Výsledky výzkumu a další informace nejen
z oblasti přístupových telekomunikačních sítí.
Access server ISSN 1214-9675
Server vznikl za podpory Grantové agentury ČR.
15. ročník
Dnešní datum: 23. 09. 2017  Hlavní stránka | Seznam rubrik | Ke stažení | Odkazy  

Doporučujeme
Knihu o FTTx

Matlab server - on-line výpočty a simulace

E-learning - on-line kurzy

Trainingpoint - školení z oblasti TELCO a ICT

Kontakt
KTT FEL ČVUT
Napište nám

Redakční rada - pokyny pro autory a recenzenty

Copyright

FTTx

* Pasivní optické sítě GPON s prodlouženým dosahem

Vydáno dne 01. 10. 2011 (4900 přečtení)

Reach Extended GPON Networks. V původní specifikaci pasivní optické sítě GPON byl omezen maximální dosah na 20 km a maximální rozbočovací poměr na 1:64. V praktických aplikacích se však často objevovaly požadavky na jejich zvýšení. Proto byly doplněny původní útlumové třídy i možnost využití optických zesilovačů, čímž vznikla varianta GPON s prodlouženým dosahem (Reach Extended GPON).

Reach Extended GPON Networks - Abstract:
The original specification of GPON passive optical network according to ITU-T recommendation G.984 was limited by the maximum range up to 20 km (physical range) and the maximum splitting ratio was set up to 1:64. However, the requirements to increase its maximum range or splitting ratio often appeared in practical applications of GPON networks. Therefore, additional modifications have been implemented together with new attenuation classes added as well as the possibility of using active optical amplifiers and regenerators. Such passive optical networks are usually called Reach Extended (or Long Reach) GPON.

Keywords: PON, GPON, Reach Extended GPON

Úvod

V březnu roku 2003 byla představena konečná verze doporučení ITU-T G.984.2 [1] (Gigabit-capable Passive Optical Networks (G-PON): Physical Media Dependent (PMD) layer specification), které specifikovalo zejména parametry a vlastnosti fyzické vrstvy pro nově vzniklou variantu pasivní optické přístupové sítě GPON (Gigabit Passive Optical Network). V rámci doporučení byly stanoveny limitní hodnoty a požadavky na parametry vlastní optické infrastruktury – optické distribuční sítě ODN [2] (Optical Distribution Network) a dále omezení daná použitým protokolem, systémem výměny služebních a řídících zpráv, maximálním zpožděním a dalšími parametry nezbytnými pro korektní provoz sítě. V doporučení byly rovněž specifikovány 3 základní útlumové třídy s minimálními a maximálními hodnotami překlenutelného útlumu, které vycházejí z parametrů a vlastností použitých optických zdrojů a detektorů v jednotlivých optických jednotkách [3]. Díky většímu počtu útlumových tříd je možné lépe zvolit optimální variantu, což pro provozovatele sítě může znamenat úsporu nákladů s ohledem na použití levnějších optických zdrojů a detektorů a nižší výslednou energetickou náročnost celého řešení a celkově vhodně naplánovat a optimalizovat optickou infrastrukturu pro danou situaci.

Při výstavbě a realizaci pasivních optických sítí GPON v praxi se však postupně začaly objevovat dodatečné požadavky na úpravu těchto parametrů fyzické vrstvy – zejména se jednalo o možnost prodloužení dosahu, zvýšení rozbočovacího poměru (možnost pro připojení většího počtu koncových uživatelů) a úpravy intervalů útlumu u jednotlivých útlumových tříd. Tyto možnosti pro navýšení překlenutelného útlumu optické distribuční sítě ODN vyplynuly rovněž z neustálého pokroku a vývoje v oblasti dostupných optických komponent, kdy díky zlepšujícím se parametrům zejména optických zdrojů a detektorů bylo možné přistoupit k aktualizaci maximálního i minimálního překlenutelného útlumu některých tříd. Další možností, která se perspektivně nabízela zejména pro podstatné zvýšení překlenutelné vzdálenosti (dosahu sítě), bylo zařazení aktivních prvků – optických zesilovačů a regenerátorů do jinak čistě pasivní optické infrastruktury.

