OLT GPON и EPON: как выбрать головную станцию по числу PON-портов и абонентов

Ниже разобрано, чем отличаются OLT для GPON и EPON, как считать нужное число PON-портов и абонентов, какой uplink закладывать и что проверить в документации до закупки.

Что делает OLT в PON-сети

OLT передаёт нисходящий трафик всем абонентским устройствам на ветке и организует восходящий трафик от них. Поскольку несколько десятков ONT/ONU делят одно волокно через пассивный сплиттер, станция распределяет между ними окна передачи: измеряет задержку до каждого абонентского устройства, выравнивает время передачи и выдаёт разрешения на отправку данных. Именно поэтому один PON-порт OLT обслуживает целую группу абонентов, а не одного клиента, как порт коммутатора.

Отсюда практическое следствие: ёмкость OLT определяется не только количеством PON-портов, но и коэффициентом деления на каждом порту, оптическим бюджетом линии и тем, сколько абонентских устройств станция поддерживает программно.

GPON и EPON: в чём разница для выбора головной станции

GPON описан в рекомендациях ITU-T серии G.984. Скорость на порту - 2,488 Гбит/с в сторону абонента и 1,244 Гбит/с в сторону станции, нисходящий поток идёт на длине волны 1490 нм, восходящий - на 1310 нм. Рекомендация ITU-T G.984.1 считает деление 1:64 реалистичным для физического уровня и требует, чтобы уровень передачи данных учитывал архитектуры до 1:128. Фактическое деление ограничивают оптический бюджет и возможности OLT.

EPON (IEEE 802.3ah) - Ethernet-технология доступа с симметричной скоростью 1 Гбит/с. Линейная скорость интерфейса - 1,25 Гбит/с, используются те же длины волн 1490/1310 нм, а модули класса 1000BASE-PX20 рассчитаны на линию до 20 км.

Для провайдера выбор технологии OLT чаще определяется не таблицей скоростей, а уже работающей сетью. Если в сети стоят EPON-терминалы, новая EPON OLT позволяет расширять сеть без замены абонентского парка. Если сеть строится с нуля или планируются тарифы выше нескольких сотен мегабит, GPON даёт больший нисходящий поток на порт, а XGS-PON - путь к 10-гигабитным подключениям: этот стандарт рассчитан на совместную работу с GPON на одной оптической распределительной сети за счёт разных длин волн.

Сколько PON-портов нужно: расчёт от абонентов

Количество портов считают от плана подключений, а не от текущего числа заявок. Базовая формула простая:

теоретическое число абонентских мест = число PON-портов × коэффициент деления на порту.

Например, 8 портов при делении 1:64 дают до 512 абонентских мест, при делении 1:32 - до 256. Но эту цифру нельзя закладывать в план «под ноль»:

• часть выходов сплиттеров остаётся свободной из-за географии домов и подъездов;

• нужен резерв под рост района и новые дома;

• ветки с длинной линией или большим числом сварок могут потребовать меньшего деления из-за оптического бюджета;

• программный лимит станции на число ONU может быть ниже, чем «порты × деление».

Программные ограничения проверяют отдельно по паспорту выбранной OLT. Лимит ONU может задаваться для одного PON-порта и для станции в целом. Если он ниже расчётной ёмкости сплиттеров, при планировании используют именно программный лимит.

Скорость на абонента при разном делении

Поток PON-порта совместно используют активные абоненты ветки. Условное деление номинальной нисходящей скорости 2,488 Гбит/с даёт около 39 Мбит/с при 1:64 и около 78 Мбит/с при 1:32 до учёта служебных накладных расходов. Это не гарантированная минимальная скорость и не готовый расчёт тарифа: результат зависит от профиля одновременной нагрузки, работы DBA и настроек услуг.

Отсюда правило для выбора OLT: чем выше планируемые тарифы, тем меньше абонентов имеет смысл держать на одном порту и тем больше PON-портов нужно на тот же район. Для тарифов уровня 1 Гбит/с и выше на массовых ветках разумно сразу смотреть в сторону XGS-PON или комбинированных портов.

Варианты OLT по ёмкости и конструкции

Головные станции различаются прежде всего числом PON-портов: от компактных моделей на 1-4 порта до станций на 16 портов и модульных платформ на 32 GPON-порта. Отдельная группа - станции с комбинированными портами XG(S)-PON и GPON.

Компактная станция дешевле на старте, но при росте сети операторам часто приходится ставить вторую и третью, а значит, увеличивается число устройств под управлением и точек отказа. Модульная платформа дороже на входе, зато ёмкость наращивают платами без замены шасси.

