В стаите с операторско оборудване редиците индикаторни светлини на OLT устройства мигат ритмично, докато вътре в слабите -текущи шкафове на домове и фирми на двадесет километра, устройство, което интегрира оптично преобразуване, маршрутизиране и превключване, безжично покритие, предаване на глас и разпространение на телевизионен сигнал, работи безшумно, разделяйки гигабитовата честотна лента на мрежовите услуги, необходими на всеки член на домакинството.
Инженер Ли, технически надзорник в широколентов оператор в Шенжен, борави с десетки такива устройства всяка седмица. Посочвайки бяло правоъгълно устройство, той казва:
„Днешният оптичен модем е напълно различен от това, което беше преди пет години. Преди това беше просто обикновена кутия за преобразуване от „оптичен-към-електричество. Сега вижте този-оптичен вход, едновременно извеждащ гигабитови кабелни връзки, безжичен Wi-Fi, висока-телевизия и две телефонни линии. Едно устройство разрешава целия достъп проблеми."
01 Technical Fusion: Основният състав на модерния XPON ONU
Оптичните мрежи за достъп преминават през дълбока трансформация от една-функция към интеграция на множество-услуги. В ранните дни на внедряването на Fiber{3}}to-the-Home (FTTH) потребителите често се сблъскват с редица устройства: оптични модеми, рутери, телефонни шлюзове и преобразуватели на телевизионни сигнали.
Тези устройства не само заемат място, но и увеличават сложността на инсталацията и потенциалните точки на повреда. Появата на многофункционалния XPON ONU адресира тази болезнена точка.
XPON е сборен термин за GPON и EPON. GPON, базиран на серията стандарти ITU-T G.984, предоставя възможности за асиметрично предаване от 2,5 Gbps надолу по веригата и 1,25 Gbps нагоре по веригата, като поддържа съотношение на разделяне до 1:128 и радиус на покритие от 20 километра.
Тази технология осигурява достатъчна основа за честотна лента за многофункционални ONU, като им позволява едновременно да пренасят различни услуги като високо-скоростен интернет, видео с висока-дефиниция и гласова комуникация.
Интегрираните ONU, оборудвани с 4 Gigabit Ethernet порта, 2 традиционни телефонни интерфейса, CATV RF изход и WiFi5 безжична функционалност, се превърнаха в предпочитана терминална форма за операторите, насърчаващи услугите "triple-play".
02 Пълен преглед на спецификациите на устройството: Хардуерният план на многофункционалния XPON ONU
За да разберете как работи такова многофункционално устройство, първо е необходимо да анализирате неговата хардуерна архитектура и конфигурация на интерфейса. Типичен4GE CATV POTS WiFi5 ONUприема силно интегрирано решение за чипсет, което включва множество функционални модули в компактно шаси.
Задният панел на устройството обикновено включва следните ключови интерфейси: един входен порт за оптични влакна SC/APC, използващ технологията за разделяне на дължината на вълната (WDM); четири 10/100/1000M автоматично-разпознаващи Ethernet порта; два RJ11 телефонни интерфейса; един CATV RF изходен порт (F-тип конектор).
От гледна точка на вътрешната архитектура, ядрото на устройството е основният контролен чип, отговорен за преобразуването на протокола, обработката на пакети и управлението на системата. GPON модулът обработва оптично-към-електрическо преобразуване и обработка на протоколи, придържайки се към стандартите ITU-T G.984.x.
Четирите гигабитови Ethernet порта са свързани чрез превключващ чип, поддържащ функции на ниво 2, като разделяне на VLAN, изолиране на портове и контрол на трафика. Гласовият модул осигурява POTS интерфейси, поддържащи SIP или MGCP протоколи за преобразуване на IP гласови сигнали в аналогови телефонни сигнали.
CATV модулът получава телевизионни сигнали с дължина на вълната 1550 nm чрез независим фотодетектор, които след това се усилват и филтрират преди извеждане като RF сигнали. Модулът WiFi5, базиран на стандарта 802.11ac, осигурява безжично покритие в честотната лента 5GHz.
Тези модули работят в координация за постигане на силно интегриран дизайн на един-влакнен вход и мулти-сервизен изход.
03 Изкуството на разпределението на честотната лента: Интелигентният пренасящ механизъм за четири вида услуги
Най-голямото предизвикателство за многофункционалните ONU е как разумно да се разпредели ограничената честотна лента на връзката нагоре, за да се гарантира качеството на услугата за различни видове трафик. Това е мястото, където технологията Dynamic Bandwidth Allocation (DBA) влиза в действие.
В GPON системите посоката надолу по веригата използва метод на излъчване, при който данните, изпратени от OLT, се получават от всички ONU, но само ONU, съответстващ на LLID, ги обработва. Посоката нагоре използва множествен достъп с разделяне по време (TDMA), като всяко ONU предава данни в определен времеви прозорец.
