, что технология GPON не только идет в ногу со временем, но и во многом опережает его, расширяя границы возможного. Новый стандарт скоростей позволит постоянно пополнять пакет предоставляемых услуг. Одной из главных причин, по которой стоит купить GPON, является получение круглосуточного доступа к видеонаблюдению, телеметрии, охранной сигнализации и другим услугам. Ресурсы технологии позволяют говорить о перспективах разработки и внедрения множества других услуг для лучшего качества жизни.

GPON в России и в мире

GPON стремительно развивается в США, Японии, Корее, ОАЭ и ряде европейских стран как наиболее перспективная технология доступа.

Россия пока отстает по процентным показателям охвата, однако динамика развития соответствует мировым тенденциям. В крупных российских городах, таких как Челябинск, Миасс и другие, количество абонентов исчисляется десятками тысяч, а в Санкт-Петербурге – сотнями тысяч человек.

Подключить

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.

Информация и связь – продукты, которые стали для нас привычными и незаменимыми. В XXI веке для улучшения и расширения качества привычных телекоммуникаций появились новые технологии. На данный момент самой перспективной и активно развивающейся является xPON и ее модификации.

Для неспециалистов этот термин остается просто аббревиатурой. Попробуем разобраться, что это такое, и в чем преимущества и недостатки этого информационного канала.

Что такое оптические сети

Чтобы узнать, как обеспечивается связь и интернет-сигнал для потребителей по технологии xPON, для начала узнаем, что представляют собой оптическая сетка в целом. PON (аббревиатура от английского Passive optical network) – это пассивные оптические сети, которые обеспечивают передачу сигналов для разных устройств с помощью оптоволокна. Именно они обеспечивают широкополосной мультисервисный доступ. Что это означает на практике? На смену нескольких систем телекоммуникаций приходит одна. При замене медных кабелей на новую технологическую оптическую сетку происходит объединение всех приборов, которые будут получать сигналы по одному общему каналу в «цифре».

В результате установки в квартире, офисе, общественном или производственном здании распределителя каждому абоненту выделяется в пользование собственное волокно (от одного узла может идти максимум 64 отдельных волокон-линий). Каждая заканчивается специальной розеткой, к ней подключается один единственный модем, который способен обеспечить одновременную передачу сигналов связи:

• к компьютеру, одному или нескольким – выход в интернет;
• к беспроводному интернету Wi-Fi;
• к кабельному телевидению, причем, одновременно можно подключить все телевизоры в квартире – интерактивное телевидение;
• к телефонной связи – стационарные телефоны также принимают «цифру», причем качество связи намного улучшается и появляется доступ к дополнительным сервисам (например, определение номеров мобильных телефонов);
• к другим приборам.

То есть, вся система существующих телекоммуникаций, которые обеспечивают работу техники, заменяется одним оптоволоконным.

Понятие оптоволоконных сетей

Если говорить о технологии xPON, то можно дать этому понятию следующее определение: это семейство технологий на основе PON, которые обеспечивают широкополосной мультисервисный доступ через оптоволоконные кабели.

Под термином xPON объединены несколько разновидностей (GPON, GEPON, BPON, EPON и другие). Принцип их работы един, а вот мощность, скорость передачи и оборудование отличаются. Построение любой сети имеет отличительные особенности от известных и привычных медных кабелей.

Принципы построения сети PON

Что такого особенного в построении этого типа сеток? Они создаются по определенной схеме. В упрощенном виде она выглядит следующим образом:

• абонентский узел (ONT, ONU), который оборудован всем необходимым для приема и передачи по оптоволокну;
• оптический распределительный шкаф (ОРШ), который устанавливают непосредственно в обслуживаемом здании;
• розетка, к которой подключается специальный ONT-модем, общий для работы со всей техникой.

То есть, в абонентском узле (например, в Ростелекоме), устанавливается необходимое оборудование, обеспечивающее прием-передачу звука, видео, интернет-сигнала по оптоволоконным кабелям. От него прокладываются сети, которые могут быть разной конфигурации:

• точка-доступ;
• кольцо;
• дерево (с пассивными или активными узлами).

Оптоволоконные кабели протягиваются к зданиям (домам, офисам) и фиксируются в ОРШ. Шкафы обычно устанавливаются в подвалах, а от них каждому абоненту проводится собственное волокно. Оно выводится непосредственно в квартиру (офис или другое помещение) абонента и фиксируется в розетке.

К розетке подключается единственный прибор – модем ONT, а уже к нему – вся техника, которая будет работать за счет сигналов, передаваемых от абонентского узла по личной линии непосредственно к абоненту.

Вот что такое технология xPON, если рассматривать ее упрощенно. При построении мультиполостных сетей применяются различные технологии. Например, используется система vdsl fttx. Это также общее название для группы FTTx в построении оптических сетей xPON. Fiber To The фактически обозначает оптоволокно, а х – конкретную точку доступа.

