Что такое Xpon Ростелеком — как подключить, как настроить, тарифы, необходимое оборудование

Технология PON подразумевает передачу данных в виде световых импульсов через волоконно-оптический кабель. Ноутбуки, компьютеры и беспроводные устройства, подключаемые к сети WiFi, не имеют встроенного модуля для декодирования оптического сигнала. Поэтому для работы с провайдерами системы FTTH (оптическое волокно в дом/квартиру) требуется специальное оборудование.

Оптический сигнал можно преобразовывать в электрический с помощью медиаконвертера. На его входе расположен разъём SC/LC или спаренный SFP c портами TX и RX. Преобразованный сигнал отправляется на порт RJ-45, через который при помощи кабеля Ethernet можно подключить роутер или другое сетевое устройство. Менее распространённый способ подключения домашних девайсов через PON требует наличия абонентского терминала ONU/ONT. В этой статье представлен рейтинг лучших моделей таких девайсов, совмещающих в себе функции роутера и медиаконвертера.

5 место в рейтинге: Eltex NTU-2W

Роутер NTU-2W — это хороший бюджетный вариант абонентского терминала с поддержкой WiFi и встроенными функциями IPTV. Лучше всего эта модель подходит для небольшой квартиры. Она имеет всего два порта LAN и не оборудована внешними WiFi антеннами с большим коэффициентом усиления. Однако, высокая надёжность, низкая цена Eltex NTU-2W, наличие порта USB и гигабитного разъёма Ethernet заставляют обратить внимание на этот девайс.

Заметный недостаток NTU-2W — работа WiFi только в диапазоне 2.4 ГГц. Конечно, не все переносные устройства поддерживают обмен данными на скорости более 300 Мбит/с (предельное значение для стандарта 802.11 b/g/n). Но наличие сети на частоте 5 ГГц могло бы не только повысить предельную пропускную способность WiFi, но и способствовало бы улучшению уровня сигнала. Это связано с тем, что большинство окружающего беспроводного оборудования в соседних квартирах работает на частоте 2.4 ГГц, а поэтому может создавать помехи при пересечении каналов.

К сожалению, разъём Gigabit Ethernet на этом роутере только один. Второй порт LAN относится к стандарту Fast Ethernet, его максимальная пропускная способность составляет 100 Мбит/с. При использовании высокоскоростного подключения к Интернету (если реальная скорость от провайдера превышает 100 Мбит/с), целесообразно использовать разъём 100 Мбит/с для подключения IPTV, а компьютер подключить через более быстрый порт.

4 место в рейтинге: ZTE F660

Маршрутизатор с 4 портами LAN формата RJ-45 и двумя телефонными разъёмами RJ-11. Скорость приёма информации через оптический интерфейс — до 2.488 Гбит/с, скорость отправки — до 1.244 Гбит/с. Поддерживает создание до 4 сетей WiFi с разными SSID, работающими на частоте 2.4 ГГц. Несмотря на теоретическую возможность подключения до 128 клиентов к каждой из них, на практике параметры устройства недостаточны для обслуживания крупной офисной сети. ZTE F660 подойдёт для установки в квартире или небольшом офисе.

На этом роутере также есть порт USB, который можно использовать для подключения принтера, флешки или внешнего жёсткого диска. Доступ к подключенным накопителям производится через файловый сервер или сетевую библиотеку мультимедиа. Эта модель маршрутизатора имеет встроенные функции автоматической диагностики соединения PON, благодаря которым поддерживается стабильная связь по оптическому каналу. Беспроводная сеть на ZTE F660 также работает без сбоев.

Обратите внимание! Большинство устройств этой модели на российском рынке имеют ограниченную прошивку МГТС. Для использования в сети другого провайдера или доступа ко всем заводским функциям рекомендуется приобрести глобальную версию маршрутизатора или сменить прошивку.

3 место в рейтинге: Huawei EchoLife HG8247H

В отличие от двух предыдущих моделей в этом рейтинге, оптический терминал Huawei HG8247H оборудован двумя всенаправленными антеннами и разъёмом CATV для подключения кабельного телевидения. Один из официальных поставщиков роутера — провайдер Ростелеком. Устройство имеет необычное расположение оптического разъёма SC. Кабель заводится через отверстие и специальный канал на нижней части роутера, после чего подключается в разъём на нижней панели. Такая схема защищает оптоволоконный кабель от преломления и скрывает длинный коннектор.

