A les sales d'equips de l'operador, les files d'indicadors del dispositiu OLT parpellegen rítmicament, mentre que dins dels febles-gabinets actuals de les llars i les empreses a vint quilòmetres de distància, un dispositiu que integra conversió, encaminament i commutació de fibra òptica, cobertura sense fil, transmissió de veu i distribució de senyals de televisió funciona en silenci, desglossant l'amplada de banda gigabit als serveis de xarxa que necessiten tots els membres de la llar.
L'enginyer Li, supervisor tècnic d'un operador de banda ampla a Shenzhen, gestiona desenes d'aquests dispositius cada setmana. Assenyalant un dispositiu rectangular blanc, diu:
"El mòdem òptic d'avui és completament diferent del que era fa cinc anys. Abans, només era una simple caixa de conversió d'"òptica-a-elèctrica". Ara, mireu aquesta entrada de-fibra òptica, que emetia simultàniament connexions per cable gigabit, Wi-Fi sense fil, televisió d'alta-definició, i tots els problemes d'accés a dos telèfons d'alta definició.
01 Technical Fusion: la composició bàsica de la moderna XPON ONU
Les xarxes d'accés de fibra òptica estan experimentant una transformació profunda de la integració d'una -funció a una integració multi-de serveis. En els primers dies del desplegament de Fiber-to-the-Home (FTTH), els usuaris sovint s'enfrontaven a una sèrie de dispositius: mòdems òptics, encaminadors, passarel·les telefòniques i convertidors de senyal de televisió.
Aquests dispositius no només ocupaven espai, sinó que també augmentaven la complexitat de la instal·lació i els possibles punts de fallada. L'aparició de la multifunció XPON ONU aborda aquest punt de dolor.
XPON és un terme col·lectiu per a GPON i EPON. GPON, basat en la sèrie d'estàndards ITU-T G.984, ofereix capacitats de transmissió asimètrica de 2,5 Gbps aigües avall i 1,25 Gbps aigües amunt, amb una relació de divisió de fins a 1:128 i un radi de cobertura de 20 quilòmetres.
Aquesta tecnologia proporciona una base d'amplada de banda suficient per a les ONU multifunció, que els permet transportar simultàniament diversos serveis com ara Internet d'alta-velocitat, vídeo d'alta-definició i comunicació de veu.
Les ONU integrades, equipades amb 4 ports Gigabit Ethernet, 2 interfícies telefòniques tradicionals, sortida de CATV RF i funcionalitat sense fil WiFi5, s'han convertit en la forma de terminal preferida per als operadors que promouen serveis "triple-play".
02 Visió general completa de les especificacions del dispositiu: el pla de maquinari de la multifunció XPON ONU
Per entendre com funciona aquest dispositiu multifunció, primer cal analitzar la seva arquitectura de maquinari i la seva configuració de la interfície. Un típic4GE CATV POTS WiFi5 ONUadopta una solució de chipset altament integrada, que allotja diversos mòduls funcionals dins d'un xassís compacte.
El panell posterior del dispositiu inclou normalment les interfícies clau següents: un port d'entrada de fibra òptica SC/APC que utilitza la tecnologia de multiplexació per divisió de longitud d'ona (WDM); quatre ports Ethernet de detecció automàtica-10/100/1000M; dues interfícies telefòniques RJ11; un port de sortida RF CATV (connector tipus F-).
Des d'una perspectiva d'arquitectura interna, el nucli del dispositiu és el xip de control principal, responsable de la conversió del protocol, el processament de paquets i la gestió del sistema. El mòdul GPON gestiona la conversió òptica-a-elèctrica i el processament de protocols, seguint els estàndards ITU-T G.984.x.
Els quatre ports Gigabit Ethernet estan connectats mitjançant un xip de commutació, que admet funcions de capa 2, com ara particions de VLAN, aïllament de ports i control de trànsit. El mòdul de veu proporciona interfícies POTS, compatibles amb protocols SIP o MGCP per convertir els senyals de veu IP en senyals telefòniques analògiques.
El mòdul CATV rep senyals de televisió a una longitud d'ona de 1550 nm a través d'un fotodetector independent, que després s'amplifica i es filtre abans de sortir com a senyals de RF. El mòdul WiFi5, basat en l'estàndard 802.11ac, proporciona cobertura sense fil a la banda de freqüència de 5 GHz.
Aquests mòduls funcionen de manera coordinada per aconseguir un disseny altament integrat d'entrada de fibra única i sortida de diversos-servicis.
03 L'art de l'assignació d'ample de banda: el mecanisme de transport intel·ligent per a quatre tipus de serveis
El repte més gran per a les ONU multifunció és com assignar raonablement una amplada de banda limitada d'enllaç ascendent per garantir la qualitat del servei per a diversos tipus de trànsit. Aquí és on entra en joc la tecnologia Dynamic Bandwidth Allocation (DBA).
En els sistemes GPON, la direcció descendent utilitza un mètode de difusió, on totes les ONU reben les dades enviades per l'OLT, però només la processa la ONU que coincideix amb el LLID. La direcció amunt utilitza l'accés múltiple per divisió temporal (TDMA), amb cada ONU que transmet dades en una finestra de temps designada.
Les ONU multifunció garanteixen la qualitat del servei per al trànsit crític mitjançant la classificació del flux de trànsit i l'etiquetatge de prioritats. El dispositiu normalment classifica el trànsit en diversos nivells de prioritat fixa: el trànsit de veu té la màxima prioritat, seguit dels fluxos de vídeo CATV, després les dades d'Internet i, finalment, la senyalització de gestió.