Что это значит? Всего лишь конкретизация маршрута передачи:

• FTTH (последняя буква — Home) – оптоволоконный кабель заводится прямо в дом или квартиру;
• FTTB (В — Building) – до здания, а далее распределяется по квартирам другими техническими способами;
• FTTN (N- Node) – сигнал распределяется на сетевом узле.
• FTTD/S (D – Desktop, S – Subscriber, подписчик) – сигнал непосредственно в комнату пользователя.

Теоретическую схему применения технологии xPON мы рассмотрели, а вот что дает использование оптической линии на практике? Как и все способы передачи, мультисервисный доступ через оптоволокно имеет свои преимущества и недостатки.

Преимущества

Сразу стоит отметить, что преимуществ у нового способа намного больше, чем недостатков:

• скорость передачи: от 100 МегаБитт в секунду и выше;
• обеспечение работы всех приборов с помощью одной линии (следовательно, упрощаются расчеты, абонентская плата провайдеру идет сразу за все сервисы);
• качественные параметры: стабильность (не зависит от расстояний до распределительных узлов), качество (доступен даже «тяжелый» контент, например, видео в HD);
• не зависит от «перегрузок»: специфика конечного подключения – от каждого узла можно отвести максимум 64 индивидуальных волокон, на которые и рассчитан оптический кабель;
• общие настройки: на одном модеме устанавливаются все необходимые настройки для каждого прибора, ПО настраивается непосредственно при подключении и в дальнейшем не нуждается в коррекции (только, если требуется «добавить» новую технику);
• возможность выбора: абонент сам решает, какой пакет услуг ему нужен и сколько приборов будет работать на его личной линии;
• дополнительные сервисы: антивирус, родительский контроль и другие услуги – все это настраивает провайдер;
• улучшенное качество телефонии (сигнал в цифре).

Вот такие преимущества обеспечивает подключение интернета и других коммуникаций по технологии xPON. Понятие «пассивный» в этой аббревиатуре (Passive) означает, что построенном маршруте связи отсутствуют энергопотребляющие компоненты, следовательно, качество сигнала не привязано к перегрузкам в электросетях.

Замена всех медных кабелей одним не ухудшает, а наоборот, улучшает качественные характеристики телекоммуникационных услуг.

Недостатки

У системы имеются специфические особенности внедрения, прокладки и подключения. Считается, что это основные недостатки:

• Оптическое волокно, которое проводится непосредственно в квартиру абонента, довольно хрупкое. Даже при сильном загибе качество сигнала ухудшается, а сломать его можно при неосторожной укладке. Поэтому розетку рекомендуют устанавливать прямо в прихожей, чтобы избежать пропуска под плинтус или протяжки по дому.
• При монтаже распределительных узлов в многоквартирных домах используется общественное помещение, например, подвал. От него идут «жилы», которые прокладываются внутри стен. Следовательно, при прокладке коммуникаций не избежать пробивки стен и перекрытий. Это самый неприятный для жильцов момент – шум ремонта, пыль и прочие рабочие моменты. Как только вы увидите, что появились распределительные щитки, считайте, что все неприятности монтажа закончились.
• От распределительных щитков, которые устанавливаются вне квартир, проводят оптоволоконные единичные «жилы» до квартир будущих абонентов. Так что стене в коридоре также грозит небольшое разрушение – оно необходимо для установки розетки.

Еще один момент, который можно отнести к минусам: если что-то случается непосредственно с кабелем, то вы будете отрезаны сразу от всех технических устройств, одновременно перестанут работать все подключенные приборы. Но, с другой стороны, если случаются перебои с электричеством, то вы сможете использовать те, которые не зависят от электропитания. Например, заряженный ноутбук будет не просто работать, интернет никуда не исчезнет, ведь оптоволокно не «привязано» к электросети.

Итак, теперь вы знаете, какие перспективы и преимущества открывает повсеместное внедрение технологии xPON. Остается только дождаться, когда ваш район будет включен в систему. Ведущие провайдеры внедряют ее при прокладке новых или замене старых коммуникаций, так что можно с уверенностью сказать, что в скором времени они заменят привычные кабельные повсеместно. И тогда вы сможете оценить все преимущества инновационных оптоволоконных телекоммуникаций на личном опыте.

Начиная с 2000 года информационные технологии претерпели ряд серьезных изменений, ожидаемым следствием которых стало широкое внедрение Ethernet технологий и расширение абонентского канала доступа в мировую паутину. Как результат, началась гонка за скоростями и качеством обслуживания: сначала – медные сети с активными ретрансляторами по пути от провайдера к абоненту, потом – практически полный переход на ВОЛС и технологии семейства FTTX (FTTC, FTTB, FTTH).

На сегодняшний день абсолютно никого не удивишь «оптикой в дом» и скоростями доступа в Интернет порядка 30-100Мбит/с, а низкая стоимость подключения и демократичная ежемесячная абонплата делают проводные интернет-технологии популярными среди всех слоёв населения.

