운영자 장비실에서는 일련의 OLT 장치 표시등이 리드미컬하게 깜박이는 반면, -20km 떨어진 가정과 기업의 현재 약한 캐비닛 내부에서는 광섬유 변환, 라우팅 및 스위칭, 무선 적용 범위, 음성 전송, 텔레비전 신호 분배를 통합하는 장치가 조용히 작동하여 기가비트 대역폭을 모든 가족 구성원이 필요로 하는 네트워크 서비스로 분할합니다.
선전에 있는 광대역 통신업체의 기술 감독자인 엔지니어 Li는 매주 이러한 장치 수십 대를 처리합니다. 그는 흰색 직사각형 장치를 가리키며 다음과 같이 말합니다.
"오늘날의 광 모뎀은 5년 전과 완전히 다릅니다. 이전에는 단순한 '광-대-전기' 변환 상자였습니다. 이제 이-광섬유 입력을 보세요. 기가비트 유선 연결, 무선 Wi{5}}Fi, 고화질 TV 및 두 개의 전화선을 동시에 출력합니다. 하나의 장치가 모든 액세스 문제를 해결합니다."
01 기술 융합: 최신 XPON ONU의 핵심 구성
광섬유 액세스 네트워크는 단일{0}}기능에서 다중{1}}서비스 통합으로 엄청난 변화를 겪고 있습니다. 광섬유-에서-홈(FTTH) 배포 초기에 사용자는 종종 광 모뎀, 라우터, 전화 게이트웨이, TV 신호 변환기 등 일련의 장치를 접하게 되었습니다.
이러한 장치는 공간을 차지할 뿐만 아니라 설치 복잡성과 잠재적인 오류 지점도 증가시켰습니다. 다기능 XPON ONU의 출현은 이러한 문제점을 해결합니다.
XPON은 GPON과 EPON의 총칭입니다. ITU-T G.984 표준 시리즈를 기반으로 하는 GPON은 다운스트림 2.5Gbps 및 업스트림 1.25Gbps의 비대칭 전송 기능을 제공하며 최대 1:128의 분할 비율과 20km의 적용 범위를 지원합니다.
이 기술은 다기능 ONU에 충분한 대역폭 기반을 제공하여 초고속 인터넷, 고화질 비디오, 음성 통신과 같은 다양한 서비스를 동시에 전달할 수 있도록 합니다.-
4개의 기가비트 이더넷 포트, 2개의 기존 전화 인터페이스, CATV RF 출력 및 WiFi5 무선 기능을 갖춘 통합 ONU는 "트리플{3}}플레이" 서비스를 홍보하는 사업자가 선호하는 단말기 형태가 되었습니다.
02 장치 사양의 전체 개요: 다기능 XPON ONU의 하드웨어 청사진
이러한 다기능 장치가 어떻게 작동하는지 이해하려면 먼저 하드웨어 아키텍처와 인터페이스 구성을 분석해야 합니다. 전형적인4GE CATV 포트 WiFi5 ONU고집적 칩셋 솔루션을 채택하여 소형 섀시 내에 여러 기능 모듈을 수용합니다.
장치의 후면 패널에는 일반적으로 다음과 같은 주요 인터페이스가 포함됩니다. WDM(파장 분할 다중화) 기술을 활용하는 SC/APC 광섬유 입력 포트 1개; 10/100/1000M 자동 감지 이더넷 포트 4개- 2개의 RJ11 전화 인터페이스; CATV RF 출력 포트 1개(F-형 커넥터).
내부 아키텍처 관점에서 볼 때 장치의 핵심은 프로토콜 변환, 패킷 처리 및 시스템 관리를 담당하는 기본 제어 칩입니다. GPON 모듈은 ITU-T G.984.x 표준을 준수하여 광--전기 변환 및 프로토콜 처리를 처리합니다.
4개의 기가비트 이더넷 포트는 스위치 칩을 통해 연결되어 VLAN 파티셔닝, 포트 격리, 트래픽 제어와 같은 레이어 2 기능을 지원합니다. 음성 모듈은 IP 음성 신호를 아날로그 전화 신호로 변환하기 위해 SIP 또는 MGCP 프로토콜을 지원하는 POTS 인터페이스를 제공합니다.
