Що таке технологія xPON і як вона працює

Технологія xPON — це загальноприйнятий стандарт побудови телекомунікаційних систем, у якому оптичне волокно прокладається у приміщення абонента. Такий підхід до організації зв’язку забезпечує стабільне з’єднання та високу пропускну здатність, що робить його кращим рішенням для сучасних умов. У SOYUZ Telecom ми використовуємо технологію X-PON для підключення оптоволоконного інтернету, оскільки вона скорочує кількість проміжних вузлів, що потребують технічного контролю, та гарантує високу якість передачі.

Що таке PON та як працює xPON-мережа

Абревіатура PON розшифровується як Passive Optical Network, що буквально означає пасивну оптичну мережу. Ключова особливість такої структури полягає у відсутності активних компонентів на проміжних етапах проходження сигналу. Інформація від вузла оператора до розподільних коробок доставляється лише оптикою, без участі устаткування, якому потрібне електроживлення. Принцип функціонування xPON базується на деревоподібній топології, де від центрального порту сигнал проходить через оптичні розгалужувачі — спліттери. Ці пристрої фізично поділяють потік світла, спрямовуючи його до кількох кінцевих точок. Для забезпечення двостороннього обміну даними використовується технологія WDM. Одне волокно працює як двосторонній канал: сигнал від оператора до користувача передається на хвилі 1490 нм, а зворотний потік абонента транслюється на хвилі 1310 нм.

Оптичний лінійний термінал (OLT) з боку провайдера

Фундаментальним елементом усієї інфраструктури є оптичний лінійний термінал, відомий як OLT. Цей спеціалізований пристрій високої густини розміщується на вузлі зв’язку. Основне завдання цього обладнання полягає в управлінні всією мережею PON. OLT перетворює електричні потоки даних на оптичні імпульси для передачі в лінію, і виконує зворотне перетворення при прийомі сигналу.

Окрім генерації сигналу, OLT відповідає за розподіл смуги пропускання між усіма абонентами. Пристрій регулює роботу терміналів за допомогою механізмів тимчасового поділу доступу, за винятком конфліктів даних. Один порт OLT ефективно обслуговує від 64 до 256 абонентських точок, що значно спрощує розширення мережі у житлових кварталах.

Абонентські оптичні термінали (ONU та ONT)

На стороні користувача встановлюється обладнання, що перетворює світловий потік на стандартні електричні інтерфейси. Тут варто розрізняти поняття ONU та ONT, хоча їх часто поєднують у побутовому спілкуванні.

ONU являє собою термінал, який приймає сигнал оптики і видає його через роз’єм Ethernet для подальшого підключення до маршрутизатора. ONT — це комплексне рішення, що поєднує функції оптичного приймача та вбудованого Wi-Fi роутера. Обидва типи пристроїв взаємодіють із OLT, використовуючи протоколи для динамічного розподілу смуги пропускання, що дозволяє користувачам отримувати інтернет з високою точністю.

Різновиди технологій сімейства xPON

Сімейство технологій xPON — ця загальна назва для різних поколінь пасивних оптичних мереж (PON). Літера «x» у назві замінює конкретний стандарт (наприклад, GPON, EPON, XGS-PON та інші).

Головна особливість цих технологій — використання одного оптоволоконного кабелю, який за допомогою пасивних розгалужувачів (сплітерів) доставляється до абонентів без використання проміжного обладнання з живленням. Це робить мережу надійною та економічною.

GPON (Gigabit Passive Optical Network): стандарт для дому

GPON — одна з найпопулярніших технологій для підключення домашнього інтернету, телебачення та телефону. Вона забезпечує швидкість до 2.5 Гбіт/с на скачування та до 1.25 Гбіт/с на віддачу. Така швидкість є асиметричною, що ідеально підходить для звичайних користувачів, оскільки вони частіше завантажують інформацію, ніж надсилають.

EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Технологія, створена з урахуванням стандарту Ethernet. Її головна перевага — простота інтеграції із звичним мережевим обладнанням. EPON широко застосовується у багатоквартирних будинках та міській інфраструктурі.

XG-PON та XGS-PON: мережі нового покоління (10 Гбіт/с)

У міру зростання потреб користувачів виникла потреба у більш високих швидкостях для роботи з 4K-відео, хмарними сховищами та інтернетом речей:

• XG-PON — удосконалена версія GPON, яка дає швидкість завантаження до 10 Гбіт/с (вниз) і до 2.5 Гбіт/с (вгору).
• XGS-PON — подальша еволюція стандарту, що забезпечує симетричну швидкість до 10 Гбіт/с в обидві сторони. Це рішення обирають для бізнесу, корпоративних мереж та завдань, де важлива висока швидкість передачі даних в обох напрямках.

NG-PON2: масштабованість та мережі майбутнього

Технологія, яка дозволяє досягти сумарної швидкості до 40 Гбіт/с (і більше) за рахунок використання кількох довжин хвиль одночасно. Вона відрізняється високою гнучкістю: пропускну здатність мережі можна збільшувати без заміни вже прокладеного оптоволоконного кабелю.

Переваги технології xPON перед іншими видами підключення

Головна особливість оптичного волокна полягає у його фізичній природі. На відміну від мідних кабелів, воно не піддається корозії, окисленню чи електромагнітним перешкодам від силових ліній чи побутової техніки. Термін служби оптичної лінії перевищує 25 років, що робить її довгостроковим активом будь-якої інфраструктури.

Відсутність активних електронних пристроїв на проміжних етапах мережі знижує можливість апаратних збоїв. У мідних мережах частіше виходять з ладу комутатори в під’їздах, які потребують електроживлення та захисту від зовнішнього середовища. У таких мережах таких критичних точок на лінії передачі просто не існує.

Висока пропускна здатність та симетричні швидкості

Стандарти високошвидкісного інтернету дозволяють виділяти абонентам значну смугу пропускання, що регулюється програмно. Завдяки механізму динамічного розподілу ресурсів мережа гнучко реагує на запити користувачів. Можливість отримання симетричних швидкостей до 10 Гбіт/с відкриває перед абонентами широкі можливості для роботи з важким контентом та хмарними ресурсами, недоступними для застарілих технологій.

Економічність та мінімальне обслуговування мережі

Відсутність активних вузлів на ділянці від станції провайдера до кінцевого споживача знижує операційні витрати. Провайдеру не потрібно підводити електрику до кожної проміжної шафи або встановлювати системи безперебійного живлення для проміжного обладнання. Це впливає як на стабільність роботи всієї мережі, так і на економічну ефективність її експлуатації.

Надійність та низькі затримки (ping)

Стабільність параметрів сигналу — одна із сильних сторін оптоволоконного підключення. Мінімальна кількість активних елементів у тракті передачі даних зводить до мінімуму можливість виникнення апаратних затримок. У такій мережі пінг до шлюзу провайдера тримається на рівні 1-3 мс. Відсутність джиттера, тобто коливань часу затримки, робить з’єднання комфортним для онлайн-ігор та інших програм, чутливих до якості передачі.

xPON та вимкнення світла: особливості живлення ONU

Важливо розуміти, що мережа PON залишається працездатною у разі відключення електроенергії у кварталах, якщо на вузлі зв’язку провайдера організовано резервне харчування. Однак, для отримання послуг абоненту необхідно забезпечити автономне харчування власного обладнання.

Оскільки оптичний термінал споживає трохи енергії, в діапазоні 5-12 Вт, його можна запитати від компактного джерела безперебійного живлення або зовнішнього акумулятора з перехідником. Це дозволяє користувачам зберігати доступ до Інтернету під час перебоїв у електропостачанні, що є вагомим аргументом при виборі оптичного підключення.

Часті питання користувачів про xPON (FAQ)