Исторически сложилось так, что Интернет-технологии впервые вышли из городов, и в них до сих пор сосредоточено «остриё» IT-индустрии: коаксиальные ТВ сети с доступом в Интернет (DOCSIS), медно-оптические FTTB сети с IPTV и IP-телефонией в качестве бонуса, CWDM и DWDM магистрали между отдельными районами города и на межгороде, беспроводные мобильные Интернет-технологии – потенциальному городскому абоненту есть из чего выбрать.

Предложений воспользоваться услугами Интернет-Сервис Провайдера в городе стало настолько много, что новый участник ИСП-сообщества просто не может «втиснуться» в уже сформировавшийся «конклав» предоставляющих сетевые услуги. В свою очередь, уже существующие в городах ИСП ведут серьезную борьбу за каждую «пятиэтажку» и за каждого абонента в ней (по крайней мере, на территории некоторых стран СНГ – точно).

Конечно, прошли времена, когда недобросовестные конкуренты вырезали чужой кабель километрами, перебивали магистральное волокно и втыкали иголки в коаксиал – сейчас борьба ведется честными методами (повышение качества обслуживания и скоростей, снижение абонплаты, создание локальных медиапорталов и т.д.). Но, как показывает практика, любой город уже давно поделен на сферы влияния ИСП (коих в каждом городе обычно минимум два), и новых абонентов в устоявшихся территориях добыть совсем непросто, особенно учитывая практически одинаковый набор и предлагаемое качество услуг.

Казалось бы – зачем что-то менять? ИСП существуют и исправно зарабатывают себе на хлеб, регулярно собирая дань со своих абонентов и периодически внедряя «что-нибудь этакое», что позволяет текущее законодательство и что конкуренты тут же повторяют.

Как показала практика на территории Украины, зарабатывать можно не только на хлеб, но и на достаточно толстый слой масла на нем – надо просто взглянуть в сторону родины этого самого масла, а именно – в загородные поселения (деревни, сёла, ПГТ, и даже городской частный сектор!).

В своё время украинские ИСП были приятно удивлены наличию огромного количества потенциальных абонентов в сельской местности и, поскольку свято место пусто не бывает, начали бодро строить классический FTTX в условиях отсутствия цивилизации. Но, как это обычно бывает, первопроходцы не учли наличие в сельской местности достаточного количества «граблей», которые встречались почти на каждом шагу:

• отсутствие канализации (для удобной прокладки кабеля);
• плохое электропитание (и все вытекающие из этого проблемы с активным оборудованием ИСП);
• отсутствие телекоммуникационных построек и невозможность размещения активного оборудования на столбах;
• проблемы с грозами (молниеотводов нет, стабилизаторы питания отсутствуют, витая пара висит от ближайшего запитанного ящика под открытым небом)…

И самое главное – слишком малое количество потенциальных абонентов на квадратный километр в сравнении с городом (как следствие – огромные затраты при прокладке многоволоконного кабеля на большие расстояния или головная боль при расчетах с целью экономии этого самого кабеля).

И вроде бы хочется новых абонентов, и вроде абоненты готовы платить невиданные в городе цифры за подключение, и даже оборудование готовы покупать и запитывать за свой счёт – но больно дорого выходит обслуживание FTTX в сельской местности.

Именно в этот сложный период, когда многие ИСП отрицательно мотали готовой и даже слушать не хотели про абонентов в ЧС и сёлах, на рынок вышла тогда еще совсем неизвестная технология PON, которая сейчас стоит вне конкуренции в столь жестких для систем передачи данных условиях.

PON (англ. PassiveOpticalNetwork – пассивная оптическая сеть) – это быстроразвивающаяся, наиболее перспективная технология широкополосного мультисервисного множественного доступа по оптическому волокну, использующая волновое разделение трактов приема/передачи и позволяющая реализовать одноволоконную древовидную топологию «точка-многоточка» без использования активных сетевых элементов в узлах разветвления.

Другими словами, PON – это полностью пассивная сеть, построенная на оптическом волокне и не имеющая ничего, кроме «стекла», на пути следования Интернета от провайдера к абоненту. Всё активное оборудование вынесено в относительную безопасность жилых (и не очень) построек, а именно:

• на стороне провайдера располагается головная станция, которая управляет всей пассивной сетью, включая абонентские устройства, и «наливает» траффик в сеть;
• на стороне абонента находятся приёмо-передающие конвертеры, из которых, собственно, и «вытекает» траффик потребителям.

1.2 Виды PON.

В начале 90-х, когда внимание мирового сообщества было приковано к событиям на территории уже бывшего СССР, группой из нескольких европейских телекоммуникационных компаний был создан консорциум для реализации идеи множественного доступа по одному волокну, получивший название FSAN (FullServiceAccessNetwork). Целью FSAN была разработка общих рекомендаций и требований к оборудованию PON для того, чтобы производители оборудования и операторы могли сосуществовать вместе на конкурентном рынке систем доступа PON. Итогом работы FSAN стал ряд стандартов PON:

• ITU-TG.983
  APON (ATM Passive Optical Network);
  BPON (Broadband PON);
• ITU-T G.984
  GPON (Gigabit PON);
• IEEE 802.3ah
  EPON/GEPON (Ethernet PON);
• IEEE 802.3av
  10GEPON (10 Gigabit Ethernet PON);

APON и BPON морально устарели еще при рождении, GPON не слишком развит из-за высокой (относительно GEPON) стоимости, а также из-за органического нежелания многих работать со скоростями 2.5G, 10GEPON пока находится в стадии разработки/отладки/испытаний.