Маршрутизатор занимает высокие позиции в рейтинге благодаря безотказной работе и большому количеству функций. На всех сторонах корпуса находятся вентиляционные отверстия, понижающие нагрев платы. Все разъёмы расположены с задней стороны. HG8247H предоставляет доступ в Интернет через Ethernet и WiFi, возможность использовать цифровое телевидение IPTV и интернет-телефонию VoIP. Встроенный межсетевой экран защищает локальную сеть от несанкционированного доступа и атак, направленных на замедление работы.

Важно! В программном обеспечении модели EchoLife HG8247H предусмотрена динамическая регулировка мощности. Энергопотребление роутера изменяется от 7.5 до 18 Вт, в зависимости от текущей нагрузки.

2 место в рейтинге: Sercomm RV6688BCM

На территории России чаще всего встречается брендированная модель этого маршрутизатора от провайдера МГТС. Наряду с ZTE и Huawei, роутер Sercomm поставляется провайдером в бесплатное пользование с правом выкупа. При этом, часть продвинутых настроек в веб-интерфейсе RV6688BCM скрыта в прошивке от провайдера. Для получения административного доступа необходимо обратиться в техническую поддержку МГТС. Основные характеристики модуля PON:

• Скорость приёма (Rx): 2.488 Гбит/с;
• Скорость отдачи (Tx): 1.244 Гбит/с;
• Коннектор: SC/APC;
• Максимальное расстояние от оборудования провайдера: 20 км.
• Используемый стандарт: ITU-T G.984.2 CLASS B+.

Удобная особенность модели — наличие разъёма «Battery» для резервного питания телефонной линии. Если стационарный телефон подключается через маршрутизатор, связь сохранится даже после отключения электричества в квартире. На задней панели находятся два порта USB 2.0, делающих возможным одновременное подключение внешнего накопителя и принтера. К недостаткам устройства можно отнести большие габариты и отсутствие внешних антенн.

1 место в рейтинге: TP-Link TX-VG1530

Универсальный маршрутизатор с двумя входами RJ-11 для IP-телефонии, USB-портом и 4 портами LAN с пропускной способностью до 1000 Мбит/с. На TX-VG1530 установлены две антенны с усилением по 5 дБи. Программное обеспечение данной модели роутера TP-Link поддерживает интерфейс удалённого управления OMCI, сетевые экраны NAT и SPI. Девайс имеет широкий набор функций VoIP:

• Определитель номера;
• Ожидание и удержание звонка;
• Автоматическое определение голосовой активности;
• Переадресация вызовов;
• Конференции с несколькими участниками;
• Автоответчик.

Совет! Флеш-накопитель или внешний HDD, подключенный к этой модели маршрутизатора, может использоваться в качестве хранилища для сервера голосовой почты.

Подводим итоги

Редакция журнала WiNetwork рекомендует роутер TP-Link TX-VG1530 для использования в квартирах, подключенных к Интернету по технологии PON. Цена маршрутизатора полностью соответствует его качеству и функционалу. Гигабитные порты позволяют организовать обмен данными в домашней сети и выход в Интернет на высокой скорости. Мощные антенны обеспечивают стабильную беспроводную связь и широкую область покрытия WiFi.

Информация и связь – продукты, которые стали для нас привычными и незаменимыми. В XXI веке для улучшения и расширения качества привычных телекоммуникаций появились новые технологии. На данный момент самой перспективной и активно развивающейся является xPON и ее модификации.

Для неспециалистов этот термин остается просто аббревиатурой. Попробуем разобраться, что это такое, и в чем преимущества и недостатки этого информационного канала.

Что такое оптические сети

Чтобы узнать, как обеспечивается связь и интернет-сигнал для потребителей по технологии xPON, для начала узнаем, что представляют собой оптическая сетка в целом.  PON (аббревиатура от английского Passive optical network) – это пассивные оптические сети, которые обеспечивают передачу сигналов для разных устройств с помощью оптоволокна. Именно они обеспечивают широкополосной мультисервисный доступ. Что это означает на практике? На смену нескольких систем телекоммуникаций приходит одна. При замене медных кабелей на новую технологическую оптическую сетку происходит объединение всех приборов, которые будут получать сигналы по одному общему каналу в «цифре».

