У кімнатах операторського обладнання ряди індикаторів пристроїв OLT ритмічно блимають, а всередині слабких-текучих шаф будинків і підприємств за двадцять кілометрів пристрій, який інтегрує волоконно-оптичне перетворення, маршрутизацію та комутацію, бездротове покриття, передачу голосу та розповсюдження телевізійного сигналу, працює безшумно, розбиваючи гігабітну пропускну здатність на мережеві послуги, необхідні кожному члену родини.
Інженер Лі, технічний керівник оператора широкосмугового зв’язку в Шеньчжені, щотижня обслуговує десятки таких пристроїв. Показуючи на білий прямокутний пристрій, він каже:
"Сьогоднішній оптичний модем повністю відрізняється від того, яким він був п’ять років тому. Раніше це був просто пристрій для перетворення оптичного-в-електрику. Тепер подивіться на цей-волоконно-оптичний вхід, який одночасно виводить гігабітні дротові з’єднання, бездротовий Wi-Fi, телебачення високої-чіткості та дві телефонні лінії. Один пристрій забезпечує будь-який доступ проблеми».
01 Technical Fusion: Основна композиція сучасного XPON ONU
Волоконно-оптичні мережі доступу зазнають глибокої трансформації від одно-функціональної до багато-сервісної інтеграції. На початку розгортання Fiber-to-the-Home (FTTH) користувачі часто стикалися з рядом пристроїв: оптичними модемами, маршрутизаторами, телефонними шлюзами та перетворювачами телевізійних сигналів.
Ці пристрої не тільки займали простір, але й збільшували складність монтажу та збільшували потенційні точки відмови. Поява багатофункціонального XPON ONU вирішує цю проблему.
XPON — це збірний термін для GPON і EPON. GPON, заснований на серії стандартів ITU-T G.984, забезпечує асиметричні можливості передачі 2,5 Гбіт/с у низхідній частині та 1,25 Гбіт/с у вихідній, підтримуючи коефіцієнт розподілу до 1:128 і радіус покриття 20 кілометрів.
Ця технологія забезпечує достатню основу пропускної здатності для багатофункціональних ONU, дозволяючи їм одночасно надавати різноманітні служби, такі як високо-інтернет, відео високої-чіткості та голосовий зв’язок.
Інтегровані ONU, оснащені 4 портами Gigabit Ethernet, 2 традиційними телефонними інтерфейсами, радіочастотним виходом CATV і бездротовою функцією WiFi5, стали кращою формою терміналів для операторів, які просувають послуги "triple-play".
02 Повний огляд технічних характеристик пристрою: план апаратного забезпечення багатофункціонального XPON ONU
Щоб зрозуміти, як працює такий багатофункціональний пристрій, спочатку необхідно розібрати його апаратну архітектуру та конфігурацію інтерфейсу. Типовий4GE CATV POTS WiFi5 ONUзастосовує високоінтегроване рішення чіпсету, яке містить кілька функціональних модулів у компактному корпусі.
Задня панель пристрою зазвичай містить такі основні інтерфейси: один оптоволоконний вхідний порт SC/APC із використанням технології мультиплексування за довжиною хвилі (WDM); чотири порти Ethernet 10/100/1000M з авто-розпізнаванням; два телефонних інтерфейси RJ11; один радіочастотний вихід CATV (роз’єм типу F-).
З точки зору внутрішньої архітектури, ядром пристрою є головна мікросхема керування, яка відповідає за перетворення протоколів, обробку пакетів і керування системою. Модуль GPON забезпечує перетворення-оптики в-електрику та обробку протоколів, дотримуючись стандартів ITU-T G.984.x.
Чотири порти Gigabit Ethernet підключені через мікросхему комутатора, що підтримує такі функції рівня 2, як розділення VLAN, ізоляція портів і контроль трафіку. Голосовий модуль забезпечує інтерфейси POTS, підтримуючи протоколи SIP або MGCP для перетворення IP-голосових сигналів в аналогові телефонні сигнали.
Модуль CATV приймає телевізійні сигнали з довжиною хвилі 1550 нм через незалежний фотодетектор, які потім посилюються та фільтруються перед виведенням у вигляді радіочастотних сигналів. Модуль WiFi5 на основі стандарту 802.11ac забезпечує бездротове покриття в діапазоні частот 5 ГГц.
Ці модулі працюють узгоджено, щоб досягти високоінтегрованої конструкції одно-волоконного входу та кількох-сервісного виходу.
03 Мистецтво розподілу смуги пропускання: інтелектуальний механізм передачі для чотирьох типів послуг
Найбільша проблема для багатофункціональних ONU полягає в тому, як розумно розподілити обмежену смугу пропускання висхідної лінії зв’язку, щоб забезпечити якість обслуговування для різних типів трафіку. Ось тут і вступає в дію технологія Dynamic Bandwidth Allocation (DBA).
У системах GPON низхідний напрямок використовує широкомовний метод, коли дані, надіслані OLT, приймаються всіма ONU, але обробляє їх лише ONU, що відповідає LLID. Вихідний напрямок використовує множинний доступ з тимчасовим поділом (TDMA), при цьому кожне ONU передає дані у визначеному часовому вікні.
