Gpon и sfp в чем разница

Обновлено: 02.07.2024

В данном материале пойдет речь о технологии и оборудовании для организации пассивных оптических сетей — Passive Optical Network, PON. Основными отличиями PON от классических оптических каналов связи являются использование для агрегации трафика пассивного оборудования — оптических сплиттеров — и высокая плотность портов.

Не секрет, что требования потребителей к скорости доставки информации из Интернет растут по экспоненте. Сегодня в крупных городах 10 Мбит/с являются совершенно обычным делом. Причины этого процесса остаются неизменными уже давно — передача голоса и видео, мультимедиа, телевидение (в последнее время также и в версии высокого разрешения). Только вот битрейты постоянно возрастают.

Существенную часть затрат любого провайдерского проекта несет кабельная инфраструктура. Причем здесь учитывается не только стоимость кабеля, но и его прокладки, которая в случае работы в уже существующей инфраструктуре может быть очень велика. И конечно хочется чтобы вложения работали долго, не требовали частых обновлений и имели хороший запас по нужным параметрам. С этой точки зрения оптические каналы связи сегодня это наиболее производительный и «дальнобойный» способ обеспечения сетевого соединения устройств. При этом классическая архитектура предполагает топологию «точка-точка», когда каждая линия имеет свои выделенные порты с каждой стороны, а при необходимости создания «ответвлений» требуется установка активного оборудования в узле. Так что наиболее удачно она может использоваться для одиночных линий большой протяженности.

Однако в некоторых ситуациях более удобной может оказаться древовидная топология, которая интересна с точки зрения масштабируемости и сниженной общей длины прокладываемых кабелей. Как раз для подобных проектов и подходит PON. В России сети этого типа появилась уже достаточно давно, более пяти лет назад.

А рост числа подключенных пользователей и старт первых российских проектов класса волокно в каждый дом (Fiber To The Home, FTTH), основанных на PON, показывает, что технология прижилась и у нас.

Структура сети PON

Сеть PON состоит из нескольких элементов — коммутатора на узле связи, линий связи с пассивными сплиттерами в узлах сети и модемов на стороне абонентов. К каждому модему поступают все пакеты от коммутатора, а во время передачи используется временное мультиплексирование кадров.

Передача данных в прямом канале

Передача данных в обрантом канале

Компания ZyXEL предлагает сегодня оборудование стандарта EPON (IEEE 802.3ah), называемого также GEPON.

В настоящий момент оборудование участвует в нескольких проектах, а также в тестированиях у провайдеров по всей России. Именно о нем и пойдет дальше речь. Отметим что другие стандарты рассматриваемого типа сетей отличаются скоростными и другими техническими характеристиками.

Стандарты PON
BPON	EPON	GPON
Стандарт	ITU-T G.983	IEEE 802.3ah	ITU-T G.984
Пропускная способность	Нисходящий поток — до 622 Мбит/с Восходящий поток — 155 Мбит/с	Симметричный, до 1,25 Гбит/с	Нисходящий поток — до 2,5 Гбит/с Восходящий поток — до 1,25 Гбит/с
Количество абонентов на линии	32
Максимальная дальность работы	20 км
Длина волны нисходящего потока	1490 нм (цифровые данные) и 1550 нм (аналоговое КТВ)
Длина волны восходящего потока	1310 нм
Протоколы	ATM	Ethernet	Ethernet, ATM, TDM

Коммутатор позволяет по одному волокну (одному порту) подключить до 32 или даже 64 абонентов. Общая скорость передачи данных (которая делится между абонентами) составляет 1,25 Гбит/с. Дальнейшее развитие EPON уже в ближайшие годы предлагает также переход на скорости 10/1 Гигабит/с и 10/10 Гигабит/с. В следующем году ожидается принятие рабочей версии стандарта 10G EPON, а уже в 2010 году могут стартовать первые пилотные проекты.

C задержкой в два-три года планируется переход на 10-гигабитные скорости и технологии GPON.

Для приема и передачи используются лазеры с разной длиной волны — 1490 нм для передачи и 1310 для приема. При необходимости возможно добавление в канал и аналоговых кабельных телевизионных каналов (100 и более), которые модулируются лазером на 1550 нм. В зависимости от конкретной схемы сети и использованного оборудования, общая протяженность канала может составлять до 20 км.

Мультисервисная сеть на базе технологии GEPON

Кабель прокладывается от порта коммутатора в виде дерева. Сплиттеры, устанавливаемые в узлах, чрезвычайно неприхотливы — не требуют электропитания, настройки и управления, термошкафов, недороги и очень компактны. Это позволяет размещать их, например, в уже имеющихся телефонных распределительных шкафах.

Простейшие оконечные устройства представляют собой конвертеры оптика-кабель со встроенным фильтром MAC-адресов. В случае использования телевидения, в модем устанавливается еще один приемник, а на телевизор выводится обычный высокочастный кабель.

Для защиты информации возможно использование шифрования (AES128) всех передаваемых пакетов. Технология не допускает прямого общения отдельных абонентов, находящихся на одном порту коммутатора — данные от одного абонента могут попасть к другому только через GEPON-коммутатор, который ретранслирует потоки данных восходящего потока на длине волны 1310 нм в нисходящий поток на длине 1490 нм. Дополнительным плюсом с точки зрения безопасности является использование на линии исключительно пассивного оборудования, затрудняющего перехват.

