V sobah z opremo operaterja vrstice indikatorskih lučk naprav OLT ritmično utripajo, medtem ko znotraj šibkih-tokovnih omaric domov in podjetij dvajset kilometrov stran naprava, ki združuje pretvorbo optičnih vlaken, usmerjanje in preklapljanje, brezžično pokritost, glasovni prenos in distribucijo televizijskega signala, deluje tiho in razgrajuje gigabitno pasovno širino v omrežne storitve, ki jih potrebuje vsak član gospodinjstva.
Inženir Li, tehnični nadzornik pri širokopasovnem operaterju v Shenzhenu, vsak teden upravlja na desetine takih naprav. Kaže na belo pravokotno napravo in pravi:
»Današnji optični modem je popolnoma drugačen od tistega, kar je bil pred petimi leti. Prej je bil le preprost pretvornik iz-optičnega v-električni«. Zdaj pa poglejte ta-optični vhod, ki hkrati oddaja gigabitne žične povezave, brezžični Wi-Fi, visoko-televizijo in dve telefonski liniji. Ena naprava rešuje vse dostope težave."
01 Tehnična fuzija: jedrna sestava sodobnega XPON ONU
Dostopovna omrežja z optičnimi vlakni so v fazi globoke preobrazbe iz eno-funkcije v več-storitveno integracijo. V zgodnjih dneh uvedbe Fiber{3}}to--Home (FTTH) so se uporabniki pogosto soočali z vrsto naprav: optičnimi modemi, usmerjevalniki, telefonskimi prehodi in pretvorniki televizijskega signala.
Te naprave niso le zasedle prostora, ampak so tudi povečale kompleksnost namestitve in potencialne točke okvare. Pojav večnamenskega XPON ONU obravnava to bolečino.
XPON je skupni izraz za GPON in EPON. GPON, ki temelji na seriji standardov ITU-T G.984, zagotavlja zmogljivosti asimetričnega prenosa 2,5 Gbps navzdol in 1,25 Gbps navzgor, podpira razmerje delitve do 1:128 in polmer pokritosti 20 kilometrov.
Ta tehnologija zagotavlja zadostno osnovo pasovne širine za večnamenske enote ONU, kar jim omogoča hkratno izvajanje različnih storitev, kot so hitri-internet, video-visoke ločljivosti in glasovna komunikacija.
Integrirane enote ONU, opremljene s 4 gigabitnimi ethernetnimi vrati, 2 tradicionalnima telefonskima vmesnikoma, CATV RF izhodom in brezžično funkcijo WiFi5, so postale prednostna terminalska oblika za operaterje, ki promovirajo storitve "triple{3}}play".
02 Popoln pregled specifikacij naprave: Načrt strojne opreme večnamenskega XPON ONU
Da bi razumeli, kako deluje takšna večnamenska naprava, je treba najprej razčleniti njeno strojno arhitekturo in konfiguracijo vmesnika. Tipično4GE CATV POTS WiFi5 ONUsprejme visoko integrirano rešitev nabora čipov, ki sprejme več funkcionalnih modulov znotraj kompaktnega ohišja.
Zadnja plošča naprave običajno vključuje naslednje ključne vmesnike: ena vhodna vrata iz optičnih vlaken SC/APC, ki uporabljajo tehnologijo WDM (Wavelength Division Multiplexing); štiri 10/100/1000M ethernetna vrata s samo-zaznavanjem; dva telefonska vmesnika RJ11; ena CATV RF izhodna vrata (konektor tipa F-).
Z vidika notranje arhitekture je jedro naprave glavni krmilni čip, odgovoren za pretvorbo protokola, obdelavo paketov in upravljanje sistema. Modul GPON upravlja optično-v-električno pretvorbo in obdelavo protokola v skladu s standardi ITU-T G.984.x.
Štiri vrata Gigabit Ethernet so povezana prek stikalnega čipa, ki podpira funkcije sloja 2, kot so particioniranje VLAN, izolacija vrat in nadzor prometa. Glasovni modul nudi vmesnike POTS, ki podpirajo protokole SIP ali MGCP za pretvorbo govornih signalov IP v analogne telefonske signale.
Modul CATV sprejema televizijske signale pri valovni dolžini 1550 nm prek neodvisnega fotodetektorja, ki se nato ojačajo in filtrirajo pred oddajo kot RF signali. Modul WiFi5, ki temelji na standardu 802.11ac, zagotavlja brezžično pokritost v frekvenčnem pasu 5GHz.
Ti moduli delujejo usklajeno, da dosežejo visoko integrirano zasnovo eno-optičnega vhoda in več-storitvenega izhoda.
03 Umetnost dodeljevanja pasovne širine: inteligentni prenosni mehanizem za štiri vrste storitev
Največji izziv za večnamenske enote ONU je, kako razumno dodeliti omejeno pasovno širino navzgornje povezave, da se zagotovi kakovost storitev za različne vrste prometa. Tu pride v poštev tehnologija DBA (Dynamic Bandwidth Allocation).
V sistemih GPON navzdolnja smer uporablja metodo oddajanja, kjer podatke, ki jih pošlje OLT, prejmejo vse ONU, vendar jih obdela samo ONU, ki se ujema z LLID. Navzgornja smer uporablja večkratni dostop s časovno razdelitvijo (TDMA), pri čemer vsak ONU oddaja podatke v določenem časovnem oknu.
Večnamenske enote ONU zagotavljajo kakovost storitev za kritični promet s klasifikacijo prometnih tokov in prednostnim označevanjem. Naprava običajno kategorizira promet v več stopenj fiksne prioritete: glasovni promet ima najvišjo prednost, sledijo mu video tokovi CATV, nato internetni podatki in končno signalizacija upravljanja.