В итоге остаются только GEPON и GPON, которые на сегодняшний день соответствуют требованиям большинства провайдеров для подключения удалённых абонентов: скорость передачи «вниз» и «вверх» составляет 1/1 Гбит/с или 2,5/1 Гбит/с (для GEPON и GPON соответственно), при этом, на одном волокне могут находиться до 64 оконечных устройств сети (для GEPON) и до 128 (для GPON). Однако, для не очень требовательного сельского абонента скорости, предоставляемой GEPON даже в периоды пиковой нагрузки сети, вполне достаточно, а цена оборудования (и, как следствие, подключения) ниже если не в разы, то достаточно значительно. Поэтому на данный момент технология GEPON является наиболее перспективной для расширения ИСП в направлении небольших/средних населенных пунктов, находящихся в пригороде и на значительном удалении от городов.

*Конечно, GPON представляет возможности запаса по скорости на каждого абонента, но к тому времени, когда эти скорости будут востребованы, уже достаточно широко будет распространен 10GPON, так что переплачивать за сомнительное резервирование на данный момент не имеет смысла*

1.3 Принцип действия GEPON.

Как уже упоминалось ранее, GEPON – древовидная сеть, построенная на пассивных оптических составляющих на всём протяжении от провайдера к абоненту.

На стороне провайдера устанавливается OLT (англ. Optical Linear Terminal – Оптический Линейный Терминал) – L2 или L3 свитч со всеми вытекающими отсюда функциональными возможностями, имеющий Uplink порты (обычно стандарта Ethernet) и Downlink порты (работающие в рамках стандартов IEEE 802.3ah).

В последнее время все производители GEPON оборудования имеют широкий модельный ряд головных станций (OLT), которые, в основном, отличаются количеством Downlink портов (непосредственно для подключения пассивных деревьев), количеством и скоростью Uplink портов (например, 1Гбит/с или 10Гбит/с) и программно-аппаратным функционалом (L2 или L3).

*например, китайская компания BDCOM имеет 3 линейки головных станций:

• Low-level (P33XX) – OLT’ы для небольшого количества абонентов (256) с 4-мя Uplink и 4 Downlink портами;
• Mid-level (P36XX) – OLT’ы для среднего количества абонентов (512…1024), имеют 8…16 портов Downlink, столько же Uplink и 2х10Гбит/с дополнительных Uplink;
• Tol-level (P69XX, P85XX) – гигантские фабрики по производству GEPON траффика с более чем 16-ю GEPON портов и прочими прелестями;*

Управление OLT производится как через терминальный порт, так и с помощью всеми любимых протоколов типа SNMP, SSH и TELNET.

На стороне клиента устанавливается ONU (англ. Optical Network Unit – Оптическая Сетевая Единица), которую также иногда именуют ONT (англ. Optical Network Terminal – Оптический Сетевой Терминал) – специализированныйVLAN свитч небольшого размера. ONU от того же BDCOM стандартно имеет один оптический гигабитный порт и 4 медных (100Mbps или 1Gbps). Есть модели ONU с комбинированным оптическим портом для телевидения и данных, с портами для телефонии (SIP), с разным количеством медных портов, с Wi-Fi-адаптером, а также комбинации всех вышеперечисленных. Каждая ONU имеет встроенный фильтр MAC-адресов; при получении пакета ONU проверяет принадлежность пакета и, если пакет принадлежит не ей, отбрасывает его. Управление ONU происходит непосредственно с OLT, при этом OLT считает ONU своим собственным «удалённым портом».

Между клиентом и провайдером располагается пассивная оптическая сеть, которая имеет топологию дерева и её производные. Основными компонентами пассивной оптической сети являются оптические волокна и оптические сплиттеры (англ. Splitter — разделитель), работающие в режиме «разветвитель» в направлении провайдер-клиент и в режиме «смеситель» в обратном направлении. Несомненными преимуществами пассивного оборудования являются его независимость от питания и простота в эксплуатации: будучи единожды установленным, пассивное оборудование нуждается лишь в периодической профилактике (часто лишь в виде визуального осмотра).

Рисунок 1 – Принципиальная схема включения PON

Поскольку пассивные оптические сети физически являются соединением со множественным доступом (точка-многоточка), в них необходимо разделять прямые и обратные потоки данных, а также координировать связь между множеством абонентских устройств и головной станцией. Для этого используется сразу две технологии для передачи данных в разделяемой между многими абонентами среде: временное и частотное мультиплексирование .