Můžeme tak v podstatě říci, že až praktická aplikace teoreticky navržených doporučení a teoreticky stanovených parametrů sítě ukázala, jaké útlumové třídy se v praxi uplatní nejčastěji a jaké dodatečné úpravy těchto parametrů by bylo vhodné v rámci doporučení G.984 doplnit. Na základě těchto praktických zkušeností různých operátorů a provozovatelů pasivních optických sítí typu GPON byla navržena dvojice nových útlumových tříd a byl dán požadavek na zvýšení dosahu či rozbočovacího poměru sítě pomocí možnosti vhodného umístění aktivních optických prvků do infrastruktury distribuční sítě ODN. Výsledkem bylo vydání dvojice doplňků původního doporučení G.984.2 (Amendment 1 a 2) [4], [5] a rovněž doplnění celé série o nová doporučení G.984.6 (Gigabit-capable passive optical networks (GPON): Reach extension) [6] a G.984.7 (Gigabit-capable passive optical networks (GPON): Long reach) [7], které zavedly označení pro variantu s prodlouženým dosahem (a aktivními prvky v rámci ODN) – Reach Extended GPON.

Implementace nových útlumových tříd

Jedním z praktických poznatků, který vyplynul z výstavby a provozu GPON sítí, se stalo využití jednotlivých útlumových tříd. V původní verzi doporučení ITU-T G.984.2 byly specifikovány 3 základní útlumové třídy (označeny A, B, C), které se navzájem lišily doporučeným využitím optických zdrojů – chlazené DFB (Distributed-Feedback) lasery a FP (Fabry-Perot) lasery a optických detektorů – APD (Avalanche Photodiode) fotodiody a PIN (Positive-Intrinsic-Negative) fotodiody [3]. Jednotlivé útlumové třídy byly určeny zejména: A třída – pro krátké vzdálenosti a nízké hodnoty překlenutelného útlumu, B třída – pro střední vzdálenosti a střední hodnoty překlenutelného útlumu, C třída – pro velké vzdálenosti a vysoké hodnoty překlenutelného útlumu. Záměrem pak bylo vytvořit prostor pro optimální výběr a volbu nejvhodnějších optických komponent pro danou specifickou situaci a tím umožnit úsporu nákladů při nákupu vhodných komponent, provozních nákladů, úsporu z pohledu energetické náročnosti sítě apod. Pro vlastní optickou síť byly specifikovány v doporučeních minimální a maximální hodnoty vysílaného a přijímaného výkonu pro oba směry přenosu. Spodní hranice je definována s ohledem na minimální citlivost optického detektoru pro zajištění maximální požadované chybovosti přenosu, horní hranice pro zabránění přebuzení fotodetektoru a jeho možného poškození [8].

Z pohledu praktického uplatnění jednotlivých tříd postupně vyplynulo, že útlumová třída A je vhodná pouze pro okrajové aplikace GPON sítí, pro lokální sítě s omezeným dosahem a nižším počtem koncových uživatelů a s postupným zlepšováním parametrů a s poklesem ceny optických komponent přestala být tato útlumová třída pro praktické aplikace zajímavá a dostala se tak na okraj zájmu provozovatelů a operátorů GPON sítí. Dle očekávání největšího uplatnění dosáhla třída B, která nabízí vyvážené optimum mezi překlenutelným útlumem distribuční sítě ODN a pořizovacími a provozními náklady. Častým problémem však bylo využití rozbočovacího poměru 1:32 či 1:64 ve spojení s touto útlumovou třídou B, neboť samotný pasivní rozbočovač s poměrem 1:32 vykazuje vložný útlum až 16 dB, rozbočovač s poměrem 1:64 pak téměř 19 dB [3]. Pro zbývající potřebnou část optické distribuční sítě tím zůstává pouze relativně malá rezerva vložného útlumu, nehledě na potřebu ponechání dodatečné rezervy pro kompenzace vnějších vlivů, které postupně ovlivňují přenosové parametry optických vláken (stárnutí, teplotní kompenzace, aj.). Častým problémem operátorů se tak stávala potřeba provozovat vybudovanou GPON síť ve vyšší útlumové třídě C, která znamená např. použití dražších a náročnějších fotodiod APD, avšak pouze díky tomu, že limit třídy B byl překročen jen velmi málo. Útlumová třída C tak nalezla uplatnění zejména díky překročení maximální hodnoty překlenutelného útlumu třídy B, či pro specifičtější optické infrastruktury s větším dosahem a tedy i vyšším útlumem.