В результате установки в квартире, офисе, общественном или производственном здании распределителя каждому абоненту выделяется в пользование собственное волокно (от одного узла может идти максимум 64 отдельных волокон-линий). Каждая заканчивается специальной розеткой, к ней подключается один единственный модем, который способен обеспечить одновременную передачу сигналов связи:

• к компьютеру, одному или нескольким – выход в интернет;
• к беспроводному интернету  Wi-Fi;
• к кабельному телевидению, причем, одновременно можно подключить все телевизоры в квартире – интерактивное телевидение;
• к телефонной связи – стационарные телефоны также принимают «цифру», причем качество связи намного улучшается и появляется доступ к дополнительным сервисам (например, определение номеров мобильных телефонов);
• к другим приборам.

То есть, вся система существующих телекоммуникаций, которые обеспечивают работу техники, заменяется одним оптоволоконным.

Понятие оптоволоконных сетей

Если говорить о технологии xPON, то можно дать этому понятию следующее определение: это семейство технологий на основе PON, которые обеспечивают  широкополосной мультисервисный доступ через оптоволоконные кабели.

Под термином xPON объединены несколько разновидностей (GPON, GEPON, BPON, EPON и другие). Принцип их работы един, а вот мощность, скорость передачи и оборудование отличаются. Построение любой сети имеет отличительные особенности от известных и привычных медных кабелей.

Принципы построения сети PON

Что такого особенного в построении этого типа сеток? Они создаются по определенной схеме. В упрощенном виде она выглядит следующим образом:

• абонентский узел (ONT, ONU), который оборудован всем необходимым для приема и передачи  по оптоволокну;
• оптический распределительный шкаф (ОРШ), который устанавливают непосредственно в обслуживаемом здании;
• розетка, к которой подключается специальный ONT-модем, общий для работы со всей техникой.

То есть, в абонентском узле (например, в Ростелекоме), устанавливается необходимое оборудование, обеспечивающее прием-передачу звука, видео, интернет-сигнала по оптоволоконным кабелям. От него прокладываются сети, которые могут быть разной конфигурации:

• точка-доступ;
• кольцо;
• дерево (с пассивными или активными узлами).

Оптоволоконные кабели протягиваются к зданиям (домам, офисам) и фиксируются в ОРШ. Шкафы обычно устанавливаются в подвалах, а от них каждому абоненту проводится собственное волокно. Оно выводится непосредственно в квартиру (офис или другое помещение) абонента и фиксируется в розетке.

К розетке подключается единственный прибор – модем  ONT, а уже к нему – вся техника, которая будет работать за счет сигналов, передаваемых от абонентского узла по личной линии непосредственно к абоненту.

Вот что такое технология xPON, если рассматривать ее упрощенно. При построении мультиполостных сетей применяются различные технологии. Например, используется система vdsl fttx. Это также общее название для группы FTTx в построении оптических сетей xPON. Fiber To The фактически обозначает оптоволокно, а х – конкретную точку доступа.

Что это значит? Всего лишь конкретизация маршрута передачи:

• FTTH (последняя буква — Home) – оптоволоконный кабель заводится прямо в дом или квартиру;
• FTTB (В — Building) –  до здания, а далее распределяется по квартирам другими техническими способами;
• FTTN (N-  Node) – сигнал распределяется на сетевом узле.
• FTTD/S (D – Desktop, S – Subscriber, подписчик) – сигнал непосредственно в комнату пользователя.

Теоретическую схему применения технологии xPON мы рассмотрели, а вот что дает использование оптической линии на практике? Как и все способы передачи, мультисервисный доступ через оптоволокно имеет свои преимущества и недостатки.