Временное Мультиплексирование (англ. TDM — TimeDivisionMultiplexing) действует со стороны OLT, который определяет, в какие моменты времени конкретному абонентскому устройству разрешено вещание в общую среду передачи данных. Со стороны ONU действует TDMA (англ. TimeDivisionMultipleAccess – Множественный Доступ С Разделением По Времени), согласно которому абонентское устройство подчиняется OLT.

В то же самое время во всей пассивной оптической сети действует технология WDM (англ. WavelengthDivisionMultiplexing – Мультиплексирование с разделением по длине волны), которая разносит прямой (нисходящий от OLT к ONU) и обратный (восходящий от ONU к OLT) потоки данных на разные длины волн (частоты). При этом нисходящий поток передаётся на длине волны 1490нм, а восходящий – на длине волны 1310нм. Сделано это для того, чтобы избежать коллизий («столкновения» прямого и обратного потоков на одной длине волны), а также оставить место для CATV (аналоговое телевидение), которое также можно пустить по дереву PON до абонента. Передатчики CATV вещают на длине волны 1550нм или 1310нм, но производители GEPON оборудования заняли длину волны 1310nm для UpStream, чтобы максимально удешевить клиентское устройство (лазеры, излучающие на длине волны 1310нм намного дешевле лазеров, излучающих на длине волны 1550нм).

Стоимость лазерных GEPON приёмо-передатчиков достаточно высокая по отношению к их Ethernet-собратьям, и не случайно: они очень мощные. Их мощности хватает на то, чтобы «пробить» более 100 км стандартного оптического волокна по прямой! Однако, PON-деревья в глубину достигают обычно всего лишь 10-15 км, имея предел по глубине в районе 20км. Связано это с тем, что пассивные оптические делители вносят в линию огромное затухание сигнала, обеспечивая при этом ветвление и экономя оптическое волокно.

Стоит отметить, что стандарт GEPON несколько отличается от привычного всем Ethernet структурой кадра, поэтому «не-GEPON» устройства в сети PON работать не будут. Мало того, стандарт IEEE 802.3ah был принят относительно недавно, и почти никто из производителей не соответствует ему на 100% (да многие и не особо хотят). В силу этого, отсутствует полная кросс-платформенная совместимость оборудования (например, OLT от D-Link не будет работать с ONU от ZTE, или OLT от HUAWEI не будет раскрывать весь свой потенциал при работе с ONU от BDCOM).

*На самом деле, совместимость разных производителей возможна, но не на 100%; траффик между OLT и ONU , возможно, будет «ходить», однако, полное управление OLT ’ом «неродных» ONU никто не гарантирует.*

Следует отдельно рассмотреть технологию обмена данными между ONU и OLT:

• любая ONU вещает только в момент времени, отведённый для нее OLT (TDMA);
• для любой ONU в сети OLT определяет временной промежуток, в течение которого ONU может вещать (TDM);
• вновь подключённая ONU взаимодействует с OLT по протоколу MPCP (англ. Multi-PointControlProtocol – Протокол Управления Многоточечным Обменом);
• любая ONU не может связываться с другими ONU без участия в связи OLT`а. Все пакеты для любого адресата централизованно обрабатывает одно устройство в сети – OLT.

Рисунок 2 – Распределение временных промежутков между ONU

Для поддержки присвоения временных доменов с помощью OLT, группой IEEE 802.3ah был разработан протокол MPCP . Этот протокол базируется на двух сообщениях Ethernet: GATE и REPORT . Сообщение GATE посылается от OLT к ONU и используется для присвоения временного домена. Сообщение REPORT используется ONU для информирования OLT о своем состоянии (заполненность буфера и т.д.), чтобы помочь ему принять правильное решение о выделении временного домена. Как GATE, так и REPORT-сообщения являются кадрами управления MAC (тип 88-08).

Существует два режима работы MPCP : автодетектирование (инициализация) и нормальный режим . Режим автодетектирования используется для детектирования вновь подключенных ONU и определения RTT (англ. Round Trip Time – время от момента посылки запроса до момента получения ответа) и MAC-адреса этого ONU. Нормальный режим используется для присвоения временных доменов всем инициализируемым ONU.

Стандартные Ethernet кадры в PON немного модифицируются под специфику работы в разделяемой по принципу TDM среде, однако, OLT модифицирует выходящие пакеты так, что на выходе из PON получается стандартный Ethernet поток. В обратном направлении ситуация аналогичная. Структура стандартного Ethernet кадра (IEEE 802.3), PON кадра (IEEE P802.3ah) и управляющего кадра IEEE P802.3ah представлена ниже (Рисунок 3):

Рисунок 3 – Сравнение полей кадров IEEE 802.3 и IEEE P802.3ah

Преамбула стандартного кадра Ethernet (Рисунок 3а), модифицируется добавлением нескольких служебных полей (Рисунок 3б):

• SOP (англ. Start Of Packet) – 1 байт, указывает на начало кадра;
• Резервное поле, 4 байта;
• LLID (англ. Logical Link Identificator) – 2 байта, указывает индивидуальный идентификатор узла EPON. Остается открытым вопрос: сколько идентификаторов может иметь абонентский узел ONU – один или несколько? LLID требуется для эмуляции соединений точка-точка и точка-мультиточка в сети EPON. Первый бит поля указывает режим передачи кадра (unicast или multicast). Остальные 15 бит содержат индивидуальный адрес узла EPON;
• CRC (англ. Сircle Redundancy Check) – 1 байт, контрольная сумма по преамбуле (стандарт P802.3ah).

