La popularización de la fibra hasta el hogar, o FTTH, es inseparable del apoyo de su tecnología de acceso subyacente. Entre muchas soluciones técnicas, la red óptica pasiva, o PON, se ha convertido en una opción popular debido a su gran ancho de banda, bajo costo y alta confiabilidad. Utiliza una fibra óptica para compartir ancho de banda para múltiples usuarios, logrando aplanamiento de la red y eficiencia para el acceso de "última milla". Comprender la tecnología PON es de importancia práctica para elegir la banda ancha doméstica, planificar redes empresariales e incluso comprender las tendencias de la industria de las comunicaciones.
¿Qué es la tecnología PON?
PON, que es una red óptica pasiva, no tiene ningún equipo electrónico activo en la red de distribución óptica desde la oficina central hasta el extremo del usuario. Esta es su característica principal. Toda la división y combinación de señales se realiza mediante divisores ópticos pasivos. Esto demuestra que los nodos intermedios de la red no requieren suministro de energía ni salas de ordenadores para su mantenimiento. Esto reduce en gran medida los costos de construcción, operación y mantenimiento, y mejora la estabilidad y las capacidades antiinterferentes de la red.
La red óptica pasiva adopta una topología punto a multipunto. En la sala de ordenadores del operador hay un terminal de línea óptica que puede conectar decenas o incluso cientos de unidades de red óptica de usuarios al mismo tiempo. El método de transmisión se utiliza cuando los datos están en sentido descendente y el mecanismo de acceso múltiple por división de tiempo se utiliza cuando los datos están en sentido ascendente. El terminal de línea óptica es responsable de la programación unificada, evitando así conflictos de señales entre sí. Esta arquitectura satisface perfectamente las necesidades relacionadas con el acceso de alta densidad en zonas residenciales y edificios comerciales.
Cómo funciona la tecnología PON
El sistema PON depende de la tecnología de multiplexación de longitudes de onda para funcionar. En circunstancias normales, los datos de enlace descendente se transmiten y envían utilizando longitudes de onda y todas las ONU pueden recibirlos. Sin embargo, sólo se extraen sus propios paquetes de datos y los datos de enlace ascendente utilizan longitudes de onda. Cada ONU envía datos dentro de una ventana de tiempo específica autorizada por la OLT para lograr canales de enlace ascendente compartidos. Este diseño logra una transmisión bidireccional de una sola fibra.
Para garantizar que se mantenga el orden de la comunicación de enlace ascendente, el OLT utiliza el mecanismo de alcance para calcular cuidadosa y exactamente la distancia física de cada ONU, y luego les asigna intervalos de tiempo equilibrados para garantizar que todas las señales no se superpongan cuando lleguen al OLT. El algoritmo de asignación dinámica de ancho de banda puede ajustar de manera flexible el tamaño de la ventana de tiempo ascendente en función de las necesidades de tráfico en tiempo real del usuario, mejorando así de manera efectiva la utilización del ancho de banda y la experiencia del usuario.
¿Cuáles son los principales tipos de PON?
La tecnología PON ha pasado por varias generaciones de desarrollo continuo. Al principio, existían APON/BPON basados en el protocolo ATM, seguidos por GPON y EPON, que se convirtieron en la primera generación en lograr aplicaciones a gran escala. GPON fue estandarizado por ITU-T y tiene las características de admitir velocidades de enlace descendente más altas y potentes capacidades de transporte multiservicio. Sin embargo, EPON fue promovido por IEEE. Se basa en tramas Ethernet y es más fácil de integrar con redes IP. Ambos tienen su propio énfasis en diferentes mercados alrededor del mundo.
La corriente principal actual es 10G PON, que cubre XG-PON y 10G-EPON. Aumentan el ancho de banda del enlace descendente para satisfacer las necesidades de vídeo 4K/8K, banda ancha gigabit y transporte 5G. Las tecnologías más punteras son 25G/50G PON e incluso 100G PON, que utilizan tecnología de modulación más avanzada y detección coherente, con el objetivo de afrontar futuros escenarios de acceso 10G e Internet industrial.