Преимущества

Сразу стоит отметить, что преимуществ у нового способа намного больше, чем недостатков:

• скорость передачи: от 100 МегаБитт в секунду и выше;
• обеспечение работы всех приборов с помощью одной линии (следовательно, упрощаются расчеты, абонентская плата провайдеру идет сразу за все сервисы);
• качественные параметры: стабильность (не зависит от расстояний до распределительных узлов), качество (доступен даже «тяжелый» контент, например, видео в HD);
• не зависит от «перегрузок»: специфика конечного подключения – от каждого узла можно отвести максимум 64 индивидуальных волокон, на которые и рассчитан оптический кабель;
• общие настройки: на одном модеме устанавливаются все необходимые настройки для каждого прибора, ПО настраивается непосредственно при подключении и в дальнейшем не нуждается в коррекции (только, если требуется «добавить»  новую технику);
• возможность выбора: абонент сам решает, какой пакет услуг ему нужен и сколько приборов будет работать на его личной линии;
• дополнительные сервисы: антивирус, родительский контроль и другие услуги – все это настраивает провайдер;
• улучшенное качество телефонии (сигнал в цифре).

Вот такие преимущества обеспечивает подключение интернета и других коммуникаций по технологии xPON. Понятие «пассивный» в этой аббревиатуре (Passive) означает, что построенном маршруте связи отсутствуют энергопотребляющие компоненты, следовательно, качество сигнала не привязано к перегрузкам в электросетях.

Замена всех медных кабелей одним не ухудшает, а наоборот, улучшает качественные характеристики телекоммуникационных услуг.

Недостатки

У системы имеются специфические особенности внедрения, прокладки и подключения. Считается, что это основные недостатки:

• Оптическое волокно, которое проводится непосредственно в квартиру абонента, довольно хрупкое. Даже при сильном загибе качество сигнала ухудшается, а сломать его можно при неосторожной укладке. Поэтому розетку рекомендуют устанавливать прямо в прихожей, чтобы избежать пропуска под плинтус или протяжки по дому.
• При монтаже распределительных узлов в многоквартирных домах используется общественное помещение, например, подвал. От него идут  «жилы», которые прокладываются внутри стен. Следовательно, при прокладке коммуникаций не избежать пробивки стен и перекрытий. Это самый неприятный для жильцов момент – шум ремонта, пыль и прочие рабочие моменты. Как только вы увидите, что появились распределительные щитки, считайте, что все неприятности монтажа закончились.
• От распределительных щитков, которые устанавливаются вне квартир, проводят оптоволоконные единичные «жилы» до квартир будущих абонентов. Так что стене в коридоре также грозит небольшое разрушение – оно необходимо для установки розетки.

Еще один момент, который можно отнести к минусам: если что-то случается непосредственно с кабелем, то вы будете отрезаны сразу от всех технических устройств, одновременно перестанут работать все подключенные приборы. Но, с другой стороны, если случаются перебои с электричеством, то вы сможете использовать те, которые не зависят от электропитания. Например, заряженный ноутбук будет не просто работать, интернет никуда не исчезнет, ведь оптоволокно не «привязано» к электросети.

Итак, теперь вы знаете, какие перспективы и преимущества открывает повсеместное внедрение технологии xPON. Остается только дождаться, когда ваш район будет включен в систему. Ведущие провайдеры внедряют ее при прокладке новых или замене старых коммуникаций, так что можно с уверенностью сказать, что в скором времени они заменят привычные кабельные повсеместно. И тогда вы сможете оценить все преимущества инновационных оптоволоконных телекоммуникаций на личном опыте.

По мере того, как развитие волоконно-оптических сетей GPON набирает обороты, растет и спрос на потоковое видео в Интернете. Поставщики услуг проявляют крайнюю заинтересованность в проведении испытаний 10G-PON. Международные организации по стандартизации, такие как МСЭ, FSAN, IEEE, приняли собственные стандарты PON. В период с 2003 по 2009 год Международный союз электросвязи (МСЭ) опубликовал стандарты GPON (МСЭ-Т G.984.3), а с учетом постоянно растущего спроса на скорость сети — в 2010 году был добавлен стандарт XG-PON (ITU-T G.987). Существующие сети GPON могут быть модернизированы для работы с XG-PON на одном физическом уровне, но следует отметить, что максимальную дальность передачи сигнала в конечном итоге определяет величина дисперсии передаваемого.