При выходе кадра из сети GEPON преамбула кадра преобразуется к стандартному виду – тег ликвидируется. Например, в прямом потоке OLT модифицирует преамбулу каждого входящего в PON кадра 802.3, в частности, в преамбулу добавляется специальный тег LLID. Этот тег извлекается соответствующим подуровнем на ONU, где происходит восстановление преамбулы. Узел ONU в нормальном режиме работы, т.е. когда уже зарегистрирован, обрабатывает только те кадры, в преамбуле которых идентификатор LLID совпадает с собственным LLID. Остальные поля кадра EPON совпадают с полями стандартного кадра Ethernet:

• DA (англ. Destination Address) – 6 байт, указывает MAC-адрес станции назначения. Это может быть единственный физический адрес (unicast), групповой адрес (multicast) или широковещательный адрес (broadcast);
• SA (англ. Source Address) – 6 байт, указывает MAC-адрес станции отправителя;
• L/T (англ. Length/Type) – 2 байта, содержит информацию о длине или типе кадра;
• Поле данных, переменной длины;
• PAD (наполнитель) – поле используется для дополнения кадра до минимального размера;
• FCS (англ. Frame Check Sequence) – 4 байта, контрольная сумма кадра, вычисленная с использованием циклического избыточного кода;
• OpCode (англ. Optional Code) – 2 байта, уточняет тип управляющего кадра. Существуют две категории управляющих кадров, отличающиеся значением этого поля: сообщения GATE, генерируемого OLT, и сообщения REPORT, генерируемого ONU;
• TS (Time Stamp) – 4 байта, содержит временную метку отправителя;
• message – 40 байтов, собственно в этом поле содержится служебная информация, необходимая для работы протокола MPCP.

Более подробную информацию о логической работе PON можно получить на http://book.itep.ru .

OLT и ONU обеспечивают инкапсулирование данных в модифицированные Ethernet кадры стандарта IEEE P802.3ah, при этом используется канальное кодирование 8B/10B (8 пользовательских бит преобразуются в 10 канальных).

Окончательный алгоритм работы сети PON после настройки выглядит следующим образом:

• ONU «слушает линию»;
• OLT получает пакет стандарта IEEE 802.3 от вышестоящего устройства и модифицирует его под стандарт IEEE P802.3ah;
• OLT отсылает пакет конкретному адресату (ONU);
• Все ONU получают пакет, но только адресат оставляет его себе – остальные пакет отбрасывают;
• ONU модифицирует пакет стандарта IEEE P802.3ah под стандарт IEEE 802.3 и отдаёт его клиентскому ПК;
• ONU получает пакеты с клиентского ПК, модифицирует их из стандарта IEEE 802.3 под стандарт IEEE P802.3ah и буферизирует;
• OLT разрешает передачу данных конкретной ONU;
• ONU вещает определённое количество времени, а затем замолкает и снова «слушает» линию;
• OLT получает от ONU пакет стандарта IEEE P802.3ah, модифицирует его под стандарт IEEE 802.3, после чего передаёт его вышестоящему устройству.

Алгоритм работы сети PON по преобразованию пакетов из одного стандарта в другой можно представить следующим образом (Рисунок 4):

Рисунок 4 – Алгоритм работы PON по преобразованию пакетов

1.4 Сравнение PON с классической FTTH схемой подключения абонентов.

Для классического FTTH характерно большое количество используемых волокон (по одному на каждого оптического потребителя, будь то конечный абонент или многоэтажка), что, в свою очередь, приводит к неэффективному использованию кабеля по принципу: чем более ёмкий кабель, тем более он неэффективно используется.

Например, четырехволоконный кабель, идущий к группе близко расположенных многоэтажек по канализационной шахте (по волокну на каждую), необходимо завести в подвал одной из них и разделать, ответвив одно волокно на оптического потребителя. Оставшиеся три волокна, несущих информационный сигнал, необходимо пустить по канализации до следующего дома. При этом кабель, проложенный от первой точки ответвления до второй, всё также четырехволоконный, просто одно волокно остаётся неиспользуемым. И так далее…

Конечно, можно постепенно снижать волоконность кабеля, прокладывая в более «узких участках менее ёмкие кабели, но, как показывает практика, это не очень удобно: держать несколько километровых бухт разной волоконности накладно уже при основной работе с 8-миволоконным кабелем, не говоря уже о более ёмких.