Uplink: чтобы станция не стала узким местом

Восемь GPON-портов в сумме могут отдавать к абонентам около 20 Гбит/с, и весь этот трафик проходит через uplink-интерфейсы OLT. Поэтому ёмкость uplink сравнивают с суммарной скоростью PON-портов и с ожидаемой пиковой нагрузкой.

Перед закупкой проверяют:

• сколько uplink-портов и какой скорости есть у модели: 1G (RJ45 или SFP) и 10G SFP+;

• можно ли агрегировать uplink-каналы и резервировать подключение к опорной сети;

• поддерживает ли вышестоящий коммутатор нужную скорость и тип модулей;

• какие SFP+ модули понадобятся для uplink и совместимы ли они со станцией.

Конфигурацию uplink проверяют по паспорту конкретной модели. Для узла с высокой пиковой нагрузкой гигабитные uplink-порты могут стать ограничением раньше, чем закончится ёмкость PON-портов. В таком случае нужны 10G-интерфейсы, агрегация каналов или более производительная платформа.

Оптические PON-модули и бюджет линии

Порты OLT работают с оптическими PON-модулями, а класс оптического интерфейса задаёт допустимые потери в ODN. Для GPON распространены классы B+ и C+ с максимальными потерями 28 и 32 дБ соответственно. Эти значения нельзя напрямую переводить в фиксированную дальность или коэффициент деления: расчёт должен учитывать волокно, сплиттеры, сварки, коннекторы и эксплуатационный запас.

Практический вывод: если ветка длинная или деление высокое, расчёт затухания делают до покупки. Нехватку бюджета на конкретной ветке иногда решают PON-модулем более высокого класса, а не заменой станции.

Питание и условия установки

Головные станции выпускают с питанием от сети переменного тока, от станционного постоянного тока, с двумя блоками питания и с подключением аккумуляторного модуля. Выбор зависит от схемы электроснабжения и требований к доступности узла. Для AC-сети проверяют поддержку двух независимых вводов и работу с ИБП, для станционной DC-системы - наличие двух DC-вводов, для удалённого объекта - совместимость с предусмотренной резервной батареей.

Отказ питания OLT затрагивает всех обслуживаемых ею абонентов. Поэтому для узлов с требованиями к непрерывности связи заранее определяют схему резервирования вводов, блоков питания и внешнего источника. Сменный запасной блок подбирают по точной модели станции и принятой схеме обслуживания.

Совместимость с абонентскими терминалами

OLT и абонентские устройства должны поддерживать одну технологию и работать по совместимому профилю управления. В GPON-сетях абонентские терминалы настраиваются со стороны станции, и терминал другого производителя может зарегистрироваться на порту, но работать с ограничениями по сервисам. Поэтому перед закупкой проверяют:

• поддерживает ли OLT уже установленные в сети ONT/ONU;

• какие сервисы нужны абонентам: интернет, IPTV, телефония, Wi-Fi;

• есть ли у производителя список проверенных совместимых терминалов;

• как станция управляется: веб-интерфейс, CLI, SNMP, система управления сетью.

Чек-лист выбора головной станции OLT

1. Технология: GPON, EPON или комбинированные порты XG(S)-PON и GPON с учётом уже установленного абонентского оборудования.

2. Число PON-портов с запасом на рост, а не «ровно под текущих абонентов».

3. Коэффициент деления на ветках и программный лимит ONU на порт и на станцию.

4. Тарифы, которые планируется продавать, и скорость на абонента при пиковой нагрузке.

5. Количество и скорость uplink-портов, резервирование подключения к опорной сети.

6. Класс PON-модулей и расчёт оптического бюджета для самых длинных веток.

7. Тип и резервирование питания под конкретный узел.

8. Формат: компактная станция 1U или модульная платформа с наращиванием плат.

9. Управление и мониторинг: интерфейсы, SNMP, интеграция в систему управления.

Итог

Головную станцию выбирают от параметров сети: сначала считают абонентов, деление и тарифы, затем определяют число PON-портов, uplink и класс оптических интерфейсов. GPON применяют в новых и действующих сетях, EPON - прежде всего при расширении существующего EPON-сегмента. Комбинированная GPON/XGS-PON OLT позволяет сохранить GPON-абонентов на той же ODN и подключать новых или переводимых абонентов через XGS-PON ONT. Резерв по портам, программному лимиту ONU и uplink снижает риск преждевременной замены станции.