Na základě těchto poznatků a praktických zkušeností byly v rámci nových dodatků G.984.2 Amendment 1 (definuje třídu B+) a Amendment 2 (definuje třídu C+) zavedeny dvě nové útlumové třídy. Třída označená B+ vyplňuje prostor mezi původními třídami B a C a díky pokroku v oblasti zdokonalování parametrů optických komponent umožňuje využití nových dostupných optických prvků pro vyšší překlenutelný útlum. Dále byla nově zavedena třída C+, která navyšuje hodnoty minimálního a maximálního překlenutelného útlumu původní třídy C o 2 dB a je mířena pro specifické aplikace pro vysoké hodnoty rozbočovacího poměru či překlenutelné vzdálenosti. Obě dvě nové třídy byly shodně definovány pouze pro asymetrickou variantu GPON s přenosovými rychlostmi 1,244 Gbit/s v směru vzestupném a 2,448 Gbit/s ve směru sestupném. Konkrétní hodnoty pro jednotlivé útlumové třídy a přenosové rychlosti sítí GPON pro oba směry udává následující dvojice tabulek, do kterých byly již doplněny nové útlumové třídy označené B+ a C+, na základě [1], [4], [5] a [9].

tab1
tab2

Tab. 1 a 2: Minimální a maximální hodnoty výkonů na vysílací i přijímací straně pro jednotlivé třídy GPON.

tab3

Tab. 3: Hodnoty překlenutelného útlumu pro jednotlivé třídy GPON.

Zařazení aktivních optických prvků do distribuční sítě ODN

Je zřejmé, že další navyšování překlenutelného útlumu nad třídu C+ se již neobejde bez aktivních prvků – zesilovačů či regenerátorů, zařazených v optické distribuční síti. Díky tomu však již nelze hovořit o čistě pasivních optických sítích PON. Rozdělování optického signálu do jednotlivých větví a k samotným koncovým uživatelům sice stále probíhá pouze pasivním způsobem pomocí pasivních optických rozbočovačů, díky aplikaci mezilehlých aktivních optických prvků je však potřeba zajistit v rámci ODN jejich napájení, vzdálenou správu a řízení a tato část optické infrastruktury již není z tohoto pohledu čistě pasivní.

ITU-T doporučení G.984.6 z roku 2008 definuje novou možnost využití aktivních optických zesilovačů a regenerátorů signálu umístěných v optické distribuční síti ODN a zavádí pojem GPON síť s prodlouženým dosahem – Reach Extended GPON (RE GPON). V dodatku G.984.6 Amendment 1 je pak popsán teoretický návrh a ukázka praktického uplatnění RE GPON sítě. V doporučení G.984.6 se nacházejí pouze specifikace a požadavky na řešení fyzické vrstvy RE GPON sítě, zatímco doporučení G.984.7 z roku 2010 pak upravuje i protokolové charakteristiky – zejména systém výměny služebních a řídících zpráv, chování mechanismu DBE (Dynamic Bandwidth Assignment) pro alokaci přenosové kapacity jednotlivým koncovým jednotkám ONU/ONT (Optical Network Unit, Termination) a další důležité vlastnosti protokolu GEM, týkající se změn zejména díky zvýšení doby šíření a možného zpoždění z důvodu zvětšení dosahu sítě [2].

Samotná otázka dosahu GPON sítě byla již dříve specifikována v původním doporučení G.984.2:

  • Fyzický dosah sítě – představuje maximální vzdálenost v optické distribuční síti – ODN, se kterou je schopná obecná pasivní optická síť v běžných podmínkách pracovat. Představuje překlenutelnou vzdálenost s přihlédnutím k fyzikálním omezením použitých základních optických komponent a překlenutelného útlumu. V rámci doporučení G.984.2 byl fyzický dosah sítě nastaven na 20 km.