Опять же, недостатком FTTH даже в городе является большое количество промежуточных между провайдером и абонентами активных устройств доступа и агрегации – они потребляют электроэнергию, требуют регулярного обслуживания, чувствительны к перепадам напряжения, сильно зависят от температуры окружающей среды, влажности… Если все эти недостатки спроецировать на сельскую местность, где чердаки и подвалы, а также централизованная канализация и сеть питания доступны далеко не всегда, а также принять в расчет стандартные проблемы типа «свитч заглючил и не отвечает – надо перезагружать руками» — становится абсолютно неинтересно развивать ЧС и тянуть кабель в село.

Для решения вышеизложенных проблем идеально подходит технология GEPON, которая уже добрую пятилетку радует интернет-пользователей самых удаленных населенных пунктов на карте Украины.

При использовании GEPON на 64 абонента используется всего один оптический волновод, а четырехволоконного кабеля хватит, соответственно, на 256 абонентов. При этом абоненты могут находиться на достаточном удалении друг от друга и от ближайшего магистрального кабеля. Неиспользуемого волокна в кабеле при построении сети по технологии PON практически нет, а для эффективного развертывания пассивной оптической сети вполне достаточно основного (магистрального) кабеля на 4 или 8 волокон и абонентских «fiberdropcable», которые представляют собой защищенные патчкорды разной длины.

Однако, самым желанным плюсом пассивной оптической сети является отсутствие потребности в питании промежуточных между абонентом и провайдером узлов. Это сразу снимает ряд вопросов от энергопоставляющих компаний, пожарников и других проблемных инстанций. Этот же плюс можно эффективно использовать в сельской местности: промежуточные узлы, не привязанные к питанию, можно размещать где угодно, при этом значительная часть средств, идущая на поддержание бесперебойного питания, будет сэкономлена, также, как и средства, закладываемые на профилактику и ремонт любого активного оборудования в сети.

Немаловажным является и тот факт, что настройка всего активного оборудования GEPON, входящего в конкретную пассивную сеть, производится с одного устройства – головной станции (OLT). Это значительно упрощает работу системного администратора, позволяя наиболее эффективно находить и устранять неисправности, а также производить регулярное обслуживание сети.

Кроме того, в уже построенную пассивную сеть легко и просто запустить аналоговое TV (Рисунок 5):

Рисунок 5 – Применение PON в качестве среды для использования CATV

Итак, положительные стороны PON в сравнении с FTTH:

• 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 GEPON, 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 элементы (делители) затрудняют диагностику оптической линии;
• возможно влияние неисправности оборудования одного абонента на работу остальных (при выходе из строя ONU есть крайне низкая вероятность того, что передатчик «обезумевшей» ONU будет постоянно излучать, мешая остальным);
• меньшая выгода в случае реализации на этапе строительства.

xPON - это пассивная оптическая сеть, обеспечивающая многофункциональный широкополосный доступ в Интернет с качественным и надежным соединением на беспрецедентно высоких скоростях - до 2400 Мбит/с. По одному оптоволоконному кабелю, проведенному непосредственно в квартиру, абонент получает услуги передачи данных и телефонии с гарантированным качеством обслуживания.

На сегодняшний день xPON - самая прогрессивная и перспективная технология доступа в Интернет, способная обеспечить стремительно растущие потребности в скорости обмена информацией. xPON не только полностью отвечает современным требованиям, но и обладает ресурсами и потенциалом для обеспечения развития технологий связи в будущем.

Преимущества xPON

• Новый стандарт скоростей доступа в Интернет - от 25 Мбит/с до 2400 Мбит/с.
  • загрузка данных из Интернета - в 25 раз быстрее максимально возможной на ADSL;
  • выгрузка данных в Интернет - в 100 раз быстрее, скорость обратного канала до 500 Мбит/с.

• Высокое качество соединения без обрывов и помех.
• Предоставление всего ресурса оптического кабеля одному абоненту.
• Мультисервисный пакет услуг, подключаемых по одному кабелю: Интернет, Домашний телефон и Домашнее ТВ (с поддержкой HD).
• Единый счет для оплаты всех услуг.
• Возможность оплаты в кредит по системе «Плати потом».

Как работает xPON

Обеспечение доступа в Интернет по технологии xPON предполагает замену устаревших медных кабелей на более прогрессивные оптоволоконные, обладающие значительно большей пропускной способностью. Сигнал по такому кабелю проходит посредством светового, а не электрического импульса. Световой импульс проходит по стеклянному волокну, обеспечивая более надежный сигнал и высокую скорость при низких энергозатратах.

Технология xPON предусматривает прокладку оптоволоконного кабеля непосредственно в дом абонента, а не ко всему зданию, что гарантирует постоянную скорость доступа в Интернет и исключает сбои в работе из-за перегрузки сети. Для подключения к технологии xPON абоненту устанавливается модем - ONT (Optical Network Terminal), благодаря которому подключение всех услуг в дальнейшем происходит удаленно и в одном устройстве. Модем имеет встроенный Wi-Fi, по сети которого можно работать без проводов с любого устройства.