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 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 сплиттеры затрудняют диагностику оптической линии, возможно влияние неисправности оборудования одного абонента на работу остальных, меньшая выгода в случае реализации на этапе строительства.

Оборудование

Линейка продуктов GEPON у ZyXEL состоит из трех коммутаторов и трех модемов. Младшая модель коммутатора — OLT-1308H — имеет восемь портов GEPON и восемь соответствующих им Gigabit Ethernet (обратите внимание, что именно гигабитных, устройства с меньшей скоростью к ним подключить нельзя). К каждому оптическому порту можно подключить до 32-х модемов в итоге получив 256 абонентов на устройство. Все коннекторы расположены на лицевой стороне устройства — 8xPON, 8xGigabit, консольный, 10/100BaseT внесетевого управления и питание. Здесь же есть и кнопка сброса устройства. Все порты имеют набор индикаторов для определения текущего статуса. У OLT-1308 есть встроенный гигабитный L2+ коммутатор (неблокируемая коммутация с пропускной способностью 24 Гбит/с, скорость коммутации кадров 17,8 млн. пак/с) и четыре совмещенных порта 1000Base-T/SFP. Такой вариант можно использовать для резервирования канала — при одновременном подключении двух разъемов (SC и RJ45) работает оптика, а в случае аварии в оптическом канале происходит автоматическое переключение на медь. Питание и консольный порт у этой модификации находятся на задней панели. Данные модели выполнены в стандартном 1U корпусе и рекомендуются для использования в быстрорастущих сетях. Самой производительной моделью является модульный OLT-2300. В его 4,5U корпусе предусмотрено место для установки до шестнадцати OLC-2301. Каждый такой линейный модуль имеет порт GEPON и совмещенный порт 1000Base-T/SFP. В шасси также устанавливается управляющий модуль и блок питания с двойным резервированием. Линейный модули допускают горячую замену, что положительно сказывается на удобстве обслуживания сети и надежности предоставления услуг. Максимально OLT-2300 может поддерживать 512 абонентов. Все оптические модули коммутаторов рассчитаны на дальность работы 20 км.

Последние обновления прошивок моделей OLT-1308/OLT-1308H позволяют работать на одном канале не 32, а 64 абонентам, что существенно снижает стоимость одного подключения. Для OLC-2301 такой возможности пока нет.

Все GEPON-коммутаторы поддерживают протоколы STP/RSTP и механизмы приоритезации трафика и организации виртуальных сетей (включая Port Based и 802.1Q). Эффективность многоадресных рассылок обеспечивается поддержкой IGMP v.2, IGMP proxy, IGMP snooping и MVR. Для управления предусмотрены порты RS-232 и 10/100Base-TX. Настраивать коммутаторы можно через Web-интерфейс (поддерживается SSL, предусмотрена установка до пяти аккаунтов, примеры скриншотов — 1, 2, 3), telnet, SSH, FTP или консольный порт. Номера портов всех сервисов можно изменить. Возможно ограничение доступа по IP-адресам. Web-интерфейс имеет встроенную систему помощи.

Устройство автоматически находят все подключенные абонентские модемы и позволяет назначить им специфические профили. Они включают в себя настройки скорости, фильтрации, VLAN, приоритетов и другие параметры. Допускается использование протокола аутентификации 802.1x.

Коммутаторы также позволяют следить за физическим состоянием — проверяются температуры, скорости вращения вентиляторов, напряжения. Для больших сетей будет полезной поддержка коммутаторами проколола SNMP и совместимость с EMS системой управления NetAtlas. Кроме того, возможно объединение устройство в кластеры для общего управления.

В настоящий момент моделей со встроенными инжекторами КТВ у ZyXEL нет. Впрочем, для микширования сигнала ТВ в оптический канал можно использовать внешние сплиттеры и медиаконвертеры коаксиал/оптика.

ONU-631HA

Первой моделью абонентского GEPON-модема является ONU-631HA. Он работает в режиме моста, прост в обслуживании и управляется исключительно со стороны провайдера по специальному протоколу. Для пользователя он предлагает стандартный порт Gigabit Ethernet. Предусмотрено две модификации модемов — с индексами -11 и -12. Первая работает на расстояниях до 10 км, а вторая — до 20 км. Корпус выполнен из темного пластика, на передней панели есть несколько индикаторов (питание, PON, LAN, скорость LAN, дуплекс). На задней стороне расположены два сетевых порта (оптический и медный) и вход блока питания (12 В 1,5 А). Данная модель позиционируется для подключения корпоративных абонентов и выносов операторской сети.

ONU-634HA

Вторая модель более интересна для подключения домашних пользователей — ONU-634HA имеет встроенный централизованно управляемый 4-портовый коммутатор с привязкой VLAN 802.1Q к портам Fast Ethernet. Как и 631-й она полностью настраивается со стороны провайдера, что сокращает затраты на обслуживание. Также сейчас существуют семплы ONU-634FA — четыре сетевых порта и выход кабельного телевидения, позволяющий напрямую подключить к GEPON-модему обычный телевизор.

ONU-634FA

Рекомендуемые розничные цены на оборудование представлены в таблице. Реальная рыночная стоимость может быть несколько ниже. Кроме того, для отдельных проектов компания может предложить специальные цены.