Багатофункціональні ONU забезпечують якість обслуговування критичного трафіку за допомогою класифікації потоку трафіку та позначення пріоритетів. Пристрій зазвичай класифікує трафік за кількома фіксованими рівнями пріоритету: голосовий трафік має найвищий пріоритет, потім відеопотоки CATV, потім дані Інтернету і, нарешті, сигналізація керування.
Зокрема, щодо розподілу пропускної здатності, навіть якщо загальна пропускна здатність висхідної лінії зв’язку використовується повністю, система резервує принаймні 64 Кбіт/с виділеного каналу для голосового трафіку, гарантуючи, що завантаження даних не впливає на виклики. Відеотрафік оптимізується за допомогою технології багатоадресної передачі та IGMP Snooping, щоб уникнути того, щоб кілька копій одного вмісту займали пропускну здатність висхідного зв’язку.
Бездротовий модуль WiFi5, як розширення дротової мережі, також дотримується пріоритетних принципів у своєму внутрішньому плануванні. Технологія MU-MIMO стандарту 802.11ac дозволяє ONU передавати дані кільком бездротовим клієнтам одночасно, покращуючи використання бездротового спектру.
04 Вивчення сценаріїв застосування: всебічне покриття від будинків до малих і мікропідприємств
Конструкція таких багатофункціональних ONU враховує широкий спектр сценаріїв застосування, від звичайних домогосподарств до малих підприємств і магазинів, де вони можуть знайти свою користь.
У домашньому середовищі один пристрій може задовольнити всі потреби мережі: після оптоволоконного доступу чотири порти Gigabit Ethernet можуть підключатися до смарт-телевізора, ігрової консолі, сховища NAS і комп’ютера відповідно; Бездротова мережа WiFi5 охоплює весь будинок, підтримуючи кілька смартфонів і планшетів для одночасного плавного доступу до Інтернету; Вихід CATV підключається до телевізійної-приставки для перегляду телеканалів високої-чіткості; два телефонних інтерфейси можна використовувати для стаціонарних телефонів і факсів.
У сценаріях малого бізнесу дротові порти пристрою можна розширити за допомогою комутаторів, щоб підключити більше офісних комп’ютерів і мережевого обладнання. Функціональні можливості VLAN дозволяють компаніям розділяти зони мережі для різних відділів, а ізоляція портів підвищує безпеку внутрішньої мережі.
Голосова функція забезпечує-дорогу внутрішню телефонну систему для підприємств, тоді як інтерфейс CATV залишається практичним у місцях, де потрібен доступ до фінансових новин або каналів моніторингу. Бездротова мережа WiFi5 покриває потреби мобільного офісу в межах офісної зони.
Для -середовища з декількома орендарями, таких як готелі та студентські квартири, оператори можуть централізовано налаштувати велику кількість ONU через платформу віддаленого керування TR-069, уможливлюючи пакетну активацію послуг і діагностику несправностей, значно знижуючи експлуатаційні витрати та витрати на обслуговування.
05 Міркування щодо вибору технології: позиціонування WiFi5 у сучасному бездротовому середовищі
Оскільки WiFi6 і навіть WiFi7 поступово стають популярними, постійний вибір модулів WiFi5 у багатофункціональних ONU базується на практичному позиціонуванні продукту та міркуваннях ринку.
WiFi5, заснований на стандарті 802.11ac, фокусується на частотному діапазоні 5 ГГц, досягаючи теоретичної швидкості до 3,5 Гбіт/с за допомогою модуляції 256-QAM і максимальної ширини каналу 160 МГц. Для більшості сценаріїв домашнього застосування цієї продуктивності вже достатньо.
Порівняно з WiFi6, найбільшим недоліком WiFi5 є відсутність технології OFDMA та комплексної підтримки MU-MIMO як висхідного, так і низхідного каналів зв’язку, що означає, що мережева ефективність і затримка WiFi5 поступаються WiFi6, коли кілька пристроїв підключено одночасно.
Інтеграція WiFi5 у багатофункціональні ONU є вибором балансу вартості-продуктивності. Для бюджетних-великомасштабних-операторських закупівель зрілість і економічна-ефективність модулів WiFi5 залишаються привабливими.
У фактичних розгортаннях бездротова функціональність таких ONU часто позиціонується як «базова зона покриття». Якщо користувачі мають вищі вимоги до бездротового зв’язку, вони можуть підключити більше професійних маршрутизаторів WiFi6 або Mesh через порти Ethernet. Ця багаторівнева конструкція контролює витрати на термінали, зберігаючи при цьому гнучкість для оновлень мережі.
Варто зазначити, що деякі високоякісні ONU почали інтегрувати модулі WiFi6, але за відповідно вищими цінами. Оскільки витрати на чіп WiFi6 зменшаться в майбутньому, очікується, що більше багатофункціональних ONU оновлять свої бездротові стандарти.
З продовженням популяризації оптоволоконного доступу цей багатофункціональний XPON ONU тихо змінює форму термінального обладнання оператора. На складах телекомунікаційних операторів акуратно складені оптичні модеми різних моделей, а інтегровані пристрої, що поєднують 4GE, CATV, POTS і WiFi5, займають все більше місця.
Ці пристрої є не лише кристалізацією технології, але й втіленням бізнес-стратегій-оператори блокують численні служби для користувачів через один термінал, а користувачі насолоджуються зручністю універсального-рішення.
