Что такое gpon модем

Технология GPON

Первый компьютерный сеанс связи произошел примерно 50 лет назад в Соединенных Штатах Америки. Расстояние между точками составляло 640 км. Данное событие дало начало зарождению «Глобальной паутины». Но до Интернета существовала другая сеть – ARPANET, доступная лишь избранному кругу предриятий и физических лиц. Посторонние владельцы компьютеров смогли подключаться к ней только с 1991 года. В 1993 году появился веб-браузер NCSA Mosaic. Его появление стало предпосылкой массового развития Интернета.

Но в скором времени одной лишь возможности доступа к сети пользователям стало недостаточно. Они хотели бы передавать и получать данные на высокой скорости. В связи с этим появились такие понятия, как «скорость передачи информации в битах» и «полоса пропускания».

Сегодня подключиться к сети Интернет возможно проводным или беспроводным способом. Относительно недавно в нашу жизнь стала внедряться проводная технология GPON и уже успела завоевать огромную популярность в области цифровых коммуникаций. Наиболее быстро она стала развиваться в Японии, Южной Корее, Соединенных Штатах Америки и странах Евросоюза. Да и в России уже насчитывается несколько сотен тысяч абонентов сети. Эксперты уверены, что это нововведение имеет широкие перспективы и может составить достойную конкуренцию технологиям GEPON и PON.

Технология GPON продвигается крупнейшими российскими провайдерами: Ростелеком, МГТС, Мегафон. Это говорит о том, что она пользуется большой популярностью. Давайте более подробно рассмотрим принцип ее действия.

Что такое GPON, как он устроен и как работает

Аббревиатура GPON расшифровывается как Gigabit Passive Optcal Network (гигабайтные пассивные оптические системы). С помощью данной оптической сети провайдер обеспечивает доступ к телефонии, телевидению и Интернету, скорость передачи данных которого составляет 1 ГБ в секунду. При этом скорость входящего канала равна скорости исходящего.

Установив оборудование GPON, вы сможете подключаться к Интернету со скоростью 10 Мбит/сек.-2,5 Гбит/сек. Подключение происходит через ONT модем со встроенным Wi-Fi. Это обеспечивает возможность захода в сеть с любого устройства.

Технология GPON позволяет одновременно использовать несколько телефонных номеров. Кроме этого, доступны следующие дополнительные услуги:

• SIP-телефония;
• охранно-пожарная сигнализация;
• видеонаблюдение;
• телеметрия;
• цифровое интерактивное телевидение, включающее HD-контент.

По топологии GPON похож на древо. На его узлы устанавливаются пассивные разветвители, называемые сплиттерами. Специалисты заводят в частный дом, квартиру или офис абонента оптоволоконный кабель, устанавливают оптическую розетку и подсоединяют оптический модем, который правильнее называть GPON-терминалом.

По внешнему виду это устройство напоминает роутер Wi-Fi, но вместо Ethernet-разъема в нем используется внешний оптический порт стандарта SC. К этому маршрутизатору можно подключить следующие устройства:

• телевизор;
• ноутбук;
• стационарный компьютер;
• мобильный телефон;
• планшет.

Данная технология позволяет клиенту пользоваться всем потенциалом оптоволоконного кабеля, обеспечивающего высокую скорость и качество передачи данных. К слову, при подключении Интернета по технологии ADSL на один многоквартирный дом выделяется один канал, который делится между всеми абонентами.

Оборудование

В настоящее время модемы для оптоволоконных сетей производят различные компании.

Самыми распространенными являются:

• Huawei;
• ZTE;
• Eltex;
• SERCOM.

Если перед вами стоит выбор, отдайте предпочтение модему HG8245 или HG8247 производства Huawei, поскольку эти устройства работают лучше всех. Оборудование других фирм имеет более низкое качество, что отражается на работе системы.

Достоинства и недостатки технологии GPON

Технология GPON на фоне небольшого количества недостатков имеет массу достоинств, за что пользуется большой популярностью.

Достоинства:

• заведение оптоволокна непосредственно к пользователю;
• высокая пропускная способность канала;
• независимость оптоволокна от электромагнитных помех;
• невозможность подключения к сети сторонних пользователей;
• отсутствие проблем со стороны линейно-кабельной сети в часы пиковых нагрузок;
• возможность одновременного подключения нескольких услуг с одного канала;
• отсутствие промежуточного оборудования на участке т пользователя до АТС;
• неподверженность воздействию влаги за счет отсутствия в системе электричества;
• отсутствие опасности удара электротоком.

Недостатки:

• чувствительность кабеля к перегибам;
• возможность повреждения кабеля домашними животными при условии его укладки по полу.

Следующий момент относится не к недостаткам, а скорее к особенностям оптоволоконной сети. Чтобы сократить протяженность линии, специалисты устанавливают модем возле отверстия, через которое протянули оптоволокно. Поэтому здесь же необходимо расположить розетку на 220 Вольт. Ее установкой также могут заняться специалисты.

Несколько слов о монтаже. Осуществлять его должны только профессионалы.

Самостоятельно подсоединиться к сети GPON вы не сможете по нескольким причинам:

1. Во-первых, заводить в квартиру оптоволоконный кабель будут в любом случае специалисты провайдера.
2. Во-вторых, необходимо приобрести стационарный OLT-терминал, поддерживаемый ONT-роутером. Если вы ошибетесь с выбором, система работать не будет.
3. В-третьих, абонентские модемы, предоставляемые провайдерами, настраиваются автоматически, если они входят в перечень поддерживаемых. Самостоятельно вы не сможете настроить свои девайсы.

Подводя итог, можно сказать о том, что технология GPON несомненно является перспективной, поскольку предоставляет абонентам широкий спектр услуг. Наличие некоторых недостатков перекрывается теми достоинствами, которыми данная технология обладает. Но заниматься монтажом системы должны только специалисты.

Интернет GPON от МГТС

Всего в России есть два крупных провайдера, работающих с GPON. Это МГТС и GPON Ростелеком. Рассматриваться будет первый вариант.

GPON от МГТС

Провайдер МГТС производит подключение следующим образом: после рассмотрения заявки, пользователя подключают к распределительному оборудованию. Для этого используется оптоволоконный кабель и роутер, устанавливаемый прямо в квартире. Оборудование пользователю предоставляется бесплатно, платить придется только за подключенный тариф.

О там как лучше сравнить все тарифы разных провайдеров и оставить заявку на бесплатное подключение к интернету читайте здесь.

Используемые провайдером ONT-модемы с встроенным Wi-Fi могут обеспечить скорость передачи данных до 600 Мб/сек (АС-протокол). Дополнительно стоит знать, что они поддерживают режим работы на частотах в пределах 5 ГГц со скоростью от 100 Мб/сек, в отличие от стандартной частоты в 2,4 ГГц, которая ограничена всего 50 Мб/сек.

После установки модема, все остальные изменения вносятся удаленно, за исключением физических повреждений линии, в таких ситуациях потребуется вызов техников, чтобы исправить проблему. Пользователь способен оставлять дополнительные заявки на смену тарифа или подключение новых услуг, которые будут реализованы в кратчайшее время.

Модели роутеров

Пользователи могут самостоятельно выбрать себе роутер при подключении. Каждая модель обладает разными характеристиками, что позволяет использовать их в различных помещениях. Всего к роутеру можно подключить от 5 до 15 устройств, в зависимости от модели. Wi-Fi всегда встроенный и быстрый.

Sercomm RV6688

Популярная модель, с оптимальными характеристиками в плане покрытия. Устанавливается только в квартире или доме с помощью оптического кабеля. Он отличается небольшими габаритами и напоминает обычный Wi-Fi роутер.

Это один из лучших доступных вариантов закрепленного маршрутизатора. Он позволит подключить к сети сразу несколько устройств, в том числе и мобильных, без потери в скорости.

Подробнее о данной модели читайте на странице Роутеры МГТС.

SERCOM RV6699

Еще один ONT-модем, активно используемый МГТС. Его беспроводная точка доступа может работать как на частоте в 2,4 ГГц, так и 5 ГГц. При установке монтажники прокладывают к месту установки маршрутизатора оптоволоконный кабель, при необходимости устанавливая отдельную розетку.

Подробнее о данной модели читайте на странице Роутеры МГТС.

ONT ZTE ZXHN 670

Еще один часто встречающийся вариант. Как и предыдущий, данный роутер одновременно выполняет функцию маршрутизатора и беспроводной точки Wi-Fi. Тут стоит отметить, что эта модель достаточно старая, но при этом обладает высокими правами доступа для рядового пользователя. Фактически, устройство может быть превращено в обычный локальный сервер, если заменить правильные файлы.

Подробнее о данной модели читайте на странице Роутеры МГТС.

Что такое GPON?

Технология GPON (англ. Gigabit capable Passive Optical Network) начала развиваться в экономически успешных странах еще в 1990-х. На территории России она распространялась намного медленней, в связи с высокой стоимостью оборудования и, как следствие, высоких тарифов.

Главная особенность GPON — высокая пропускная способность канала. Кроме того, одна линия может использоваться для одновременного подключения телефонии, интернета и телевидения.

Максимальная скорость, поддерживания технологией для конечного потребителя — 1 Гб/сек, однако большая часть роутеров не способна обеспечить успешный трансфер такого количества информации, поэтому провайдеры используют оборудование с пропускной способностью до 500 Мб/сек. Этого вполне достаточно, чтобы скачивать фильмы в HD-качестве всего за несколько минут. Подобные файлы занимают не менее 10 ГБ места на жестком диске.

Более распространенным подключением является технология GEPON (англ. Gigabit Ethernet Passive Optical Network). Небольшое сравнение с GPON.

Максимальное количество подключений у одного волокна — 64 GPON, 16 GEPON. Таким образом обеспечивается более дешевая стоимость порта для каждого абонента для оптического терминала оператора, при этом оборудование потребляет меньше электроэнергии и быстрее окупается.

Скорость в прямом потоке у GPON 2,5 ГБ/сек, у GEPON 1,25.

Максимальная загруженность полосы пропуская GPON составляет 93%, тогда как у GEPON это всего 60%. Разница обусловлена использованием технологии фрагментации кадров GEM (англ. GTC Encapsulation Method). GEPON не использует такой эффективный инструмент.

Технология GPON

Технология GPON или Gigabit PON стала внедряться относительно недавно. Разберемся, что стало предпосылками появления технологии GPON, какие у неё перспективы, а также сравним её с конкурирующими технологиями – PON и GEPON.

В 2014 году будет отмечаться 45-летие первого компьютерного сеанса связи, проведенного в США на расстоянии около 640 км. Это событие считается началом зарождения Интернета. Правда, предшествующая Всемирной паутине сеть ARPANET в то время была доступна очень узкому кругу людей и организаций. Подключение же к ней «посторонним» счастливчикам, обладающим компьютерами, стало возможно только в 1991 году. И лишь появление в 1993 году веб-браузера NCSA Mosaic обеспечило предпосылку взрывного роста мировой интернет-аудитории. Так что история «массового Интернета» на текущий 2013 год насчитывает всего 20 лет.

В первое десятилетие развития глобальной сети среди пользователей, обращавших внимание на такой показатель как «пропускная способность канала связи (скорость передачи данных в битах)» или связанную с ним характеристику «полоса пропускания», были «считанные единицы» людей, знакомых с теоретическими основами радиотехники. А сегодня о «скоростях в Интернете» рассуждают все. И все хотят иметь в распоряжении «высокоскоростной Интернет».

Почему именно высокоскоростной? И где тот предел, с которого можно считать доступ в Интернет «высокоскоростным»?

У массового пользователя скорость Интернета ассоциируется, прежде всего, с интервалами времени загрузки «тяжелых» видео-, музыкальных и графических файлов, количество которых в Сети растет в геометрической прогрессии, да и сами они «укрупняются». Корпоративным потребителям онлайн-услуг (а с недавнего времени еще и «облачных») нужна высокая скорость реакции на запросы в используемых системах управления бизнесом.

Значит, высокоскоростной Интернет – это насущная необходимость, а не прихоть (как для «юзеров», так и для компаний). «Граница» же, с которой начинается высокоскоростной Интернет, на сегодняшний день, по мнению специалистов, проходит на уровне 10 Мб/c.

«Оптика» вытесняет «медь»

Всемирная компьютерная сеть начала развиваться на базе существующих телефонных линий с использованием технологий xDSL. Самая «продвинутая» разновидность этого «медного» семейства — модемная технология ADSL2+ обеспечивает скорость входящего потока 24 Мб/с (исходящего — 1,2 Мб/с). В настоящее время она является безусловным лидером по количеству подключений во всех странах мира. Однако «медные» линии связи, проложенные десятки лет назад, устаревают как физически, так и морально и постепенно заменяются оптическими сетями FTTx, использование которых позволяет на два порядка повысить скорость обмена информацией в Интернете. А в недалекой перспективе – еще больше.

В последнее пятилетие процесс замены медных кабельных трасс на оптические нарастает и, по расчетам аналитиков, еще через пять лет соотношение «оптика/медь» в телекоммуникациях кардинально изменится в пользу «оптики».

Архитектура FTTx (Fiber to the x) представляет собой отрезок оптоволоконной линии связи, подключенный с одной стороны к приемопередающей станции OLT (Optical Line Terminal — оптический линейный терминал), установленной у оператора, а с другой – к приемопередающим модулям абонентов – ONT (Optical Network Terminal) или ONU (Optical Network Unit).

ONT – терминал индивидуального пользования (его также называют оптическим модемом), устанавливаемое в квартире. ONU – предназначено для установки в распределительном шкафу многоквартирного дома и имеет несколько портов для подключения компьютеров, телевизоров, телефонов, находящихся в соседних квартирах.

ONT и ONU преобразуют оптические сигналы, поступившие от OLT, в электрические (направляемые, например, в компьютеры, телевизоры, телефоны), а также выполняют обратное преобразование электрических сигналов, поступивших от терминалов пользователей, в оптические, которые отправляются в OLT.

Если в отрезок оптической линии внедрить сплиттеры (пассивные разделители сигнала, поступающего от OLT) и к их выходам подключить ONT, то такой переход от одноволоконной структуры FTTx к древовидной приведет к образованию пассивной оптической сети – PON (Passive Optical Network).

Работа PON состоит в организации множественного доступа через одно оптоволокно посредством временного мультиплексирования (Time Division Multiplexing Access – TDMA) и частотного разделения трактов приема и передачи (Wavelength-Division Multiplexing – WDM). Мультиплексоры WDM, работающие в составе OLT и ONT, разделяют прямой (входящий) и обратные (исходящие) сигналы, транслируемые на разных длинах волн (прямой – 1,49 мкм, обратный – 1,31 мкм). К этим потокам может быть добавлен сигнал кабельного телевидения, передаваемый на длине волны 1,55 мкм.

Первые ростки технологий PON появились около 15 лет назад, и за прошедшее время Международным союзом электросвязи (МЭС) выпущено пять стандартов передачи данных по оптоволокну. Активное оборудование, выпущенное в соответствии с требованиями этих стандартов, обеспечивает скорости от 155 Мб/с до 2488 Мб/с. Об особенностях этих стандартов будет рассказано ниже, а пока что подчеркнем, что общими для всех разновидностей технологий PON достоинствами являются возможности простого наращивания абонентской базы, ее обслуживания и модернизации, а также низкие (по сравнению с «медными» технологиями) эксплуатационные затраты.

GPON: движущая сила стандарта

Первый стандарт семейства PON – APON (ATM PON) был утвержден МЭС в конце 1998 года и уже в следующем году американские и японские операторы связи приступили к строительству пассивных оптических линий. Передача данных по этому стандарту осуществляется на базе протокола ATM, описывающего способ коммутации и мультиплексирования, основанный на передаче данных в виде ячеек фиксированного размера (ячеек ATM). Скорость передачи данных – 155 Мб/с.

Внесение в APON новых технологий, в частности, динамического назначения полосы в зависимости от приложений, поддержки протоколов SDH, FE, GE, SDI PAL, El, E/FE и телефонии, обеспечило дополнительную функциональность в областях трансляции речи, разнообразного видеоконтента и телевещания (первое появление в PON третьей длины волны). Что и обусловило утверждение «дочернего» стандарта APON – BPON (Broadband PON). При этом скорость передачи данных повысилась до 622 Мб/с.

Следующим «звеном в цепочке» APON – BPON стал стандарт GPON (Gigabit-capable Passive Optical Network), реализация которого обеспечивает работу сети как в симметричном, так и в асимметричном режимах. Чаще используется второй режим, при котором скорость передачи данных в прямом потоке достигает 2,488 Гб/с, а в обратном – 1,244 Гб/с (обычно эти числа округляют и говорят о 2,5 Гб/с и 1,25 Гб/с).

Обычно к оптическому модему (ONT) сети стандарта GPON домашний ПК подключается либо по витой паре, либо по беспроводной связи (Wi-Fi). В ONT также есть порты для подключения телевизора и VoIP-телефона.

Базовым протоколом в технологии GPON стал GFP (Generic Framing Protocol), хотя используются также рекомендации TDMA, SDH, Ethernet, ATM.

Параллельно с совершенствованием PON-технологий в мире происходило развитие оптических сетей Ethernet и достижения этой коммуникационной «ветви» в области высокоскоростной передачи данных были использованы в стандарте EPON (Ethernet PON), который был разработан на базе протокола MPCP (Multi-Point Control Protocol), осуществляющего управление множеством узлов. А его улучшенная версия – GEPON (Gigabit EPON) по своим характеристикам и возможностям сегодня уступает только безусловному лидеру PON-технологий – GPON.

Что «бросается в глаза» в приведенном мини-обзоре технологий, используемых в пассивных оптических сетях? – То, что различия в их функциональности обусловлены главным образом тем, какие протоколы передачи данных положены в основу стандартов.

GPON и GEPON: простая арифметика

Если известны числовые показатели (или даже описания), выражающие какие-либо характеристики объектов, которые нужно сравнить, то такое сравнение произвести довольно просто, размещая соответствующие числа в строку или в столбик. И сразу же будет видно, «кто кого лучше». Проведем такое сравнение GPON и GEPON.

Итак, скорость передачи в прямом потоке у GPON – 2,5 Гб/с, а у GEPON – 1,25 Гб/с.

Максимальное число абонентских узлов на одно волокно у GPON – 64, а у GEPON – 16, что обуславливает более низкую стоимость порта на одного абонента в оптическом терминале оператора, произведенном по стандарту GPON, и значительно меньшее потребление электроэнергии станционным оборудованием, чем при использовании операторского оборудования стандарта GEPON.

Загруженность полосы пропускания по технологии GPON – не менее 93%, а по GEPON – не более 60%. Это различие обусловлено тем, что в активном оборудовании GPON, используется технология фрагментации кадров GEM (GTC Encapsulation Method), повышающая эффективность использования полосы пропускания. В технологии же GEPON такого инструмента нет.

Вот и вся «простая арифметика», объясняющая популярность GPON.

GPON: кабели внутридомовой разводки

Сеть GPON состоит из магистральных и распределительных линий связи. Протяженность магистральных трасс GPON в настоящее время достигает 20 км (в ближайшие годы разработчики технологии GPON обещают увеличить максимальную длину магистрального оптоволокна до 60 км). Магистральные участки прокладываются (подробнее о прокладке оптоволоконного кабеля) с использованием традиционных методов воздушной или подземной прокладки оптических кабелей с защитной оболочкой, которая обеспечивает долговечность эксплуатации кабельной линии в условиях повышенной влажности и перепада температур.

Для распределительной инфраструктуры GPON, создаваемой, например, в пределах многоквартирного дома, применяются дроп- и райзер-кабели. Особенностью «этажных» дроп-кабелей, предназначенных для ответвления оптической линии от подвесного распределительного кабеля, является предоставляемая их конструкцией возможность «гибкой» трассировки с малыми радиусами изгиба.

Райзер-кабели, применяемые для вертикальной межэтажной разводки, содержат 6-12 оптических волокон, которые легко укладываются в кассетах, а для их сварки требуется существенно меньшее время, чем при сварке оптических волокон других видов кабелей.

GPON: скорость эволюции нарастает

Преимущества стандарта GPON по сравнению с другими разновидностями технологий PON были неоспоримы уже с момента его утверждения в 2003 году. Однако к 2010 году в России пользователей ШПД на основе GPON «набралось», по данным компании J’son & Partners Consulting, всего 80 тысяч. Основным барьером к большему росту, как это почти всегда случается с продуктом, появившимся на рынке, была высокая цена активного оптического оборудования. В последние несколько лет цены на станционные приемопередатчики и абонентские оптические модемы заметно снизились, благодаря чему к началу 2017 года (по прогнозам аналитиков той же компании) количество российских пользователей GPON приблизится к 6 млн, то есть за семилетку увеличится почти в 75 раз!

Такой темп эволюции будет обусловлен в первую очередь строительством сетей GPON, которое уже два года назад начали крупнейшие операторы связи «Ростелеком» и МГТС. Вторым фактором, стимулирующим распространение GPON, является повышение привлекательности этой технологии ШПД для абонентов, которая обуславливается ожидаемыми пользователями (и обещаемыми разработчиками) введением в GPON дополнительных сервисов и интерфейсов.