Nell’ambito delle reti di accesso in fibra ottica, la tecnologia di rete ottica passiva come PON è diventata la scelta principale. Si basa su splitter ottici passivi per sostituire i dispositivi attivi, ottenendo una larghezza di banda elevata e una copertura a basso costo dall'ufficio centrale agli utenti. Questo articolo esplorerà in modo approfondito i punti chiave della tecnologia PON per aiutare i lettori a comprenderne appieno i principi di funzionamento, nonché le applicazioni pratiche e le tendenze future.
Quali sono i principi base della tecnologia PON
Il nucleo risiede nell'architettura "passiva" di PON, che consiste di tre parti: terminali di linea ottica, splitter ottici passivi e unità di rete ottica. Il segnale viene inviato dall'OLT alla sede centrale, e viene distribuito attraverso lo splitter ottico come un dispositivo puramente fisico, e poi inviato alle ONU di più utenti.
Questa struttura che coinvolge punto-multipunto elimina la necessità di apparecchiature attive remote, riducendo notevolmente i costi di costruzione e manutenzione della sala computer. I dati di uplink e downlink vengono trasmessi nella stessa fibra ottica con l'aiuto della tecnologia di multiplexing a divisione di lunghezza d'onda e nell'uplink viene utilizzato l'accesso multiplo a divisione di tempo per evitare conflitti. Comprendere questo principio è la base per comprendere l'economia e l'affidabilità del PON.
Quali sono i principali standard ed evoluzioni della tecnologia PON?
La tecnologia PON si è evoluta da APON e BPON a GPON ed EPON. Quelli attualmente mainstream sono GPON ed EPON. I due sono diversi in termini di incapsulamento del protocollo, rapporto di suddivisione e velocità. GPON utilizza l'incapsulamento GEM, che è più efficiente, ed EPON ha una buona compatibilità con Ethernet.
In questo momento, 10G PON (che copre XG-PON e 10G-EPON) è in fase di implementazione su larga scala e dispone di funzionalità di accesso 10G. Nel futuro a lungo termine, gli standard 25G/50G PON e TWDM-PON sono già in fase di formulazione. Il loro scopo è soddisfare le esigenze di larghezza di banda ultraelevata di video 8K, VR/AR e linee dedicate aziendali nel futuro campo domestico. L’iterazione tecnologica è la chiave per promuovere lo sviluppo delle reti di accesso ottico.
Come implementare in pratica la rete PON
Al momento dell'implementazione effettiva, gli operatori adotteranno una modalità come la "divisione a un livello" o la "divisione a due livelli". In circostanze normali, la suddivisione di primo livello spesso raggruppa insieme gli splitter con un rapporto di 1:64 per facilitare la gestione; la suddivisione di secondo livello è relativamente più flessibile, ad esempio prima 1:8, poi 1:8, che è più adatta all'uso in scenari in cui la distribuzione degli utenti è relativamente dispersa. Le fibre ottiche vengono regolarmente posate sulle porte di edifici o case.
Quando si eseguono operazioni di distribuzione, è necessario calcolare accuratamente il budget di potenza ottica per garantire che il terminale utente più lontano possa ricevere stabilmente i segnali. La qualità della costruzione ingegneristica è estremamente importante. Se il raggio di curvatura della fibra ottica è troppo piccolo o il connettore è contaminato, il segnale risulterà degradato. Una corretta pianificazione e una costruzione standardizzata sono l’ancora di salvezza della qualità della rete.
Quali sono i vantaggi della tecnologia PON?
Il vantaggio più importante del PON è che offre evidenti risparmi sui costi operativi a lungo termine. I punti di divisione della luce passiva non richiedono alimentazione o manutenzione e la rete ha un'elevata affidabilità. Le sue caratteristiche di larghezza di banda elevata possono facilmente trasportare video ad alta definizione, formazione online, uffici remoti e altri servizi e l'esperienza dell'utente è buona.
La struttura della rete PON è semplificata, facilitandone l'espansione e l'aggiornamento. È necessario sostituire solo le apparecchiature della sede centrale e dell'utente finale senza apportare modifiche alla rete di distribuzione ottica intermedia. Può evolversi senza problemi alla tecnologia di prossima generazione. Questa caratteristica orientata al futuro protegge l'investimento iniziale dell'operatore ed è una considerazione importante nella scelta della tecnologia.
Quali sfide e limitazioni deve affrontare la tecnologia PON?
Pur presentando vantaggi significativi, il PON presenta anche dei limiti. La sfida più grande deriva dal processo di trasmissione a lunga distanza. La distanza di trasmissione del PON standard è generalmente di 20 chilometri, quindi sebbene possa soddisfare le esigenze della maggior parte delle città, per la copertura in aree remote è necessario aggiungere amplificatori o ripetitori, il che aumenta la complessità e i costi.
Inoltre, a causa della natura della larghezza di banda condivisa punto-multipunto, quando gli utenti eseguono operazioni con traffico elevato contemporaneamente, potrebbero riscontrare problemi con il conflitto di larghezza di banda. Sebbene possa essere ottimizzato con l'aiuto dell'algoritmo di allocazione dinamica della larghezza di banda, in scenari di concorrenza estremamente elevata, rappresenta ancora un test severo per la larghezza di banda di aggregazione dell'uplink dell'OLT. Anche la sicurezza della rete e l'isolamento degli utenti sono al centro del funzionamento e della manutenzione.
Qual è la direzione futura dello sviluppo della tecnologia PON?
In futuro, PON sarà profondamente integrato con le reti fronthaul e backhaul 5G. Con le ricche e diversificate risorse di fibra ottica urbana esistenti, PON fornirà soluzioni di trasporto economiche e affidabili per piccole stazioni base 5G per ottenere l’integrazione fisso-mobile. Anche l’accesso di vari sensori IoT nelle città intelligenti diventerà un nuovo mercato per PON.
La tecnologia stessa si svilupperà nella direzione di maggiore velocità, minore latenza e maggiore intelligenza. Il PON 50G diventerà il prossimo obiettivo. Allo stesso tempo, verranno introdotte le reti definite dal software e la virtualizzazione delle funzioni di rete, dando alla rete PON la capacità di suddividere in modo elastico e fornire servizi di rete privata virtuale differenziati per diverse attività come case, imprese e reti mobili.
Per le comunità e le imprese che sono in fase di pianificazione o aggiornamento della rete, quali sono secondo te i tre fattori pratici a cui dovrebbe essere data priorità nella scelta tra GPON, EPON o 10G PON? Benvenuto per condividere le tue opinioni nell'area commenti. Se questo articolo ti è stato utile, metti mi piace e condividilo con più amici.
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