Многофункционалните ONU осигуряват качество на услугата за критичен трафик чрез класифициране на трафик потока и маркиране на приоритет. Устройството обикновено категоризира трафика в няколко фиксирани нива на приоритет: гласовият трафик се радва на най-висок приоритет, последван от CATV видео потоци, след това интернет данни и накрая сигнализация за управление.
По-конкретно по отношение на разпределението на честотната лента, дори когато общата честотна лента на връзката нагоре е напълно използвана, системата запазва поне 64Kbps специален канал за гласов трафик, като гарантира, че обажданията не се влияят от изтегляне на данни. Видео трафикът е оптимизиран чрез мултикаст технология и IGMP Snooping, за да се избегне многобройни копия на едно и също съдържание, заемащи честотна лента на връзката нагоре.
Безжичният модул WiFi5, като разширение на кабелната мрежа, също следва приоритетни принципи във вътрешното си планиране. Технологията MU-MIMO на стандарта 802.11ac позволява на ONU да предава данни към множество безжични клиенти едновременно, подобрявайки използването на безжичния спектър.
04 Проучване на сценарии за приложение: Цялостно покритие от домове до малки и микро предприятия
Дизайнът на такива многофункционални ONU отчита широк спектър от сценарии на приложение, от обикновени домакинства до малки предприятия и магазини, където те могат да намерят своята полезност.
В домашна среда едно устройство може да отговори на всички мрежови нужди: след оптичен достъп, четирите Gigabit Ethernet порта могат да се свържат съответно със смарт телевизор, конзола за игри, NAS хранилище и компютър; WiFi5 безжична мрежа покрива целия дом, поддържайки множество смартфони и таблети за плавен достъп до интернет едновременно; Изходът за CATV се свързва с-горната кутия на телевизора за гледане на телевизионни канали с висока{2}}дефиниция; двата телефонни интерфейса могат да се използват за стационарни телефони и факс машини.
В сценарии за малък бизнес кабелните портове на устройството могат да бъдат разширени чрез комутатори за свързване на повече офис компютри и мрежово оборудване. Функционалността на VLAN позволява на бизнеса да разделя мрежовите зони за различни отдели, а изолирането на портове подобрява сигурността на вътрешната мрежа.
Гласовата функция осигурява-ценова вътрешна телефонна система за предприятия, докато CATV интерфейсът остава практичен на места, изискващи достъп до финансови новини или канали за наблюдение. Безжичната мрежа WiFi5 покрива нуждите на мобилния офис в рамките на офис зоната.
За среди-наематели, като хотели и студентски апартаменти, операторите могат централно да конфигурират голям брой ONU чрез платформата за отдалечено управление TR-069, позволявайки групово активиране на услуги и диагностика на грешки, значително намалявайки оперативните разходи и разходите за поддръжка.
05 Съображения за избор на технология: Позиционирането на WiFi5 в днешната безжична среда
Тъй като WiFi6 и дори WiFi7 постепенно стават популярни, продължаващият избор на WiFi5 модули в многофункционалните ONU се основава на практическо позициониране на продукта и пазарни съображения.
WiFi5, базиран на стандарта 802.11ac, се фокусира върху честотната лента от 5 GHz, постигайки теоретични скорости до 3,5 Gbps чрез 256-QAM модулация и максимална ширина на канала от 160 MHz. За повечето сценарии за домашно приложение тази производителност вече е достатъчна.
В сравнение с WiFi6, най-големият недостатък на WiFi5 е липсата на OFDMA технология и цялостна поддръжка както за MU-MIMO за връзка нагоре, така и на връзка надолу, което означава, че мрежовата ефективност и производителността на латентност на WiFi5 са по-ниски от WiFi6, когато множество устройства са свързани едновременно.
Интегрирането на WiFi5 в многофункционални ONU е избор на баланс между разходите и производителността. За-чувствителни към бюджета широкомащабни-операторски доставки, зрелостта и разходната-ефективност на WiFi5 модулите остават привлекателни.
При реални внедрявания безжичната функционалност на такива ONU често се позиционира като "основно покритие". Ако потребителите имат по-високи безжични изисквания, те могат да свържат повече професионални WiFi6 или Mesh рутери чрез Ethernet портовете. Този слоест дизайн контролира разходите за терминали, като същевременно запазва гъвкавостта за мрежови надстройки.
Струва си да се отбележи, че някои ONU от висок клас започнаха да интегрират WiFi6 модули, но на съответно по-високи цени. Тъй като разходите за WiFi6 чипове намаляват в бъдеще, се очаква повече многофункционални ONU да надстроят своите безжични стандарти.
С продължаващото популяризиране на оптичния достъп, това многофункционално XPON ONU тихо променя формата на операторското терминално оборудване. В складовете на телекомуникационните оператори оптичните модеми от различни модели са спретнато подредени, докато интегрираните устройства, комбиниращи 4GE, CATV, POTS и WiFi5, заемат все повече място.
Тези устройства са не само кристализацията на технологията, но и въплъщение на бизнес стратегиите-операторите заключват множество услуги за потребителите чрез един терминал, докато потребителите се радват на удобството на-решение на едно място.