Específicament pel que fa a l'assignació d'ample de banda, fins i tot quan l'ample de banda total de l'enllaç ascendent s'utilitza completament, el sistema reserva almenys 64 Kbps de canal dedicat per al trànsit de veu, assegurant que les trucades no es vegin afectades per les descàrregues de dades. El trànsit de vídeo s'optimitza mitjançant la tecnologia multicast i IGMP Snooping per evitar que múltiples còpies del mateix contingut ocupin ample de banda d'enllaç ascendent.
El mòdul sense fil WiFi5, com a extensió de la xarxa cablejada, també segueix principis de prioritat en la seva programació interna. La tecnologia MU-MIMO de l'estàndard 802.11ac permet a la ONU transmetre dades a diversos clients sense fil simultàniament, millorant la utilització de l'espectre sense fil.
04 Explorant els escenaris d'aplicació: cobertura integral des de les llars fins a les petites i microempreses
El disseny d'aquestes ONU multifunció considera una àmplia gamma d'escenaris d'aplicació, des de llars normals fins a petites empreses i comerços, on poden trobar la seva utilitat.
En un entorn domèstic, un dispositiu pot satisfer totes les necessitats de la xarxa: després de l'accés de fibra òptica, els quatre ports Gigabit Ethernet es poden connectar a un televisor intel·ligent, una consola de jocs, un emmagatzematge NAS i un ordinador respectivament; La xarxa sense fil WiFi5 cobreix tota la llar, admet diversos telèfons intel·ligents i tauletes per a un accés fluid a Internet simultàniament; La sortida CATV es connecta a un televisor-top box per veure canals de televisió d'alta-definició; les dues interfícies telefòniques es poden utilitzar per a telèfons fixos i màquines de fax.
En escenaris de petites empreses, els ports cablejats del dispositiu es poden ampliar mitjançant commutadors per connectar més ordinadors d'oficina i equips de xarxa. La funcionalitat de VLAN permet a les empreses dividir àrees de xarxa per a diferents departaments, i l'aïllament de ports millora la seguretat interna de la xarxa.
La funció de veu proporciona un-sistema telefònic intern de baix cost per a les empreses, mentre que la interfície CATV continua sent pràctica als llocs que requereixen accés a notícies financeres o canals de seguiment. La xarxa sense fil WiFi5 cobreix les necessitats de l'oficina mòbil dins de l'àrea de l'oficina.
Per als entorns de diversos-inquilins, com ara hotels i apartaments d'estudiants, els operadors poden configurar de manera centralitzada un gran nombre d'ONU mitjançant la plataforma de gestió remota TR-069, que permet l'activació del servei per lots i el diagnòstic d'errors, reduint significativament els costos operatius i de manteniment.
05 Consideracions per a la selecció de tecnologia: el posicionament de WiFi5 en l'entorn sense fil actual
A mesura que el WiFi6 i fins i tot el WiFi7 es fan populars gradualment, l'elecció continuada de mòduls WiFi5 en ONU multifunció es basa en el posicionament pràctic del producte i en consideracions de mercat.
WiFi5, basat en l'estàndard 802.11ac, se centra en la banda de freqüència de 5 GHz, aconseguint velocitats teòriques de fins a 3,5 Gbps mitjançant la modulació 256-QAM i una amplada màxima de canal de 160 MHz. Per a la majoria dels escenaris d'aplicacions domèstiques, aquest rendiment ja és suficient.
En comparació amb WiFi6, la mancança més gran de WiFi5 és la manca de tecnologia OFDMA i un suport complet tant per a l'enllaç ascendent com per a l'enllaç descendent MU-MIMO, el que significa que l'eficiència de la xarxa i el rendiment de latència de WiFi5 són inferiors a WiFi6 quan es connecten diversos dispositius simultàniament.
La integració de WiFi5 a les ONU multifunció és una opció d'equilibri de cost-rendiment. Per a la contractació d'operadors-a gran-escala sensible al pressupost, la maduresa i la rendibilitat-de costos dels mòduls WiFi5 segueixen sent atractius.
En els desplegaments reals, la funcionalitat sense fil d'aquestes ONU sovint es posiciona com a "cobertura bàsica". Si els usuaris tenen demandes sense fil més altes, poden connectar encaminadors WiFi6 o Mesh més professionals mitjançant els ports Ethernet. Aquest disseny en capes controla els costos del terminal alhora que manté la flexibilitat per a les actualitzacions de la xarxa.
Val la pena assenyalar que algunes ONU-de gamma alta han començat a integrar mòduls WiFi6, però a preus corresponentment més elevats. A mesura que els costos del xip WiFi6 disminueixen en el futur, s'espera que més ONU multifunció actualitzin els seus estàndards sense fil.
Amb la popularització contínua de l'accés de fibra òptica, aquest XPON ONU multifunció està remodelant en silenci la forma de l'equip terminal de l'operador. Als magatzems dels operadors de telecomunicacions, els mòdems òptics de diferents models s'apilen perfectament, mentre que els dispositius integrats que combinen 4GE, CATV, POTS i WiFi5 ocupen cada cop més espai.
Aquests dispositius no són només la cristal·lització de la tecnologia, sinó també la plasmació d'estratègies empresarials-els operadors bloquegen diversos serveis per als usuaris mitjançant un únic terminal, mentre que els usuaris gaudeixen de la comoditat d'una solució única-.