Рекомендованные цены на оборудование GEPON
Модель	Стоимость ($)	Стоимость на абонента ($)
ONU-631HA-11/12	372/454	372/454
ONU-634HA-11/12	388/502	388/502
OLT-1308	23 939	47
OLT-1308H	23 283	46
OLT-2300M/OLC-2301HA-12	1 317/2 670	90 (на 512 абонентов)

Тестирование описанного оборудования в составе коммутатора OLT-1308 и модемов ONU-631A проводилось на тестовой площадке компании ZyXEL с использованием тестового пакета Ixia Chariot. Результаты при одновременной работе одного, двух и трех клиентов приводятся в таблице (пакеты максимального размера, Мбит/с). Модемы подключались к одному из портов коммутатора через один сплиттер. Видно, что в случае максимальной нагрузки, скорости равномерно распределяются по всем клиентам. Отметим и высокую эффективность передачи данных, включая режим работы нескольких клинетов — суммарная скорость практически совпадает с максимально возможной.

Производительность GEPON
Прямой канал	Обратный канал
Один модем на линии
Клиент 1	943	925
Два модема на линии
Клиент 1	497	457
Клиент 2	442	457
Итого	939	914
Три модема на линии
Клиент 1	336	300
Клиент 2	284	300
Клиент 3	325	300
Итого	945	900

В целом можно отметить, что технология не сложна в настройке и эксплуатации и работает согласно спецификациям. Скорости соответствуют знакомым по медным гигабитным сетям.

Выводы

Технология GEPON может успешно применяться для организации оптических каналов каналов связи до абонента и особенно эффективна в случае наличия ограничений на прокладку кабелей и установку активного оборудования на линии. Эффективность данного решения зависит от многих факторов и однозначно сказать, что это лучший вариант конечно нельзя, все определяется конкретными требованиями заказчика. Тем не менее, произведенные оценки позволяют сделать вывод, что уже сегодня в некоторых случаях себестоимость подключения по оптике домашних абонентов может не превышать 500 долларов.

Что касается описанного оборудования, то компания ZyXEL предлагает сегодня полную линейку GEPON-устройств, позволяющую создавать оптические сети любого масштаба со всеми необходимыми системами управления и технологиями повышения надежности.

GPON сокращвет от Gigabit Passive Optical Network. GPON - одна из ключевых технологий, которые используются в сетях доступа на основе оптоволокна (FTTx), включая fiber to the home (FTTH), fiber to the business (FTTB), fiber to the curb (FTTC) и т. д. Система GPON содержит два основных активных компонента передачи, а именно optical line termination (OLT) и optical network termination (ONT) или optical network unit (ONU). Современные OLT и ONT/ONU используют компактные оптические модули для предоставления услуг Triple Play GPON. Эти модули известны как GPON SFP модули. Этот пост даст исчерпывающее представление о GPON SFP модулях.

Что такое GPON SFP?

GPON SFP - это один из типов гигабитных оптических модулей, которые используются в системе GPON и соответствуют стандарту ITU-T G.984.2. Это двунаправленный модуль с разъёмом SC, работающий по симплексному одномодовому оптическому патч-корду. Модуль GPON SFP передаёт и принимает сигналы различной длины волны между OLT на стороне центрального офиса и ONT на стороне конечных пользователей. Модули SFP GPON используют как восходящие данные, так и нисходящие данные посредством оптического мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM).

GPON SFP: класс B+ vs. класс C+

GPON SFP модули подразделяются на GPON OLT SFP и GPON ONT SFP или GPON ONU SFP в зависимости от устройств, в которых они используются. Также есть GPON SFP класса B+ и GPON SFP класса C+. Основные различия между ними - мощность передачи и чувствительность приёма. В таблице ниже указаны мощность передачи и чувствительность приёмника SFP GPON класса B+ и SFP GPON класса C+.

Тип модуля	Класс B+		Class C+
Тип модуля	Мощность Tx	Макс. чувствительность Rx	Мощность Tx	Макс. чувствительность Rx
GPON OLT SFP	1.5-5 дБм	-28 дБм	3-7 дБм	-32 дБм
OLT SFP рабочая длина волны	1480-1500 нм	1260-1360 нм	1480-1500 нм	1290-1330 нм
GPON ONT SFP	0.5-5 дБм	-27 дБм	0.5-5 дБм	-30 дБм
ONT SFP рабочая длина волны	1260-1360 нм	1480-1500 нм	1290-1330 нм	1480-1500 нм

При использовании GPON OLT SFP класса B+ или класса C+, он может поддерживать до 32 или 64 ONT в помещении клиента соответственно. И C+ OLT SFP может использоваться с B+ ONT SFP, если бюджет потерь канала является соответствует.

Рисунок 1: GPON SFP класса B+ и класса C+.

Чем GPON SFP отличается от обычного BiDi SFP?

Хотя GPON SFP принадлежит к семейству гигабитных BiDi SFP, он отличается от “обычных” BiDi SFP в некоторых аспектах. Вот сравнение GPON SFP модулей и обычного BiDi SFP модулей.

Режим передачи сигнала

Что касается обычных гигабитных BiDi SFP модулей, которые в основном используются в магистральной сети, режим оптической передачи является двухточечным (P2P), то есть они должны использоваться в соответствующей паре. BiDi обычно имеет разъём LC вместо SC разъёмы. Вот иллюстрация режима передачи P2P.