  • Logický dosah sítě – definuje maximální vzdálenost mezi jednotkou ONU/ONT a OLT (Optical Line Termination) bez uvážení fyzikálních omezení. Jedná se o teoretickou vzdálenost, na kterou by byla schopna optická síť pracovat na základě definovaných protokolů a funkcí vyšších vrstev. Doporučení G.984.2 specifikuje maximální logický dosah na 60 km.

Nově zavedená RE GPON varianta tedy vychází ze skutečnosti, že z protokolového pohledu a díky parametrům nastaveným na vyšších přenosových vrstvách, by bylo možné pasivní optickou síť GPON provozovat teoreticky až na vzdálenost 60 km, limitujícím je však tedy fyzický dosah sítě (omezení daná fyzickou vrstvou) a to zejména překlenutelný útlum v kombinaci s disperzemi a parametry použitých optických zdrojů a detektorů. Pokud by však byly v průběžných bodech umístěné mezilehlé aktivní prvky – optické zesilovače či regenerátory, bylo by možné provozovat GPON síť teoreticky až do limitu jejího logického dosahu, tedy 60 km. S využitím aktivních optických zesilovačů či regenerátorů se přitom počítá zejména ve spojitosti s útlumovými třídami B+, C a C+.

Doporučení G.984.6 zavádí nový pojem – hlavní optický úsek OTL (Optical Trunk Line). Jedná se o první úsek optické infrastruktury ve směru od jednotky OLT a tato část je obvykle tvořena pouze jedním přívodním optickým vláknem, tzv. feeder cable. Za tímto úsekem OTL je pak umístěn mezilehlý optický zesilovač či regenerátor signálu, na který posléze navazuje vlastní distribuční síť ODN, která již obsahuje obvyklé prvky – optická vlákna, konektory, spojky a pasivní optické rozbočovače. Situaci znázorňuje následující obrázek.

fig1

Obr. 1: Referenční model Reach Extended GPON.

Z hlediska referenčního modelu tvoří rozhraní mezilehlého aktivního optického prvku body S´/R´ respektive R´/S´, které z obou stran navazují na úseky OTL a ODN. Funkce a popis těchto referenčních bodů a modelového uspořádání byla již představena v [2]. Takto navržená modelová struktura však může být v praxi realizována různým způsobem a není nutné dodržovat pouze toto jednoduché uspořádání. Z hlediska praktických aplikací může být například celá síť realizována některým z následujících způsobů uvedených na Obr. 2, ale i jinými, od nejjednodušších obsahující jeden aktivní prvek a jeden rozbočovač až po jejich vícenásobné kaskádní řazení.

fig2

Obr. 2: Několik možných příkladů síťového uspořádání varianty RE GPON.

Vlastní aktivní mezilehlý prvek může být dle specifikace v doporučení G.984.6 buď optický zesilovač OZ, či regenerátor optického signálu OEO.

Optickým zesilovačem je v doporučení G.984.6 myšlen aktivní prvek, který funguje na principu čistě optického zesilování výkonu a provádí tedy pouze zesílení (zvýšení úrovně) procházejícího optického paprsku a to v obou směrech. Odpovídá tak principu 1R – regeneration, tedy obnova optického signálu pouze v amplitudové doméně. Zesilovač může být teoreticky založen na libovolné metodě optického zesilování – erbiový zesilovač EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier), zesilovač Ramanova typu či polovodičový zesilovač SOA (Semiconductor Optical Amplifier). S ohledem na nutnost zesilovat optický paprsek v sestupném pásmu GPON sítě (1480-1500 nm) i vzestupném (1260-1360 či 1290-1330 nm) a s ohledem na výslednou cenu řešení, předpokládá doporučení G.984.6 využití téměř výhradně polovodičového zesilovače typu SOA a doporučení rovněž uvádí základní blokové schéma jeho možného řešení.

fig3

Obr. 3: Navržené řešení optického zesilovače pro RE GPON aplikace.

