Технологии оптической передачи в сети доступа подразделяются на активные и пассивные.
Активная оптическая технология базируется на различных мультиплексорах (PDH, SDH, ATM), кольцевых и линейных конфигурациях с гарантированной защитой трафика. Пример такой конфигурации приведен на рисунке 3.27.
Рисунок 3.27 Пример схемы сети доступа с применением активной оптической технологии
Это решение имеет как недостатки: высокую стоимость интерфейсов пользователей, оптических интерфейсов и оборудования мультиплексоров выделения/ввода (ADM SDH) синхронной цифровой иерархии. При этом техническое решение гарантирует защиту всего трафика сети доступа в случае повреждения любого участка волоконно-оптической линии или линейного интерфейса.
Значительно большее применение получили технические решения с пассивными волоконно-оптическими сетями, предназначенными для широкополосной передачи B-PON (Broadband Passive Optical Network).
ITU-T среди своих рекомендаций определил всесторонне пассивную волоконно-оптическую технологию для сетей доступа. Это рекомендации:
G.983.1 (1998 год) – спецификация скоростей 155 Мбит/с и 622 Мбит/с;
G.983.2 (2000 год) – спецификация оборудования контроля и управления сетей доступа;
G.983.3 (2001 год) – распределение волн оптического диапазона для многоволнового мультиплексирования в PON;
G.983.4 (2001 год) – динамическое назначение полосы частот для сигналов;
G.983.5 (2001 год) – дублирование функций линейной передачи в сети доступа;
G.983.7 (2001 год) – спецификация управления и контроля оборудования с динамическим назначением полосы частот;
G.984 (1-4) (2001 год) – определили возможности управления PON.
Общая архитектура B-PON представлена на рисунке 3.28.
Рисунок 3.28 Пример конструкции системы B – PON
В этой схеме центральным элементом является точка оптического разветвления.
В самом простом исполнении это пассивный оптический делитель, в котором
мощность сигнала делится равномерно между выходящими волокнами, т.е.
,
где n число выходящих из ветвителя волокон.
При радиусе действия PON около 20 км максимальное число разветвлений не более 32 по определению ITU-T (рекомендация G.982).
Для эффективного использования участка доступа B-PON между OLT и ONU предложено несколько вариантов решений по передаче оптических сигналов:
- передача синхронная цифровых циклов с определенными временными позициями для ONU (рисунок 3.29) на одной частоте;
- передача и прием синхронная и асинхронная на различных оптических частотах, например, передача 1550 нм прием 1310 нм;
- передача и прием сигналов каждому (от каждого) ONU на своих отдельных частотах при использовании вместо оптического разветвителя оптического фильтра с усилителем и двумя отдельными волокнами передачи и приема (рисунок 3.31);
- передача и прием оптических пакетов, составленных из временных пакетов на разных длинах волн (рисунок 3.32) и в одном или различных волоках с использованием оптического пакетного распределителя.
В любом из вариантов передачи в B-PON требуется синхронизация цифровых окончаний ONU. Эта синхронизация должна быть обеспечена единым высокостабильным тактовым генератором. Кроме того, в направлении каждого ONU должны следовать временные или частотные позиции сигналов для контроля и управления. Более подробная схема доступа B-PON приведена на рисунке 3.24.
В масштабных проводных сетях доступа, покрывающих большие территории возможно комбинированное использование всех выше рассмотренных методов построения сети и передачи данных в ней (рисунок 3.34).
а) Синхронный метод передачи с разделением во времени TDM (Time Division Multiplexing)
Рисунок 3.29 Синхронная передача циклических групповых сигналов в PON
Рисунок 3.31 Передача в PON с использованием частотного и пространственного разделения сигналов сети доступа
а) Передача в PON частотно – временных пакетов
б) Доступ в PON частотно-временными пакетами
Рисунок 3.32 Передача в PON с использованием частотно-временных пакетов сигналов сети доступа