1.1 Reţele optice pasive – avantaje

Tehnologia PON atrage din ce în ce mai mult atenţia industriei de

telecomunicaţii drept soluţia "First Mile". Avantajele utilizării PON pentru reţelele

locale de acces sunt numeroase:

• PON permite distanţe mai mari între CO și locaţia clientului. O buclă locală

bazată pe PON poate funcţiona la distanţe de 20km, care depăşeşte considerabil

aria maximă de acoperire permisă de DSL.

•PON minimizează cantitatea de fibră optică desfăşurată atât în centrala locală

cât şi în bucla locală. Un singur traseu de fibră este necesar în trunchi şi doar câte

un port pentru fiecare PON este necesar în CO. Acest lucru face ca echipamentele

din CO să fie mult mai reduse ca dimensiuni şi să aibe un consum mai mic.

•PON furnizează o lărgime de bandă mai mare datorată folosirii fibrei mai în

profunzime. În timp ce soluţiile FTTB (fiber-to-the-building), FTTH (fiber-to-the-

home), sau chiar FTTPC (fiber-to-the-PC) au ca scop final atingerea locaţiei

abonatului, FTTC (fiber-to-the-curb) pare a fi, momentan, cea mai rentabilă

soluţie.

•Ca o reţea P2MP, PON permite difuziunea video. Mai multe canale de

acoperire a lungimii de undă pot fi adăugate într-un PON fără nici un fel de

modificări la echipamentele terminale.

•PON elimină necesitatea instalării de multiplexoare şi demultiplexoare în

locaţiile de splitare, degrevând astfel operatorii de reţele de misiunea de a le

întreţine şi a le furniza energie electrică. În loc de elemente active în aceste locaţii,

PON are componente pasive care pot fi îngropate şi în pământ în momentul

instalării reţelei.

•PON permite o uşoară upgradare la viteze mai mari sau lungimi de undă

suplimentare. Splitterele pasive şi sumatoarele asigură o transparenţă totală a

traseului.[7]

Numai în ultimii ani amestecul dintre tehnologiile mature, costul scăzut al

componenetelor şi experienţa obţinută din reţelele magistrale de fibră optică au

făcut realizarea unei reţele optice de acces un lucru tangibil. În 1999 econimiştii

Verizon proclamau faptul că desfăşurarea de fibră optică în bucla locală devenise

mai ieftină decât a cablurilor de cupru. În 2003 trei mari operatori de reţea din

Statele Unite: Verizon, Bell South şi SBC Communications au anunţat o cerere de

propunere (RFP - request for proposal) pentru echipamente PON bazate pe ATM

(Asynchronous Transfer Mode). Mai devreme în acelaşi an, Nippon Telegraph and

Telephone (NTT), o importantă reţea de transport din Japonia, anunţase un RFC

pentru PON bazat pe Ethernet.[3]

1.2 GPON – Noua generaţie de reţele optice pasive

1.2.1 Standardul ITU G.984 GPON (Gigabit Passive Optical Network)

În prezenţa unei creşteri continue a volumului de trafic şi apariţiei specificaţiilor

EPON de 1Gbps, grupul FSAN a realizat necesitatea unei arhitecturi capabile de

viteze mai mari şi eficienţă îmbunătăţită pentru traficul de date. Totuşi,

specificaţiile adoptate pentru nivelul fizic al BPON făceau foarte dificilă atingerea

de viteze de upstream mai mari de 622Mbps. Reţelele PON pe arhitectură ATM

sunt deasemenea ineficiente pentru traficul IP. Pentru a depăşii aceste limitări, în

2001, FSAN a întreprins o nouă încercare de a defini un sistem PON capabil să

funcţioneze la viteze de peste 1Gbps. Acesta şi-a îndreptat atenţia către procedura

generică de cadrare (GFP), ca mijloc de creştere a eficienţei, permiţând în acelaşi

timp o împletire de cadre de dimensiune variabilă şi celule de dimensiune fixă

specifice arhitecturii ATM.[9]

Bazându-se pe recomandările FSAN, între 2003 şi 2004, ITU-T a aprobat

noua serie de specificaţii a unei arhitecturi PON capabilă de gigabit - GPON.

Aceste specificaţii sunt cunoscute ca Recomandările ITU-T G.984.1, (J.984.2 şi

G.984.3:

*G.984.1 Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON): General

Characteristics.

*G.984.2 Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON): Physical

Media Dependent (PMD) Layer Specification.

*G.984.3 Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON):

Transmission Convergence Layer Specification.

1.2.2 Nivelul fizic dependent de mediu al GPON

Acest nivel, spre deosebire de cele superioare, este compus din hardware, nu

software. Acest hardware este definit de standard (G.984.2) ca respectând

următorii parametrii:

Debit: 1.24416Gbps sau 2.48832Gbps la downstream şi

0.15522Gbps, 0.62208Gbps, 1.24412Gbps, sau 2.48832Gbps la upstream

Lungimi de undă: 1260nm - 1360nm la upstream, 1480nm - 1500nm la

downstream

Tipul de trafic: doar digital

Ramificaţii ale fibrei: până la 64, limitat de atenuarea ODN

Atenuarea maximă permisă între OLT şi ONT:

■ ClasaA: 5dB până la 20dB

■ Clasa B: 10dB până la 25dB

■ Clasa C: 15dB până la 30dB

Diferenţa maximă de atenuare dintre 2 ONU: 15dB

Distanţa maximă pe fibră: 20km cu laser cu răspuns distribuit (DFB) la

upstream, l0km cu Fabry-Perot

Intervalul de putere de alimentare pentru o fibră la 1.2Gbps

downstream:

■Clasa A: -4dBm până la +1dBm

■Clasa B: +ldBm până la +6dBm

■Clasa C: +5dBm până la +9dBm

Intervalul de putere de alimentare pentru o fibră la 2.4Gbps

downstream:

■ Clasa A: 0dBm până la + 4dBm

■ Clasa B: +5dBm până la +9dBm

■ Clasa C: +3dBm până la +7dBm

Intervalul de putere de alimentare pentru o fibră la 1.2Gbps upstream:

■ Clasa A: -3dBm până la +2dBm

■ Clasa B: -2dBm până la +3dBm

■ Clasa C: +2dBm până la +7dBm

Rata de eroare pe bit maximă: 10-10[2]

1.2.3 Arhitectura reţelelor optice pasive PON

O reţea PON este formată dintr-un echipamnet OLT instalat la furnizorul de

servicii , sediul central şi un număr de echipamente ONT-uri instalate la

utilizatorii finali. Soluţia PON reduce numărul de fibre necesare pentru a conecta

locaţiile distante la sediul central, comparativ cu reţeaua care are o topologie punct

la punct.

În figurele 1.3 și 1.4 sunt prezentate posibilitați ale organizării tehnologiei GPON.

Figura 1.3 Principalele elemente într-o rețea optică pasivă[3]

Figura 1.4 Transmiterea datelor într-o rețea GPON [5].

Ideia principală a arhitecturii PON este utilizarea a doar unui singur modul

de recepţie-emisie în OLT pentru transmiterea informaţiei emise de mai multe

dispozitive ale abonaţilor ONT şi recepţia informaţiei de la ele. Pentru transmiterea

curentului de informaţie de la OLT spre ONT, fluxul incident, ca de obicei se

utilizează lungimea de undă de 1550 nm. Însă de obicei fluxul de informaţie care

vine de la diferite noduri de abonat împreună formează un flux descendent, care se

transmite la lungimea de undă de 1310 nm. În OLT şi ONT se conţin

multiplexoare WDM, care separă fluxul incident şi pe cel descendent. Realizarea

acestui proces este prezentată figurele 1.5 și 1.6.[7]

Figura 1.5 Prezentarea fluxului incident și descendent

Figura 1.6 Separarea fluxului de informație la emisie și la recepție [2].

Pe piaţa telecomunicaţiilor care este în permanentă dezvoltare este periculos

de a lua decizii grăbite în vederea aplicării a unor noi tehnologii, precum şi să se

aştepte apariţia altor tehnologii moderne. Dar asemenea tehnologie deja a apărut,

aceasta este tehnologia reţelelor optice pasive PON (Passive Optical Network).

Reţeaua de acces PON este pe baza cablurilor din fibra optică cu ramificatoare

optice pasive în nodurile reţelei, care posibil prezintă cea mai economică şi în stare

de a asigura banda îngustă de transmisiune pentru diferite tipuri de informaţie.

Pe lângă aceasta arhitectura PON posedă o creştere efectivă cum a nodurilor

precum şi a reţelei, în dependenţă de prezentele şi viitoarele necesităţii ale

abonaţilor [1].

Avantajele arhitecturii PON:

o lipsa spaţiului dintre nodurile active;

o economisirea dispozitivelor opitce de recepţie-emisie în nodul central;

o economisirea fibrelor optice;

o simplitatea conectării noilor abonaţi şi deservirea lor (conectarea,

deconectarea sau ieşire din funcţiune a unui sau a câtorva noduri de abonat care nu

influenţează la funcţionarea celorlalţi).

La dezavantaje pot fi enumerate ca dificultatea arhitecturii PON şi lipsa

rezervării în cea mai simplă topologie a arborelui [1].