Základem je dvojice optických zesilovačů (OZ) v kombinaci s optickým vlnovým filtrem typu pásmová propust OF (pro filtraci složek na výstupu zesilovače přesahujících dané přenosové pásmo) – jeden pro směr sestupný (modře) a druhý pro směr vzestupný (červeně). O rozdělení vlnových délek obou směrů přenosu do jednotlivých větví se stará tzv. diplexer, tedy v podstatě polopropustná vlnová výhybka. Ve směru k jednotce OLT je pomocí vazebního členu vyvedena odbočka pro vzdálené ovládání a management, která je v rámci celého zařízení připojena k jednotce EONT (Embedded Optical Network Termination for management of the extender), což je vestavěná jednotka typu ONT, která slouží pro vzdálenou komunikaci, správu a management celého zařízení a je vzdáleně ovládána z jednotky OLT. Nedílnou součástí je rovněž napájení celého zařízení, které s ohledem na umístění typicky mimo centrální prostory (venkovní sloupky, rozvaděče, kabelové trasy), musí být realizováno vzdáleně. Pro zajištění funkčnosti při krátkodobých výpadcích vzdáleného napájení je zařízení doplněno o vlastní lokální záložní zdroj (akumulátor).

Druhým možným řešením mezilehlého aktivního prvku určeného pro RE GPON sítě je optický regenerátor OEO. Ten pracuje na principu opticko-elektricko-optického převodu, kdy vlastní obnovení signálu probíhá čistě v elektrické doméně. Regenerátor tedy odpovídá principu 3R – regeneration, reshaping, retiming a provádí tak obnovu nejen úrovně (amplitudy) optického signálu, ale obnovuje současně i jeho tvar v časové oblasti a vzájemnou časovou polohu jednotlivých optických pulzů. Blokové schéma možného řešení uvedeného v doporučení G.984.6 je znázorněno na Obr. 4.

fig4

Obr. 4: Návrh blokového schématu optického regenerátoru pro RE GPON.

Regenerátor je opět tvořen dvojicí větví pro jednotlivé směry pomocí diplexerů. V každé z nich se pak nachází přijímač Rx a vysílač Tx dimenzovaný na dané přenosové pásmo a směr a dochází tak vždy nejprve k převodu z optické oblasti do elektrické, následně je v elektrické oblasti obnoven signál v časové i amplitudové doméně a opět převeden do optické formy. Důležitou změnou oproti řešení založeném čistě na využití optického zesilovače je nutnost odvodit hodinový (taktovací) signál pro potřeby obnovy tvaru a pozice pulzů v časové oblasti. Tento takt je odvozen na přijímací straně ve směru sestupném (ve směru od jednotky OLT), neboť provoz v tomto směru probíhá v tzv. kontinuálním režimu (continuous), zatímco v opačném směru vzestupném se jedná o tzv. dávkový režim (burst). Takto odvozený hodinový takt pak slouží k taktování všech zbylých bloků v obou směrech přenosu. Obdobně jako v předchozím případě je nutné zajistit systém vzdálené správy a řízení a rovněž vzdálené i lokální napájení celého zařízení. V tomto případě však odpadá nutnost použití vazebního optického členu s vyvedením odbočky pro jednotku EONT, pro její přijímací i vysílací stranu lze jednoduše použít členy Rx a Tx vlastního regenerátoru směrem k jednotce OLT.