Рисунок 2: Режим передачи обычного SFP.

Режим передачи GPON SFP представляет собой точка-многоточечная (point to multi-point P2MP). Один GPON OLT SFP в центральном офисе обменивается данными с несколькими GPON ONT SFP с помощью оптоволоконных разветвителей. Вот почему мы обычно видим, что инфраструктура GPON имеет форму дерева или тройника.

Рисунок 3: Режим передачи GPON SFP.

Расстояние передачи

Расстояние передачи обычного гигабитного BiDi SFP может составлять до 160 км по одномодовому оптоволоконному кабелю при использовании длин волн 1590 нм/1510 нм и 1510 нм/1590 нм. GPON OLT and ONT/ONU SFP модули поддерживают расстояние передачи до 20 км с длинами волн 1490 нм/1310 нм и 1310 нм/1490 нм.

Преимущества использования GPON SFP

Использование GPON SFP считается более удобным и экономичным решением для конечных потребителей. Кроме того, это сокращает устройствы, которые необходимо предоставить интернет-провайдеру (ISP). До того, как GPON ONT SFP был выпущен и использовался в сетях GPON, ISP обычно требуется установить как минимум оптический модем (тип ONT с оптоволоконным портом) и IP-маршрутизатор доступа, а также может потребоваться Set-Top-Box или видеомагнитофон, если требуются услуги IPTV. Разделение разных устройств неизбежно увеличивало стоимость услуг GPON.

Рисунок 4: Оптический модем с оптоволоконным портом.

Недавно использованный GPON SFP имеет меньший размер и объединяет услуги Triple Play. Он также имеет меньшее потребление. ISP предоставляет клиенту GPON ONT SFP. Этот модуль обычно устанавливается в концентраторе/маршрутизаторе, передаваемом клиенту поставщиком ISP. Клиент также может отключить оптический патч-корд и GPON ONT SFP от концентратора/маршрутизатора ISP, а затем подключить их к своему собственному маршрутизатору/ оммутатору, внесенному в белый список интернет-провайдером.

Заключение

GPON SFP модули обычно используются в двух основных активных компонентах передачи OLT и ONT/ONU в оптических сетях GPON. Они необходимы для поддержания высокоскоростной связи между поставщиком услуг и конечными потребителями на расстоянии до 20 км. SFP GPON модули подразделяются на класс B+ и класс C+, и основные различия заключаются в их мощности Tx и чувствительности Rx. Этот модуль упростил реализацию услуг GPON. В некоторой степени это приносит пользу оба поставщикам услуг и конечным потребителям.

Автор
Смоляков Андрей
Инженер

Вопрос: Что такое PON?
Ответ: PON (Passive Optical Network) пассивная оптическая сеть – это технология множественного доступа абонентов по одному волокну с использованием временного мультиплексирования (TDM) и частотного разделения трактов приёма и передачи (WDM).

Вопрос: В чём заключается принцип работы сети PON?
Ответ: Все абоненты PON сети подключены к оборудованию провайдера по одному волокну. Передача и приём осуществляются на разных длинах волн. Чтобы сигналы абонентов не смешивались в волокне, каждому абонентскому устройству выделяется определённый квант времени, в течение которого оно может передавать сигнал.

Вопрос: Какими преимуществами обладает PON перед FTTx?

Ответ: Технология PON обладает следующими преимуществами:

Минимальное использование активного оборудования;
Минимизация кабельной инфраструктуры;
Низкая стоимость обслуживания;
Возможность интеграции с кабельным телевидением;
Хорошая масштабируемость;
Высокая плотность абонентских портов.

Вопрос: Какую скорость передачи данных поддерживает PON технология?

Ответ: Предлагаемая технология GEPON работает на скорости 1.25 G, однако 0.25 G являются избыточными данными, которые используются для канального кодирования. Таким образом, реальная скорость передачи составляет 1G.

Вопрос: Какое оборудование необходимо для построения сети PON?
Ответ: OLT (Оптический Линейный Терминал) – L2 свитч, имеющий Uplink порты (для подключения к L3 коммутатору) и Downlink порты (для построения PON сети). К примеру, OLT BDCOM P3310 имеет 2 оптических, 2 медных и 2 «комбо» 1G Uplink порта и 4 оптических 1G Downlink порта.

ONU (Оптическая Сетевая Единица) – полноценный VLAN свитч небольшого размера. ONU стандартно имеет один оптический 1G порт (Uplink) и один 1G или 4 0.1G медных порта (Downlink). Существуют модели ONU c 8, 16 и 24 портами, а также модель с CATV приёмником.

Сплиттер (Разветвитель) – устройство, работающее в режиме «разветвитель» в направлении провайдер → клиент и в режиме «смеситель» в обратном направлении.

SFP OLT модуль – специальный трансивер для PON сетей. Отличается от стандартных SFP модулей большей мощностью и канальным кодированием.

Вопрос: Каким образом строится PON сеть?
Ответ: PON сеть обычно представляет из себя древовидную топологию или топологию типа «шина». Конечные абонентские устройства ONU подключаются к порту OLT-а с помощью сплиттеров (к одному порту OLT-а можно подключить не более 64 ONU). Таким образом, для построения базовой PON сети на 64 абонента необходим 1 OLT, 1 SFP OLT модуль, 64 ONU и несколько сплиттеров (их количество зависит от топологии).