В целях дальнейшего развития сети GPON МСЭ G.984.6 было одобрено использование оптических усилителей (RE), установленных между терминалом оптической линии (OLT) и оптическим распределительным устройством (ODN). Участок между OLT и RE называется оптической соединительной линией (OTL), которая позволяет расширить общую физическую установку между OLT и оптическим сетевым блоком (ONU) до 60 км.

Что же такое PON?

Пассивная оптическая сеть (PON) представляет собой сегмент сети связи между двумя активными элементами: базовой станцией (OLT) и абонентским устройством (ONU/ONT). PON использует оптическое мультиплексирование с разделением каналов по длине волны (WDM), поэтому одно волокно может использоваться как для передачи, так и приема данных.

OLT ведет широковещательную передачу данных, то есть передает одни и те же данные всем ONU/ONT, которые выбирают из этого потока «свои» данные путем фильтрации с использованием ONU-ID (Alloc ID). Сигналы восходящего потока (от ONU/ONT) передаются на длине волны 1310 нм. Формат мультиплексирования сигналов от разных ONU/ONT, мультиплексирование с временным разделением (TDM), используется для управления и предоставления временных интервалов, в которых каждый ONU/ONT передает информацию в сторону OLT.

OLT определяет расстояние и временную задержку для каждого ONU/ONT. При этом общая доступная пропускная способность делится между всеми ONU, и поэтому каждый пользователь получает «свою» часть канала передачи данных. Передача восходящего потока через операцию пакетного режима распределяется по принципу «по потребности» OLT для каждого ONU/ONT, который должен отправлять данные. Поскольку метод TDM объединяет несколько устройств ONU/ONT в один канал передачи данных, фактическая скорость передачи данных по восходящему потоку всегда меньше максимально доступной полосы пропускания из-за совместного использования.

Типичное разделение одного волокна (порт PON) составляет 1:32 или 1:64. Поэтому порт PON может обслуживать до 32 или 64 конечных абонентов. Максимальное количество абонентских терминалов (ONT) может составлять 2 048, что соответствует 32 портам в OLT с использованием разделения 1:64 для каждого порта. В редких случаях используется коэффициент разделения 1:128 для каждого порта. Для применения технологии в более широкой географической области (при рассредоточенном расположении конечных абонентов), сеть PON может быть развернута с помощью каскадного разделения, например, 1:4 с последующим разделением 1:16.

GPON

Для передачи данных от OLT к ONU используется длина волны 1490 нм и скорость передачи 2,488 Гбит/с (нисходящий поток). Восходящая передача осуществляется на длине волны 1310 нм на скорости 1,244 Гбит/с. Для предоставления услуг IPTV используется канал передачи данных. Для уменьшения загруженности этого канала провайдеры передают видеоконтент с помощью КТВ-оборудования на длине волны 1550 нм. В качестве видеоконтента могут быть десятки телевизионных каналов, в том числе в HD-качестве. Существуют три основные классификации для GPON: класс A, B или C (Табл. 1)

Таблица 1. Классификация для GPON

10G-PON

Технология 10G-PON, известна так же, как XG-PON G.987, может стать логическим продолжением развития следующего поколения сетей FTTH. На сегодняшний день уже существуют стандарты XG-PON или XGS-PON (G.987.2 и IEEE 802.3 для физического уровня), а в качестве промежуточного шага на пути к многоволновому NG-PON2 (G.989.3).

Архитектура сети XG-PON состоит из одного пассивного сегмента оптического распределения (ODS) или группы пассивных ODS, связанных между собой с помощью RE. Оптическая конфигурация для XG-PON обеспечивает совместное использование передач GPON и 10G-PON с использованием фильтров WDM и дополнительных полосовых фильтров (Рисунок 1).

Рисунок 1. Интеграция длин волн для 10G-PON с восходящими и нисходящими каналами передачи данных

NG-PON2

NG-PON2, разработанная МСЭ в 2015 году, определяет новую архитектуру PON, способную поддерживать общую пропускную способность сети 40 Гбит/с с использованием четырех симметричных восходящих/нисходящих длин волн, доступных каждому абоненту. Стандарт NG-PON2 уникален в использовании активных перестраиваемых фильтров и перестраиваемого лазера, установленных в каждом ONU.