Kromě těchto základních variant nabízí doporučení G.984.6 i jejich možné kombinace, tedy např. využití opticko-elektricko-optického regenerátoru (OEO) pro směr sestupný a optického zesilovače (OZ) pro směr vzestupný a naopak. Rovněž systém řízení a managementu může být realizován více způsoby. Při vzájemném porovnání vlastností a parametrů OEO regenerátoru a optického zesilovače OZ je zřejmé, že regenerátor díky principu 3R dokáže optický signál komplexně obnovit (nejen v amplitudové, ale i časové oblasti) a rovněž si lépe poradí s případným šumem a nelinearitami. Oproti tomu nabízí optický zesilovač OZ obvykle jednodušší a levnější konstrukci, odpadá zejména náročný způsob odvození a distribuce taktovacího signálu. Pro vyšší přenosové rychlosti je totiž nutné OEO regenerátor vybavit dostatečně rychlými obvody pro zpracování a obnovu signálu v jeho elektrické variantě (což v podstatě odpovídá v jednotlivých větvích obdobě přijímacích a vysílacích obvodů jednotek OLT a ONU/ONT) a zejména korektní a přesné odvození taktovacího signálu se při vysokých přenosových rychlostech stává náročnějším. Z tohoto důvodu rovněž doporučení G.984.6 a G.984.7 specifikuje použití delší preambule, umístěné na začátku jednotlivých přenosových rámců T-CONT (Transmission Container) [2] v sestupném směru přenosu tak, aby regenerátor měl dostatek času z této posloupnosti vyvodit taktovací signál s dostatečnou přesností a s předstihem před příchodem vlastních následujících přenášených dat. V doporučení G.984.6 jsou dále obsaženy klíčové parametry a vlastnosti (pro OEO regenerátor i OZ optický zesilovač), které musí dané zařízení splňovat společně s limitními hodnotami pro jeho korektní funkčnost v rámci RE GPON sítě. Vlastní parametry použitých zesilovačů či regenerátorů (maximální a minimální zisk zesilovače, šumové číslo, saturační úroveň apod.) jsou již na zvážení výrobce daného zařízení. G.984.6, zejména pak doplněk G.984.6. Amendment 1, však specifikuje, že tyto údaje musí být vždy obsaženy v dokumentaci a rovněž doporučuje výrobcům uvádět v dokumentaci tzv. toleranční schéma OZ zesilovače či OEO regenerátoru.

Uveďme proto jednoduchý příklad tolerančního schématu s využitím OZ zesilovače (typu SOA) a parametrů specifikovaných doporučením G.984.6 a jeho dodatkem Amendment 1 a typických parametrů běžného SOA zesilovače.

fig5

Obr. 5: Toleranční schéma při použití optického zesilovače OZ a třídy B+.

Na jednotlivých osách tolerančního schématu mohou být vyneseny útlumy ODN a OTL v dB, či překlenutelné vzdálenosti v km. Ze schématu by tak mělo jít jednoznačně určit, pro jaké vzájemné kombinace překlenutelného útlumu či vzdálenosti ODN a OTL je využití zesilovače OZ reálné.

Změny na úrovni TC podvrstvy a v systému řízení a výměny služebních zpráv

Jedním z důležitých parametrů, definovaných původním doporučením G.984.2, byla tzv. rozdílová vzdálenost. Ta specifikuje maximální fyzickou vzdálenost mezi nejbližší jednotkou ONU/ONT a nejvzdálenější jednotkou ONU/ONT připojených k jednomu optickému linkovému zakončení OLT. Tento parametr v podstatě též definuje maximální rozdíl dob šíření (zpoždění při šíření) signálu k jednotlivým koncovým bodům. Hodnota této vzdálenosti byla stanovena v původním doporučení maximálně na 20 km. Takto definovaný parametr rovněž určuje časovou vazbu pro vysílání uživatelských příspěvku ve vzestupném směru jednotlivými koncovými jednotkami ONU/ONT, neboť provoz v tomto směru zajišťuje jednotka linkového zakončení OLT pomocí garantovaných vysílacích úseků na základě konkrétních požadavků koncových jednotek ONU/ONT [2]. Časová souslednost a návaznost jednotlivých příspěvků vysílaných ve vzestupném směru je dána s ohledem na maximální dobu šíření, která byla pro vzdálenost 20 km stanovena na 200 μs (respektive minimálně 236 μs a maximálně 250 μs – včetně zpoždění na přijímací i vysílací straně a zpoždění dané zpracováním signálu) a právě pro tuto dobu (plus dobu vysílání vlastních uživatelských dat) garantuje jednotka OLT každé koncové jednotce ONU/ONT vyhrazený časový interval (jednotka OLT tzv. otevírá okno ve vzestupném směru každé jednotce ONU/ONT v intervalech právě 250 μs). Pokud však dojde v rámci varianty RE GPON k zvětšení fyzického dosahu sítě až na 60 km, přestávají takto definované vyhrazené vysílací okamžiky dostačovat. Pro maximální rozdílovou vzdálenost 40 km tak byl zaveden nový systém, tzv. Extended Differential Reach (EDR GPON), který počítá při rozdílové vzdálenosti 40 km s dvojnásobnou dobou šíření, tedy 400 μs, a délka vyhrazených vysílacích okamžiků garantovaných jednotkou OLT pak byla stanovena na minimálně 436 μs a maximálně 450 μs. Delší rozdílová vzdálenost (např. maximálních 60 km) není již z důvodu příliš velké doby zpoždění definovaná. Konečné požadavky na parametry a vlastnosti fyzické vrstvy RE GPON sítě shrnuje doporučení G.984.7 pomocí následující Tab. 4.