Вопрос: Чем отличаются OLT-ы AC, 2-AC, DCи 2-DC?
Ответ: Пометка DC означает, что для работы OLT-а нужен источник питания 36-72V постоянного напряжения. Такие OLT-ы нужны, если проблемно организовать электрическое питание 220 V. В качестве альтернативы используют отдалённое питание по слаботочным линиям связи. Пометка AC означает, что OLT питается от обычной электрической сети 220 V. Цифра 2 означает количество источников питания, т.е. у такого OLT-а имеется резервный источник питания, который включается сразу же после выхода из строя первого.

Вопрос: Каких типов бывают сплиттеры?
Ответ: Сплиттеры можно условно разделить по количеству выводов и по технологии изготовления. По количеству выходных потоков сплиттеры бывают x2, x3, x4, x6, x8, x12, x16, x24, x32, x64, x128. По технологии изготовления сплиттеры разделяют на сварные и планарные. Также сплиттеры можно разделить по типу коннекторов: обычные (SC/UPC) и специальные для CATV (SC/APC).

Вопрос: В чём разница между сварными и планарными сплиттерами?
Ответ: Сварные сплиттеры могут быть не равноплечими, т.е. делить сигнал между своими выходами не равномерно (например 5/95, 10/90 … 45/55, 50/50). Планарные сплиттеры всегда равноплечие и имеют более предсказуемые затухания на каждом выходе, т.к. имеют более надёжную технологию изготовления. Более того, планарные сплиттеры являются широкопо-лосными, а сварные сплиттеры имеют всего 3 окна прозрачности (1310, 1490 и 1550 nm).

Вопрос: В каких ситуациях можно использовать сварные сплиттеры?
Ответ: Может возникнуть ситуация, когда нужно разделить сигнал по 2 направлениям, причём до одного оконечного пункта, допустим, 2 км, а до другого 8 км. В этом случае можно использовать сварной сплиттер 20/80. Также сварные сплиттеры используют для построения топологии типа «шина».

Вопрос: Что лучше: сваривать сплиттеры или использовать SC коннекторы?
Ответ: В данной ситуации получаем палку о двух концах. С одной стороны, сварка даёт затухание в десять раз меньше (0.05 dB), чем SC соединение (0.5 dB). С другой стороны, SC коннекторы дадут возможность быстро искать неисправности в сети путём подключения измерительных приборов. Однако можно найти некий компромисс: Uplink на сплиттерах сваривать, а Downlink соединять SC коннекторами. Но здесь каждый решает сам.

Вопрос: На какое расстояние может работать сеть PON ?
Ответ: Модули SFP OLT могут работать на расстоянии 120 км (сеть типа точка-точка), но т.к. стандартно сеть PON имеет вид дерева (точка – многоточка), то максимальная дальность работы PON, за счет разветвления волокна на сплиттерах, составляет около 20 км.

Вопрос: Какое максимальное количество абонентов можно подключить к PON сети?
Ответ: Хорошим тоном строительства сети PON считается использование одной ONU для одного абонента. В этом случае количество абонентов составляет 256 для одного OLT. Однако при желании к ONU можно подключить Switch. В этом случае количество абонентов лимитируется лишь размером таблицы MAC адресов OLT и ONU. Ниже представлены размеры MAC таблиц для OLT и некоторых ONU:

Модель	Размеры MAC таблиц
OLT P3310	8192
ONU P1004B	1024
ONU P1501B	64
ONU P1504B	2048

Вопрос: Что такое оптический бюджет?

Ответ: Под данной фразой принято понимать разницу между мощностью лазера на OLT-е и чувствительностью приёмника на ONU.

Вопрос: Можно ли разветвить PON сеть на 128 ONU (если оптический бюджет это позволяет).
Ответ: Нет. Даже если мощность сигнала позволяет разветвить сеть ещё раз, OLT имеет ограничение на количество подключённых ONU на физическом уровне. Подключить более 64 ONU можно, но OLT зарегистрирует только 64 из них.

Вопрос: Каким образом передать по PON сети CATV?
Ответ: Для этого на стороне OLT-а необходимо установить CATV трансмиттер и CATV усилитель, работающие на длине волны 1550nm. Также на стороне OLT-а нужно использовать CWDM колбу на 1550nm для ввода CATV сигнала в волокно. Все остальные сплиттеры должны быть обязательно с SC/APC коннекторами. На стороне абонента может быть установлена ONU с CATV приёмником или отдельный CATV приёмник.

Вопрос: Можно ли использовать SFP CWDM 1490nm модуль вместо SFP PON?
Ответ: Нет. Несмотря на то, что CWDM 1490nm модуль использует ту же длину волны, что и SFP PON, у данных модулей различные алгоритмы канального кодирования.

Вопрос: Какую скорость Интернета можно обеспечить абонентам по технологии PON?
Ответ: Если все абоненты PON дерева (64 абонента) будут пользоваться Интернетом одновременно и скачивать большие объёмы информации, то на каждого абонента приходится канал 16 Мбит/с. Если учесть, что не все абоненты пользуются Интернетом одновременно, а те, которые пользуются, не используют ресурсы канала на максимум, то на абонента может приходиться до 50 Мбит/с, а иногда даже больше.