Перспективы развития

Сегодня с уверенностью можно сказать, что технология xPON не только идет в ногу со временем, но и во многом опережает его, расширяя границы возможного. Новый стандарт скоростей позволит постоянно пополнять пакет предоставляемых услуг. Видеонаблюдение, телеметрия, охранно-тревожная сигнализация и другие услуги с помощью технологии xPON становятся доступны для абонентов. Ресурсы технологии позволяют говорить о перспективах разработки и внедрения множества других услуг для лучшего качества жизни.

xPON в России и в мире

xPON стремительно развивается в США, Японии, Корее, ОАЭ и ряде европейских стран как наиболее перспективная технология доступа.

Россия пока отстает по процентным показателям охвата, однако динамика развития соответствует мировым тенденциям. В крупных российских городах, таких как Челябинск, Миасс и другие, количество абонентов исчисляется десятками тысяч, а в Санкт-Петербурге - сотнями тысяч человек.

Что такое GPON и как подключают абонентов

Так как потребности пользователей Интернета и цифровых технологий растут с каждым днем, западные провайдеры задумались - «Как можно предоставить абонентам высокоскоростной, практичный и недорогой в обслуживании, способ передачи цифровых данных?» И придумали GPON. Технология «PON» - пассивные оптические сети, «G» - гигабитные. Пассивные они потому, что на участке от АТС до абонента не используется никакого активного оборудования - индивидуальное оптическое волокно тянется прямо до дома клиента. За счет этого достигается невиданная ранее пропускная способность канала и, как следствие, возможность подключить несколько услуг по одной линии - телефон, телевидение, Интернет.

Если в Вашем поселке уже построена оптическая распределительная сеть, то у Вас есть возможность получить полностью оптоволоконную линию связи от оператора связи до абонента. Разумеется, если в кабеле еще остались свободные волокона. Вы делаете заявку, мы проверяем техническую возможность подключения и согласуем с Вами время монтажа. Сразу скажем, что в среднем на подключение уходит 2 дня. В первый день выполняются работы, связанные с оптикой - т.е. оптическое волокно вводится прямо в дом, устанавливается оптическая розетка, проверяется качество сигнала в линии. Все это занимает около 2х часов. На второ й день приезжает представитель компании - оператора связи, привозит необходимое оборудование и договор на оказание услуг связи. В некоторых поселках все операции возможно выполнить за один день.

Итак, Вам назначили монтаж, и вы стали обладателем маленькой оптической розетки, закрепленной на стене с внутренней стороны дома. И не обязательно - дома. По желанию абонента оптическую розетку мы можем установить и в техническом помещении.

В качестве устройства, которое будет преобразовывать оптоволоконный интерфейс в Ethernet-интерфейс, выступает оптический терминал - ONT. В зависимости от модификации, ONT может иметь функционал от минимального, до полноценного роутера, с возможность подключения WiFi, IPTV и телефонии. Терминал устанавливается в доме либо техническом помещении абонента, и подключается к сети 220в.

Как правило, ONT монтируют рядом с отверстием, куда затянули оптику, чтобы протяженность волокна по квартире была как можно меньше. Почему нельзя протянуть оптоволокно в глубь дома? Все просто - тонкий «проводок» крайне хрупок, чувствителен к различным изгибам, перегибам, давлению. От всех вышеперечисленных процедур оптоволокно просто ломается, сигнал в линии пропадает. Восстановление же волокна и/или его замена - очень трудоемкий процесс.

Связь между ONT и компьютером, а также между ONT и STB (если подключена услуга IPTV) осуществляется при помощи медного кабеля - UTP (витая пара).

Инсталляторы настраивают ONT и проверяют доступ в Сеть. Если никаких технический неполадок не возникает, абонент подписывает монтажникам договор (они привозят его с собой, если заявка на подключение оформлялась дистанционно) и наряды на установку.

Плюсы и минусы технологии GPON

Плюсы:

• Оптика проводится в квартиру абонента, соответственно, получается большая пропускная способность канала и, как следствие, возможность подключения нескольких услуг с одного абонентского устройства (телевидение, телефон, Интернет);
• Нет промежуточного активного оборудования на участке от АТС до абонента. Поэтому, если выключится электричество, хоть во всем поселке, а у вас есть альтернативный источник питания для оптического терминала и компьютера (как вариант - заряженный ноутбук или планшет), вы сможете пользоваться Интернетом без каких-либо проблем;
• Так как никакого электрического напряжения в оптике нет, то и воздействие влаги для волокна не страшно (конечно, в пределах разумного). А для абонентов нет опасности получить удар электрическим током.

Минусы:

• Волокно очень чувствительно к изгибам, поэтому не рекомендуется протягивать его по дому и укладывать в плинтуса. Даже если волокно не сломается при большом загибе, уровень сигнала сильно ухудшится, что приведет к снижению качества работы предоставляемых услуг