tab4

Tab. 4: Shrnutí základních parametrů útlumových tříd RE GPON.

Závěr

V doplňcích doporučení G.984.2 Amendment 1 a 2 byly specifikovány dvě dodatečné útlumové třídy tak, aby na základě praktických zkušeností a poznatků napomohly doplnit původně definované varianty. Díky praktickým zkušenostem z provozování GPON sítí a díky neustálému vývoji v oblasti optických zdrojů a detektorů pro telekomunikační účely bylo možné přistoupit k úpravám původních útlumových schémat. Nová doporučení G.984.6 a G.984.7 pak definují možnost využití aktivních optických prvků – optických zesilovačů a regenerátorů optického signálu pro zvýšení dosahu (překlenutelné vzdálenosti) a perspektivně též rozbočovacího poměru GPON sítí. Nově navržená varianta RE GPON může nalézt uplatnění zejména při nutnosti pokrýt větší geografické území, či území s řidším osídlením, kdy se jednotliví koncoví uživatelé nacházejí obvykle navzájem ve větší vzdálenosti. V praxi se již také postupně objevují komerční řešení jak optických zesilovačů OZ, tak i optických regenerátorů OEO určených pro sítě GPON.

Tento článek byl podpořen grantem Studentské grantové soutěže ČVUT č. SGS 10/275/OHK3/3T/13.


Použité zkratky

GPON Gigabit Passive Optical Network Pasivní optická síť GPON
RE GPON Reach Extended GPON Síť GPON s prodlouženým dosahem
ODN Optical Distribution Network Optická distribuční síť
OTL Optical Trunk Line Hlavní optický úsek
OLT Optical Line Termination Optické linkové zakončení
ONU Optical Network Unit Optická síťová jednotka
ONT Optical Network Termination Optické síťové zakončení
EONT Embedded Optical Network Termination for management of the extender Vestavěná optická jednotka ONT pro řízení zesilovače či regenerátoru v PON síti
DBA Dynamic Bandwidth Assignment Systém dynamického přidělování přenosové kapacity využívaný v PON sítích
T-CONT Transmission Container Časový multirámec (kontejner) používaný v sítích GPON v sestupném směru
DFB Distributed-Feedback laser Laser s rozprostřenou zpětnou vazbou
FP Fabry-Perot laser Fabry-Perotův laser
APD Avalanche Photodiode Lavinová fotodioda
PIN Positive-Intrinsic-Negative photodiode PIN fotodioda
SOA Semiconductor Optical Amplifier Polovodičový optický zesilovač
EDFA Erbium-Doped Fiber Amplifier Erbiový optický zesilovač
OZ (OA) Optical Amplifier Optický zesilovač
OEO Optical-Electrical-Optical converter Optický regenerátor
EDR GPON Extended Differential Reach GPON Úprava systému komunikace (vysílacích, přijímacích časů) v GPON síti při zvýšení jejího dosahu na 40 km