Вопрос: Какие факторы необходимо учитывать при расчёте дерева PON?
Ответ: Для того, чтобы грамотно построить дерево PON, необходимо учитывать оптические потери, привносимые пассивным оборудованием. Теоретически, PON может покрыть территорию радиусом 20км. Практически всё зависит от бюджета потерь на конкретной ветви дерева. Для расчётов необходимо руководствоваться самыми худшими показателями затуханий, чувстви-тельности и мощности излучения передатчиков.

Вопрос: Выгорают ли медные порты в ONU ?
Ответ: Дерево PON построено на оптическом волокне и, как следствие, не подвержено влиянию наводок от грозы. Проблема может возникнуть только в том случае, если к одной ONU медью подключено несколько пользователей, а сама ONU находится на столбе. Такие проблемы решают путём включения буферного свитча, который в случае наводки или грозы берёт удар на себя.

Вопрос: Каким образом можно определить оптические показатели линии?
Ответ: Для определения затуханий в линии можно воспользоваться специальными рефлектометрами для PON (они значительно дороже обычных) или оптическими тестерами. Если сеть уже построена, то самое простое решение для проверки уровней сигналов - использовать специальные команды CLI интерфейса OLT-а.

Вопрос: Могут ли 2 ONU общаться друг с другом напрямую?
Ответ: Нет. Все операции по обмену информацией между ONU осуществляются через OLT.

Вопрос: Будут ли ONU других торговых марок работать с OLT BDCOM P3310?

Ответ: Скорее всего, нет. ОNU и OLT - это единое целое и представляет из себя коммутируемую систему. Поэтому в работе желательно использовать оборудование одного производителя (хотя в некоторых случаях кроссбрендовая совместимость всё таки возможна).

Вопрос: Поддерживает ли OLT BDCOM P3310B DHCP snooping (Option 82)?
Ответ: Да. Однако для полноценной работы Option 82 ONU также должны поддерживать данную функцию. На данный момент Option 82 поддерживает только модель ONU P1504B.

Вопрос: Защищена ли PON сеть от флуда?
Ответ: Использование технологий TDM и TDMA является гарантом защиты сети от флуда и широковещательной рассылки.

Вопрос: Каким образом можно вывести PON сеть из строя?
Ответ: Если не считать очевидных способов (обрезать кабель), PON дерево может перестать функционировать, если в нём появится постоянное излучение на 1310nm. Это может произойти из-за поломки ONU (крайне редко) или по вине злоумышленников, которые могут подсоединить к сплиттеру медиаконвертер на 1310nm.

Вопрос: Можно ли назначить VLAN каждому из портов ONU в отдельности?
Ответ: Да.

Вопрос: Можно ли использовать сплиттеры для CWDM, DWDM систем?
Ответ: Да. Такие схемы построения возможны. При этом необходимо использовать планарные сплиттеры, т.к. они являются широкополосными.

SFP (Small Form-factor Pluggable) и SFP+ (Enhanced Small Form-factor Pluggable) – стандарты компактных оптических приемо-передатчиков. Они наиболее востребованы при построении оптоволоконных сетей, по сравнению с трансиверами других типов, поэтому в нашей сегодняшней статье мы будем говорить именно о них.

Что такое SFP (SFP+) модули?

SFP ( SFP+) модуль представляет собой миниатюрный узел в металлическом корпусе, с одной стороны имеющий контакты для подсоединения к главному устройству (маршрутизатору, коммутатору), а с другой - разъемы для подсоединения оптического кабеля (реже - витой пары), которые до использования закрыты пластиковой заглушкой.

SFP и SFP+ модули были разработаны в качестве ответа на разнообразие видов оптических кабеля. Вместо того, чтобы создавать линейки коммутаторов, маршрутизаторов и т. д., оснащенных различными разъемами для разных видов оптического кабеля/коннекторов/ расстояний, производители добавляют в устройства порты, а вернее сказать - пустые слоты, "шахты" под SFP-модули. Администратору сети остается только подобрать правильный тип оптического трансивера и вставить его в слот, создав таким образом оптический (или медный) порт нужного стандарта.

Большинство видов SFP и SFP+ имеют практически одинаковый форм-фактор: идентичные размеры, похожую конструкцию, материал корпуса у обоих типов - металл.

Это позволяет сделать слоты для них универсальными. Большинство устоявшихся производителей сетевого оборудования на сегодняшний день в своих устройствах размещают порты формата SFP+, и предусматривают обратную совместимость, так что в эти слоты чаще всего можно вставлять модули формата SFP. При этом, конечно, SFP трансивер будет работать согласно своим параметрам, а не характеристикам SFP+. Но нужно уточнять, есть ли такая возможность, например, в устройствах MikroTik зачастую поддерживается только SFP+.

Обратная манипуляция - вставить модуль SFP+ в разъем для SFP - невозможна.

Наличие порта для SFP-модулей в концевых маршрутизаторах или коммутаторах позволяет:

подключить сегмент локальной сети, удаленный на расстояние более 100 м, максимальных для медного кабеля, оптическим кабелем без применения промежуточных усилителей;
подключиться к провайдеру оптического интернета без использования абонентского PON-модема;
при необходимости осуществлять «горячую» замену сбойных модулей - они все ее поддерживают;
при необходимости увеличивать пропускную способность канала или его дальность путем использования более «скоростного» кабеля и соответствующих модулей.