XGS-PON является подвидом стандарта NG-PON2 для сетей TWDM-PON. В пределах NG-PON2 определены восьмиканальные длины волн. В таблице 2 рассмотрены некоторые из аспектов сетей PON.

Таблица 2. Аспекты сетей PON

Тестирование PON

Для строительства сетей GPON были необходимы такие инструменты как рефлектометры, источники света и традиционный широкополосный измеритель оптической мощности. Но инфраструктура 10G-PON более сложная, чем GPON и поэтому данный перечень измерительных приборов будет недостаточным по следующим причинам:

1. Восходящий трафик «пульсирующего характера» не может быть проверен, если ONU не разрешен нисходящим потоком OLT
2. Широкополосные измерители оптической мощности (InGaAS) не являются «проходными» измерителями, то есть не могут быть установлены в «разрыв» линии и не содержат фильтров для выделения конкретных длин волн. В связи, с чем при проведении измерений на сети WDM измеряться будет вся оптическая мощность (все длины волн передаваемые в волокне) независимо от выставленных инженером настроек длины волны

Рисунок 2. Сравнение широкополосного оптического измерителя мощности (OPM) и измерителя GPON и XG-PON

На рисунке 2 видно, что широкополосные OPM важны при построении сети PON, но в процессе эксплуатации данный метод измерения не применим. Измеритель оптической мощности для GPON сетей — это «проходной» измеритель, который имеет встроенные WDM-фильтры и специальные приемники для каждой длины волны передачи. Используя данный тип измерителя, технический специалист может проверить все уровни передачи (1310/1490 нм, а также 1550 нм). Для сетей GPON с наложением RF возможно использование широкополосного OPM, если необходимо проверить сигнал ТВ-приставки, прежде чем он будет объединен с сиганлом от ONU.

Для тестирования 10G-PON в измерителе нужны дополнительные оптические приемники. Во избежание перекрестных помех, кроме WDM-фильтров, необходимо использовать полосовые фильтры (чтобы обеспечить необходимую изоляцию для передачи сигнала на длине волны 1550 и 1577 нм).

Инструменты тестирования PON классифицируются как инструменты физического уровня. Для диагностики неисправностей между OLT и ONU/ONT рекомендуется использовать следующие тестовые инструменты:

Инструменты физического уроня

• Оптический рефлектометр во временной области (OTDR) с фильтрами 1625 нм или 1650 нм для диагностики неисправностей без нарушения обслуживания (в режиме работы сети/ без остановки эксплуатации)
• Оптический измеритель оптической мощности (широкополосный или для измерения PON сигналов) и источник света для измерения оптического бюджета линии и мощности передачи источников OLT / ONT
• Оптический измеритель обратных потерь (ORL) для тестирования отраженных сигналов в сети

Рисунок 3. Инструменты физического уровня

Инструменты высокого уровня

• Измеритель поляризационно-модовой дисперсии (PMD) для проверки дисперсии в рамках системы передачи
• PON анализатор для устранения аварийных ситуаций и мониторинга сообщений PLOAM и OMCI между OLT и ONU
• Многоканальный анализатор оптических сигналов для проверки сосуществования сигналов нисходящего потока GPON и XG-PON и определения потенциальных проблем перекрестных помех

Рисунок 4. Инструменты высокого уровня

В таблице 3 представлены инструменты, рекомендованные для построения и эксплуатации GPON и 10G-PON.

Таблица 3. Инструменты, рекомендованные для построения и эксплуатации GPON и 10G-PON

При переводе сети на 10GPON следует учесть тот факт, что со временем результаты проведенного тестирования сети GPON станут неактуальны, поэтому при составлении бюджета на обновление XG-PON необходимо предусмотреть расходы на новые инструменты.

Используемые источники:

• http://winetwork.ru/rejting-test/routery-pon.html
• https://qwizz.ru/%d1%87%d1%82%d0%be-%d1%82%d0%b0%d0%ba%d0%be%d0%b5-%d1%82%d0%b5%d1%85%d0%bd%d0%be%d0%bb%d0%be%d0%b3%d0%b8%d1%8f-xpon/
• https://prointech.ru/news/tehnologiya-10g-pon-novyj-vitok-razvitiya/