Literatura

[1] ITU-T: G.984.2 - Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON): Physical Media Dependent (PMD) layer specification. [online], [cit. 2011-08-21]. ITU-T, March 2003. Dostupný z WWW: .
[2] LAFATA, P., VODRÁŽKA, J.: Pasivní optická síť GPON. Access server [online]. 2009, roč. 7, č. 200905, [cit. 2011-08-21]. Dostupný z WWW: . ISSN 1214-9675.
[3] LAFATA, P.: Útlumová bilance pasivních optických přístupových sítí. Access server [online]. 2009, roč. 7, č. 200905, [cit. 2011-08-21]. Dostupný z WWW: . ISSN 1214-9675.
[4] ITU-T: G.984.2 Amendment 1 - New Appendix III – Industry best practice for 2.488 Gbit/s downstream, 1.244 Gbit/s upstream G-PON. [online], [cit. 2011-08-21]. ITU-T, February 2006. Dostupný z WWW: .
[5] ITU-T: G.984.2 Amendment 2 - Gigabit-capable Passive Optical Networks (G-PON): Physical Media Dependent (PMD) layer specification, Amendment 2. [online], [cit. 2011-08-21]. ITU-T, March 2008. Dostupný z WWW: .
[6] ITU-T: G.984.6 - Gigabit-capable passive optical networks (GPON): Reach extension. [online], [cit. 2011-08-21]. ITU-T, March 2008. Dostupný z WWW: .
[7] ITU-T: G.984.7 - Gigabit-capable passive optical networks (GPON): Long reach. [online], [cit. 2011-08-21]. ITU-T, July 2010. Dostupný z WWW: < http://www.itu.int/rec/T-REC-G.984.7-201007-I>.
[8] LAFATA, P., VODRÁŽKA, J.: Možnosti měření v pasivních optických přístupových sítích. Elektrorevue [online]. 2010, č. 2010/40, s. 40-1-40-9 [cit. 2011-08-21]. Dostupný z WWW: . ISSN 1213-1539.
[9] LAM, C. F.: Passive Optical Networks: Principles and Practice. Academic Press of Elsevier Inc., Burlington, USA. 2007. ISBN 0-12-373853-9.



Autor:        P. Lafata
Pracoviště: České vysoké učení technické v Praze, FEL

Informační e-mail Vytisknout článek
Projekty a aktuality
01.03.2012: PROJEKT
Výzkum a vývoj nového komunikačního systému s vícekanálovým přístupem a mezivrstvovou spoluprací pro průmyslové aplikace TA02011015

01.01.2012: PROJEKT
Vývoj adaptabilních datových a procesních systémů pro vysokorychlostní, bezpečnou a spolehlivou komunikaci v extrémních podmínkách VG20122014095

09.10.2010: PROJEKT
Výzkum a vývoj datového modulu 10 Gbit/s pro optické a mikrovlnné bezdrátové spoje, FR-TI2/621

09.01.2010: PROJEKT
Sítě s femtobuňkami rozšířené o řízení interference a koordinaci informací pro bezproblémovou konektivitu, FP7-ICT-2009-4 248891

09.11.2008: PROJEKT
Ochrana člověka a techniky před vysokofrekvenčním zářením, FI-IM5/202

20.06.2008: Schválení
Radou pro výzkum a vývoj jako recenzovaný časopis

01.04.2007: PROJEKT
Pokročilá optimalizace návrhu komunikačních systémů pomocí neuronových sítí, GA102/07/1503

01.07.2006: Doplnění sekce pro registrované

12.04.2005: Zavedeno recenzování článků

30.03.2005: Výzkumný záměr
Výzkum perspektivních informačních a komunikačních technologií MSM6840770014

29.11.2004: Přiděleno ISSN

04.11.2004: Spuštění nové podoby Access serveru

18.10.2004: PROJEKT
Optimalizace přenosu dat rychlostí 10 Gbit/s, GA102/04/0773

04.09.2004: PROJEKT
Specifikace kvalitativních kritérií a optimalizace prostředků pro vysokorychlostní přístupové sítě, NPV 1ET300750402

04.06.2004: PROJEKT
Omezující faktory při širokopásmovém přenosu signálu po metalických párech a vzájemná koexistence s dalšími systémy, GA102/03/0434

Web site powered by phpRS PHP Scripting Language MySQL Apache Web Server

NAVRCHOLU.cz

Tento web site byl vytvořen prostřednictvím phpRS - redakčního systému napsaného v PHP jazyce.
Na této stránce použité názvy programových produktů, firem apod. mohou být ochrannými známkami
nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.