Размер разъема стандартного SFP-модуля по габаритам соответствует разъему RJ45, что позволяет в устройстве размером в один юнит (1U) разместить до 48 SFP-разъемов. Большинство производителей в профессиональных устройствах размещают один, два или четыре SFP-разъема, иногда совмещенных попарно с разъемами RJ45 (комбо-порты) для большей универсальности. В последнем случае, одновременная работа обоих портов не допускается, работает тот, который был задействован первым.

Оптические модули являются активным оптоволоконным оборудованием - они потребляют электроэнергию и выделяют тепло. Это нужно учитывать, если вы собираетесь использовать под SFP модули в коммутаторе/маршрутизаторе большое количество слотов.

Большинство современных модулей поддерживают функцию цифрового контроля качества связи – DDM, Digital Diagnostics Monitoring, или DOM, Digital Optics Monitoring, позволяющие диагностировать повреждения кабеля и сбои модулей. Определить, есть ли такая поддержка часто можно уже по маркировке трансивера - в ней присутствует буква d.

Виды SFP и SFP+ модулей

Оптические SFP и SFP+ модули различаются по многим параметрам, основными из которых являются:

собственно, тип форм-фактора - SFP или SFP+;
для какого типа оптоволоконного кабеля они предназначены - одномодового или многомодового;
максимальная длина сегмента кабеля;
количество волокон - одно или два;
используемая длина волны;
разъемы под оптику или под RJ-45;
используемая технология спектрального уплотнения;
поддерживаемые стандарты 1000BASE-X и 1000BASE-T;
тип оптического коннектора.

Знать основные параметры модуля необходимо для того, чтобы корректно подобрать его под существующую (или строящуюся) сеть.

На более тонких характеристиках, таких, как тип лазера, мощность излучателя, ширина спектральной линии и тому подобных, мы пока останавливаться не будем, хотя при построении сети и подборе совместимых пар модулей они также могут иметь значение.

Пропускная способность оптических модулей

В зависимости от поддерживаемой технологии - Ethernet, STM-1, STM-4, STM-16 или Fibre Channel - модули могут поддерживать скорость:

формата SFP - до 4,25 Гбит/сек;
формата SFP+ - до 16 Гбит/сек.

Однако, так как у нас чаще всего используются оптические Ethernet модули, принято говорить о скорости 1 Гбит/сек для SFP и 10 Гбит/сек для SFP+.

На рынке также представлено некоторое количество 100-мегабитных SFP трансиверов, но их востребованность в последнее время все меньше.

Максимальная пропускная способность Ethernet SFP-модуля - 1,25 Гбит/сек.
Максимальная пропускная способность Ethernet SFP+ модуля - 10 Гбит/сек

Многомодовые и одномодовые

Центральное различие между SFP модулями заключается в том, какого типа оптоволоконный кабель используется – многомодовый (MM, MMF) или одномодовый (SM, SMF). В практическом плане это имеет значение при подборе модулей с учетом типа кабеля в вашей сети, дальности ее пролетов, а также сумм, которые выделяются на ее проведение.

Многомодовый кабель имеет более толстую сердцевину и лучше собирает свет от излучателя. За счет этого многомодовые соединения значительно терпимее к качеству материала, компонентов, излучателей и оборудования. Однако, их серьезным недостатком является ограниченная максимальная длина сегмента кабеля – около 550 метров. Поэтому многомодовые SFP и SFP+ модули используются сравнительно редко, хотя обычно дешевле одномодовых.

Дальность передачи для одномодового кабеля без дополнительных ухищрений может достигать 80 километров, а при высококачественном кабеле и модулях, и использовании длинной волны как на передачу, так и на прием (1510/1570) - даже 120 км.

Многомодовые и одномодовые SFP и SFP+ модули несовместимы.

Дальность передачи

Многомодовые оптические модули, как мы уже сказали, поддерживают передачу только на расстояние до 550 метров. В маркировке SFP трансиверов это обычо обозначается цифрой 0,5 (к примеру, 0,5LC), есть многомодовые модули с поддержкой еще меньшей дальности.

Максимальная дальность одномодовых оптических трансиверов зависит от форм-фактора:

SFP-модули, в основном, выпускаются для расстояний 3 км, 10 км, 20 км, 40 км, 80 км (но могут быть также некоторые дополнительные вариации), максимально - 120 км.
SFP+ модули также выпускаются для различных расстояний, но максимум - это 80 км (из-за высокой скорости соединения).

Максимальная дальность для SFP - 120 км, для SFP+ - 80 км.

При этом использование технологий спектрального уплотнения на скоростях до 10 Гбит/сек дополнительно снижает дальность передачи. Для модулей SFP+ WDM, CWDM и т. д. максимальная дальность уже не превышает 60 км.

Д вухволоконные и одноволоконные

SFP и SFP+ модули выпускаются двухволоконные (или "двуглазые" в простонародье) и одноволоконные ("одноглазые").