Zlasti glede dodelitve pasovne širine, tudi ko je skupna pasovna širina navzgornje povezave v celoti izkoriščena, sistem rezervira vsaj 64 Kbps namenskega kanala za govorni promet, kar zagotavlja, da na klice ne vplivajo prenosi podatkov. Video promet je optimiziran s tehnologijo multicast in IGMP Snooping, da se prepreči, da več kopij iste vsebine zasede pasovno širino navzgornje povezave.
Brezžični modul WiFi5, kot razširitev žičnega omrežja, tudi pri internem razporejanju sledi prednostnim načelom. Tehnologija MU-MIMO standarda 802.11ac omogoča ONU, da prenaša podatke več brezžičnim odjemalcem hkrati, kar izboljša uporabo brezžičnega spektra.
04 Raziskovanje scenarijev uporabe: Celovita pokritost od domov do malih in mikro podjetij
Zasnova takšnih večnamenskih enot ONU upošteva širok spekter scenarijev uporabe, od običajnih gospodinjstev do malih podjetij in trgovin, kjer lahko najdejo svojo uporabnost.
V domačem okolju lahko ena naprava zadosti vsem omrežnim potrebam: po dostopu do optičnih vlaken se lahko štiri vrata Gigabit Ethernet povežejo s pametnim televizorjem, igralno konzolo, pomnilnikom NAS in računalnikom; Brezžično omrežje WiFi5 pokriva celoten dom in podpira več pametnih telefonov in tablic za nemoten dostop do interneta hkrati; CATV izhod se poveže s televizijskim sprejemnikom-top box za gledanje TV-kanalov visoke ločljivosti; dva telefonska vmesnika se lahko uporabljata za stacionarne telefone in fakse.
V scenarijih malih podjetij je mogoče žična vrata naprave razširiti s stikali za povezavo več pisarniških računalnikov in omrežne opreme. Funkcionalnost VLAN omogoča podjetjem razdelitev omrežnih območij za različne oddelke, izolacija vrat pa povečuje varnost notranjega omrežja.
Glasovna funkcija zagotavlja-cenovni interni telefonski sistem za podjetja, medtem ko vmesnik CATV ostaja praktičen na mestih, kjer je potreben dostop do finančnih novic ali kanalov za spremljanje. Brezžično omrežje WiFi5 pokriva potrebe mobilne pisarne v pisarniškem prostoru.
Za več-najemna okolja, kot so hoteli in študentska stanovanja, lahko operaterji centralno konfigurirajo veliko število enot ONU prek platforme za oddaljeno upravljanje TR-069, kar omogoča paketno aktiviranje storitev in diagnozo napak, kar znatno zmanjša stroške delovanja in vzdrževanja.
05 Premisleki pri izbiri tehnologije: pozicioniranje WiFi5 v današnjem brezžičnem okolju
Ko postajata WiFi6 in celo WiFi7 postopoma priljubljena, stalna izbira modulov WiFi5 v večnamenskih enotah ONU temelji na praktičnem pozicioniranju izdelka in tržnih premislekih.
WiFi5, ki temelji na standardu 802.11ac, se osredotoča na frekvenčni pas 5 GHz in dosega teoretične hitrosti do 3,5 Gbps prek modulacije 256-QAM in največjo širino kanala 160 MHz. Za večino scenarijev domačih aplikacij ta zmogljivost že zadostuje.
V primerjavi z WiFi6 je največja pomanjkljivost WiFi5 pomanjkanje tehnologije OFDMA in celovite podpore za navzgornjo in navzdolnjo povezavo MU-MIMO, kar pomeni, da sta omrežna učinkovitost in zmogljivost zakasnitve WiFi5 slabša od WiFi6, ko je hkrati povezanih več naprav.
Integracija WiFi5 v večfunkcijske enote ONU je izbira razmerja stroškov-zmogljivosti. Za proračunsko{3}}občutljiva obsežna-naročanja operaterjev sta zrelost in stroškovna-učinkovitost modulov WiFi5 še vedno privlačni.
V dejanskih uvedbah je brezžična funkcionalnost takih enot ONU pogosto postavljena kot "osnovna pokritost". Če imajo uporabniki višje brezžične zahteve, lahko povežejo več profesionalnih usmerjevalnikov WiFi6 ali Mesh prek vrat Ethernet. Ta večplastna zasnova nadzoruje stroške terminalov, hkrati pa ohranja prilagodljivost za nadgradnje omrežja.
Treba je omeniti, da so nekateri -ONU-ji višjega cenovnega razreda začeli integrirati module WiFi6, vendar po ustrezno višjih cenah. Ker se stroški čipa WiFi6 v prihodnosti zmanjšujejo, se pričakuje, da bo več večnamenskih enot ONU nadgradilo svoje brezžične standarde.
Z nadaljnjo popularizacijo dostopa iz optičnih vlaken ta večnamenski XPON ONU tiho preoblikuje obliko opreme operaterskega terminala. V skladiščih telekomunikacijskih operaterjev so optični modemi različnih modelov lično zloženi, čedalje več prostora pa zasedajo integrirane naprave, ki združujejo 4GE, CATV, POTS in WiFi5.
Te naprave niso le kristalizacija tehnologije, ampak tudi utelešenje poslovnih strategij-operaterji zaklenejo več storitev za uporabnike prek enega samega terminala, medtem ko uporabniki uživajo v udobju rešitve-na enem mestu.