¿Cuáles son las ventajas de PON frente a otras tecnologías de acceso?
En comparación con el acceso tradicional por cable de cobre, como ADSL y VDSL, PON tiene amplias ventajas. Su potencial de ancho de banda es enorme y la velocidad de longitud de onda única se ha desarrollado de 1,25 G a más de 50 G en la actualidad, superando con creces el límite físico de los cables de cobre. La distancia de transmisión de la fibra óptica es mayor, hasta 20 kilómetros, y la atenuación de la señal es pequeña. No está sujeto a interferencias electromagnéticas y puede proporcionar una conexión de red más estable y de baja latencia.
Incluso en comparación con el acceso de fibra óptica punto a punto, PON todavía tiene ventajas obvias en términos de costo. La solución punto a punto requiere tender un par de fibras ópticas para cada usuario. Sin embargo, PON solo necesita una fibra óptica troncal para conectar varios usuarios a través de un divisor óptico, lo que ahorra una gran cantidad de fibras ópticas troncales y recursos de puertos ópticos de la oficina central. Esto permite extender la banda ancha Gigabit o incluso 10G a miles de hogares a un costo más económico.
Principales escenarios de aplicación de la tecnología PON.
La aplicación más conocida es el acceso de banda ancha en el hogar. Los operadores utilizan el tendido de redes PON para proporcionar a los usuarios servicios de Internet de alta velocidad. Los proveedores también ofrecen a los usuarios servicios de IPTV y servicios de voz VoIP. El método de implementación FTTH elimina por completo los conmutadores de corredor y logra fibra óptica de extremo a extremo, lo que mejora en gran medida el límite de experiencia y la confiabilidad de la red doméstica y construye una base de red para el ecosistema del hogar inteligente.
En redes empresariales y universitarias, PON también tiene mucho uso. Las grandes empresas, campus y hoteles pueden utilizar PON para construir LAN totalmente ópticas. Su estructura es simple y no requiere una sala de control en el piso, lo que facilita su administración y actualización. En escenarios como redes privadas de videovigilancia y backhaul de estaciones base, PON también puede proporcionar conexiones confiables con gran ancho de banda y alta seguridad para satisfacer las necesidades específicas de los clientes de la industria.
¿Cuáles son las tendencias de desarrollo de la tecnología PON?
En el futuro, la tecnología PON seguirá evolucionando hacia velocidades más altas. El estándar 50G PON ha madurado y pronto comenzará su implementación comercial. Será la clave para lograr el objetivo de "10 Gigabit Ubicuos" en la visión F5.5G o 6G. Al mismo tiempo, la tecnología de extensión de longitud de onda, como la superposición de nuevas bandas de ondas para hacer frente a servicios específicos, explorará aún más el potencial espectral de la fibra óptica, permitiendo así el aislamiento del servicio y una configuración flexible.
Otra tendencia clave es la "fusión del acceso óptico y la informática de punta". Los dispositivos OLT integrarán capacidades informáticas y de almacenamiento más potentes y luego se transformarán en nodos de nube perimetral. Como resultado, las aplicaciones de baja latencia, como juegos en la nube, control industrial y otros servicios, pueden procesarse directamente en el borde de la red de acceso, reduciendo así la presión sobre el backhaul. Además, la operación y el mantenimiento inteligentes, que utilizan IA para predecir fallas de fibra y optimizar automáticamente la calidad de la red, pronto se convertirán en estándar para las redes PON.
¿Su comunidad o empresa utiliza actualmente GPON o EPON, o se ha actualizado a 10G PON? Durante el uso real, ¿la experiencia de ancho de banda y latencia que experimentó cumplió con sus expectativas? Bienvenido a compartir sus experiencias y opiniones en el área de comentarios. Si crees que este artículo es útil, dale me gusta y apóyalo.
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