В силу специфики оптического кабеля, для организации дуплекса используется пара волокон. Соответственно, все SFP-модули для данных соединений имеют по паре кабельных разъемов. О дин разъем предназначен для передачи данных, второй - для приема. К двухволоконным (двухразъемным) относятся как обычные модули, так и CWDM, DWDM. Но поднять сеть с использованием спектрального уплотнения CWDM, DWDM может быть гораздо более выгодным, чем на обычных двухволоконных модулях.

Оптические модули с технологией уплотнения сигнала WDM - одноволоконные. Технология позволяет использовать и для передачи, и для приема сигнала одно волокно (один разъем). Такие модули еще называют Bi-Di ("двунаправленные"). Их максимальная пропускная способность, при прочих равных условиях, равна пропускной способности двухволоконного трансивера без спектрального уплотнения. Поэтому использование при построении сети BiDi SFP модулей выгоднее обычных двухволоконных (без спектрального уплотнения).

Двухволоконные (с двумя оптическими разъемами) - все SFP и SFP+ модули, кроме WDM. Обычно эффективность использования в сети CWDM, DWDM модулей выше, чем стандартных двухволоконных.
Одноволоконные (с одним разъемом) - в основном, только WDM модули. Их возможности обеспечения общей пропускной способности сети выше, чем обычных двухволоконных, но в во многих случаях уступают CWDM, DWDM.

Существуют и Bi-Di (двунаправленные, одноволоконные) SFP CWDM модули, однако в продаже на украинском рынке их найти проблематично.

Для оптики и для RJ-45

Следует также упомянуть, что помимо оптических, большинство поставщиков SFP-модулей выпускают также варианты модулей SFP и SFP+ с гигабитными портами 1000Base-T (под медный кабель) для увеличения возможностей расширения сетевых устройств с подобными разъемами. Такой модуль позволяет использовать слот под SFP для создания разъема RJ-45 под витую пару, а не под оптику.

Длина волны

SFP-модули осуществляют прием и передачу сигнала на разных длинах волны. Поэтому при подборе пар приемо-передатчиков нужно учитывать этот фактор, не все они будут совместимы между собой.

В обычных и WDM модулях SFP и SFP+:

В многомодовых - 850/1550нм.
В одномодовых - это чаще всего 1310/1550нм, для дальних расстояний - 1490/1550нм, 1510/1570нм. Существуют и другие вариации.

В модулях CWDM/DWDM:

Здесь используемых длин волн гораздо больше, как раз за счет этого и реализуется спектральное уплотнение и достигается высокая емкость передачи данных по одному волокну. Но об этом подробнее в следующей статье.

На поддерживаемых стандартах Ethernet, типах коннекторов и технологиях спектрального уплотнения мы подробно остановимся в следующей публикации.

Цветовая маркировка модулей

Для того, чтобы визуально отличать разные типы модулей, была придумана цветовая маркировка защелок. Их пластиковые оболочки делают красного, зеленого, желтого, бирюзового и других цветов.

Но проблема в том, что кодирование типа модуля по цвету защелки не является однозначно утвержденным и общепринятым и часто отличается от производителя к производителю. Однако если вы работаете с модулями одного производителя - цветная кодировка может существенно облегчить работу.

Единственный способ однозначно определить форм-фактор модуля, учитывая внешнее сходство SFP и SFP+ - маркировка. Модули SFP+ стандартов 10GBase-ER и ZR также нередко длиннее обычного и снабжены радиаторами охлаждения, поскольку в процессе работы могут заметно нагреваться. также маркировка часто содержит информацию о других характеристиках трансиверов.

Цветовая маркировка защелок различна у разных производителей

Пример маркировки

К примеру, типичная маркировка модуля выглядит так:

SFP - тип форм-фактора модуля;
1SM - одно одномодовое волокно (одноволоконный модуль);
1550nm - длина волны передатчика (чуть ниже аналогичное обозначение 1550TX);
3SC - 3 км максимальная длина сегмента кабеля, SC - тип законцовки кабеля;
1000Base-LX - поддерживаемый стандарт Ethernet.

Коротко о совместимости разных типов SFP и SFP+

Производитель выпускает SFP и SFP+ трансиверы обычно в парах, которые совместимы между собой. Поэтому оптимальный вариант - ставить такие парные модули на обоих концах кабеля.

Стабильная совместная работа непарных модулей не гарантирована, даже если они совпадают по реализуемому стандарту, длине волны и количеству коннекторов. Возможны проблемы даже с совмещением двух модулей от одного производителя из разных линеек либо выпущенных в разные годы. Не исключено повреждение модулей, ошибки приема/передачи, ошибки согласования дуплекса и даже повреждения кабеля.

Крупные производители оборудования, такие как Cisco, HP, Alcatel-Lucent, 3com, Juniper, Dell и прочие во многих случаях искусственно блокируют работу своих маршрутизаторов/коммутаторов с SFP-модулями сторонних производителей, хотя нередко под своей торговой маркой продают модули сторонней разработки.

Вопрос, требующий рассмотрения в отдельной публикации - это совместимость модулей формата CWDM/DWDM. Благодаря широкополосному приемнику здесь возможны различные варианты компоновки модулей.

Для соединения устройств в стойке и стоек между собой выпускаются готовые оптические кабели стекирования, укомплектованные совместимыми SFP-модулями для соединения. Еще одна возможность, реализуемая при помощи стекирующего кабеля – подключение высокопроизводительных сетевых хранилищ.

Читайте также: