Was ist ein passives optisches Netzwerk (PON)?

Was ist ein passives optisches Netzwerk (PON)?

Ein passives optisches Netzwerk oder PON verwendet Glasfasertechnologie, um Daten von einer einzigen Quelle an mehrere Endgeräte zu liefern. „Passiv“ bezieht sich auf die Verwendung von Glasfaserkabeln, die mit einem nicht mit Strom versorgten Splitter verbunden sind, der wiederum Daten von einem Service Provider-Netzwerk an mehrere Kunden überträgt. Technisch gesehen ist nur der Splitter passiv, da das Netzwerk weiterhin Strom an der Quelle und am Empfänger benötigt, um zu funktionieren.

Es gibt sowohl passive als auch aktive optische Netzwerke (AONs). Die Hauptunterschiede sind die Anzahl der erforderlichen Glasfasern pro Benutzer und die in PON-Architekturen verwendete Splitterkomponente. AONs verwenden einen mit Strom versorgten (oder „aktiven“) Router oder aggregierten Switch, um Daten vom Service Provider an die Kunden zu verteilen, und jeder Benutzerservice erfordert eine dedizierte Glasfaser und einen Router/Switch-Port. Im Gegensatz dazu verwenden PONs einen Router/Switch-Port und eine einzelne Faser zwischen Router/Switch und dem passiven Splitter, um mehrere Anwender zu bedienen, wobei die Kapazität der Wellenlänge geteilt wird.

Ein PON verwendet also weniger Router-Ports und Glasfaserverbindungen, um Anwender zu bedienen, als ein AON. Die PON-Architektur minimiert mögliche Fehlerquellen und macht sie ideal für Service Provider, die eine schnelle und zuverlässige Verbindung zu Haushalten, Krankenhäusern, Hotels, Resorts, Campus und anderen Anwenderstandorten bereitstellen müssen.

Welche Probleme löst ein passives optisches Netzwerk?

Da ein PON-Dienst mehrere Clients von einem einzigen Router/Switch-Port aus unterstützen kann und nicht mit Strom versorgte Splitter verwendet, um Daten an Benutzer zu leiten und zu senden, entstehen Service Providern niedrigere Betriebskosten, vermeiden eine Klimatisierung für Splitter und benötigen weniger Ausrüstung und Glasfaser, als bei der Bereitstellung ihrer Services über eine AON-Architektur.

Die Verwendung von Glasfaserkabeln ermöglicht Benutzern den Zugriff auf einige der schnellsten verfügbaren Verbindungen, und PON ist energieeffizient: weniger elektrische Geräte bedeuten einen geringeren Stromverbrauch. Darüber hinaus kann PON Daten sowohl im Downstream als auch im Upstream mit ähnlichen Geschwindigkeiten ohne Qualitätsverlust übertragen.

Wie funktioniert ein PON?

Es gibt zwei Hauptstandards für PON-Architekturen: Gigabit-PON (GPON) und Ethernet-PON (EPON). Beide haben Spezifikationen für Datenübertragungsgeschwindigkeiten von 1 Gbit/s bis 10 Gbit/s. Da die Kommunikation von einer Quelle (Service Provider) zu mehreren Teilnehmern fließt, verwenden PON-Architekturen Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen. Mit einem Splitter kann ein einzelner Glasfaserstrang von einem Optical Line Terminal (OLT) über viele Zweige repliziert werden, um Services an 128 einzelnen Standorten bereitzustellen.

Um eine PON-Architektur einzurichten, beginnt der Service Provider mit dem Aufbau eines Glasfasernetzes. Das Zugangsende dieses Glasfasernetzwerks wird direkt mit den Clients verbunden, während das andere Ende über ein OLT, das sich in der Zentrale oder am Point of Presence (POP) eines Service Providers befindet, eine Verbindung zu einem Router/Switch herstellt. Das OLT wandelt Ethernet-Verkehr in PON-Verkehr um.

Denken Sie daran, dass optische Netzwerke Daten mithilfe von Lichtstrahlen übertragen, die über Glasfaserkabel übertragen werden. Nachdem die Daten/Lichtstrahlen im Kabel das OLT verlassen haben, wandern sie zu einem Strahlteiler, der sich näher an den Anwendern befindet. Unter Verwendung einer passiven Technologie repliziert der Splitter die Lichtwellenlängen und leitet sie zu einer optischen Netzwerkeinheit (ONU) oder einem optischen Netzwerkterminal (ONT) näher am Servicebereich der Benutzer. Um dies ohne den Einsatz elektrischer Energie zu erreichen, verwendet der PON-Splitter Spiegel und Glas, um das Licht an das gewünschte Ziel zu lenken.

Die ONU/ONT leitet die faseroptischen Wellenlängen an einen von mehreren Orten in der Nähe der Anwender:

• FTTH (Fiber to the Home)
• Fiber to the building (FTTB)
• Fiber to the Curb (FTTC)
• Fiber to the neighborhood (FTTN)

Juniper-Implementierung der PON-Technologie

Ein Problem bei Brownfield-PON-Architekturen ist der Formfaktor und die Skalierbarkeit der OLT-Technologie. Traditionell setzten Anbieter für die Bereitstellung glasfaserbasierter Services sperrige, dedizierte OLT-Einschübe ein, die Platz und Strom verbrauchten und Betriebskosten verursachten. Juniper behebt dieses Problem, indem es dem Mix die Unified PON-Technologie hinzufügt.

Wenn Service Provider Juniper Unified PON in ihre PON-Architekturen integrieren, erhalten sie eine Lösung, die auf offenen Standards basiert, einschließlich 10G XGS-PON (ITU-T) und 10G EPON (IEEE). Durch die Einhaltung dieser Branchenspezifikationen liefert Juniper innovative PON-Technologien, die einfach zu verwenden und mit anderen standardbasierten PON-Systemen kompatibel sind, einschließlich ONU/ONTs von Drittanbietern.

Juniper Unified PON OLT ist Hot-Plug-fähig mit integriertem Ethernet-zu-10G-PON-MAC-Bridging (Media Access Control). Es wird direkt an unsere universellen Metro-Router der ACX-Serie angeschlossen, die Small Form-Factor Pluggable Plus (SFP+)-Transceiver-Ports unterstützen. Betreiber können für jeden einzelnen Port auswählen, ob er 10G-Port PON- oder Ethernet-Services unterstützt.

Es gibt viele Anwendungen von Junipers Unified PON: 

• PON-Aggregation mit hoher Dichte
• 10G XGS-PON- und 10G XGS-PON-Services
• Breitbanddienste für Privathaushalte
• Geschäftskonnektivität mit hoher Bandbreite
• Enterprise-/Campus-PON
• Drahtloses 4G/5G Xhaul
• Hotel- und Gaststättengewerbe/MDU-Angebote
• Unglaubliches steckbares Wachstumsmodell

Wenn das steckbare OLT von Juniper mit unseren Routern der ACX-Serie gekoppelt wird, erhalten Service Provider mehr Netzwerkkontrolle und -automatisierung. Wir liefern eine PON-Manager-Webschnittstelle, die Anbietern direkten Zugriff auf alle PON-Komponenten und -Visualisierungen ermöglicht. Es ist vollständig anpassbar, wird über das Juniper MicroClimate Management System (MCMS) bereitgestellt und kann bei drei wichtigen Bereichen des passiven optischen Netzwerks helfen:

PON-Management

Über eine browserbasierte grafische Benutzeroberfläche (GUI) ermöglicht MCMS Netzbetreibern die virtuelle Kontrolle und Verwaltung aktiver PON-Komponenten.

Northbound-Schnittstelle

Verwendet Standard-NETCONF-Protokolle und veröffentlichte YANG-Datenmodelle.

Verteilte PON-Steuerung

Erleichtert ONU Management Control Interface (OMCI) und Betriebs-, Verwaltungs- und Verwaltungskommunikation (OAM) vom OLT zum PON-Manager und unterstützt skalierbare Bereitstellungen mit externen Servern. Es kann auch in unsere Router der ACX-Serie mit unserem einheitlichen Betriebssystem Junos integriert werden.

Das Junos-Betriebssystem bietet ein hohes Maß an Leistung, Orchestrierung und Sicherheit. Es läuft auch auf allen Technologieplattformen von Juniper, sodass Sie nicht mehrere Betriebssysteme lernen und unterstützen müssen, wie es oft bei anderen Anbietern der Fall ist.