CATV 모듈은 독립적인 광검출기를 통해 1550nm 파장의 텔레비전 신호를 수신한 후 증폭 및 필터링된 후 RF 신호로 출력됩니다. 802.11ac 표준을 기반으로 하는 WiFi5 모듈은 5GHz 주파수 대역에서 무선 범위를 제공합니다.
이러한 모듈은 서로 협력하여 단일-파이버 입력 및 다중{1}}서비스 출력의 고도로 통합된 설계를 달성합니다.
03 대역폭 할당의 기술: 네 가지 유형의 서비스에 대한 지능형 전달 메커니즘
다기능 ONU의 가장 큰 과제는 다양한 유형의 트래픽에 대한 서비스 품질을 보장하기 위해 제한된 업링크 대역폭을 합리적으로 할당하는 방법입니다. 여기서 DBA(동적 대역폭 할당) 기술이 활용됩니다.
GPON 시스템에서 다운스트림 방향은 OLT에서 보낸 데이터가 모든 ONU에 의해 수신되지만 LLID와 일치하는 ONU만이 이를 처리하는 브로드캐스트 방법을 사용합니다. 업스트림 방향은 TDMA(Time Division Multiple Access)를 사용하며 각 ONU는 지정된 시간 창에서 데이터를 전송합니다.
다기능 ONU는 트래픽 흐름 분류 및 우선순위 태깅을 통해 중요한 트래픽에 대한 서비스 품질을 보장합니다. 장치는 일반적으로 트래픽을 몇 가지 고정된 우선순위 수준으로 분류합니다. 즉, 음성 트래픽이 가장 높은 우선순위를 가지며 CATV 비디오 스트림, 인터넷 데이터, 마지막으로 관리 신호가 그 뒤를 따릅니다.
특히 대역폭 할당과 관련하여 전체 업링크 대역폭이 완전히 활용되는 경우에도 시스템은 음성 트래픽을 위해 최소 64Kbps의 전용 채널을 예약하여 통화가 데이터 다운로드의 영향을 받지 않도록 합니다. 비디오 트래픽은 멀티캐스트 기술과 IGMP 스누핑을 통해 최적화되어 업링크 대역폭을 차지하는 동일한 콘텐츠의 여러 복사본을 방지합니다.
유선 네트워크의 확장인 WiFi5 무선 모듈은 내부 스케줄링에서도 우선 순위 원칙을 따릅니다. 802.11ac 표준의 MU-MIMO 기술을 사용하면 ONU가 여러 무선 클라이언트에 동시에 데이터를 전송할 수 있어 무선 스펙트럼 활용도가 향상됩니다.
04 애플리케이션 시나리오 탐색: 가정에서 중소기업까지 포괄적인 적용 범위
이러한 다기능 ONU의 설계는 일반 가정에서 소규모 기업 및 상점에 이르기까지 유용성을 찾을 수 있는 광범위한 애플리케이션 시나리오를 고려합니다.
가정 환경에서는 하나의 장치로 모든 네트워크 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 광섬유 액세스 후 4개의 기가비트 이더넷 포트를 스마트 TV, 게임 콘솔, NAS 스토리지 및 컴퓨터에 각각 연결할 수 있습니다. WiFi5 무선 네트워크는 집 전체를 포괄하며 동시에 원활한 인터넷 액세스를 위해 여러 스마트폰과 태블릿을 지원합니다. CATV 출력은 HD TV 채널 시청을 위해 TV 셋톱박스에 연결됩니다.- 두 개의 전화 인터페이스는 유선 전화와 팩스 기계에 사용될 수 있습니다.
소규모 비즈니스 시나리오에서는 스위치를 통해 장치의 유선 포트를 확장하여 더 많은 사무실 컴퓨터와 네트워크 장비를 연결할 수 있습니다. VLAN 기능을 통해 기업은 다양한 부서의 네트워크 영역을 분할할 수 있으며 포트 격리를 통해 내부 네트워크 보안이 강화됩니다.
음성 기능은{0}}기업을 위한 저렴한 내부 전화 시스템을 제공하는 반면, CATV 인터페이스는 금융 뉴스나 모니터링 채널에 액세스해야 하는 장소에서 여전히 실용적입니다. WiFi5 무선 네트워크는 사무실 공간 내 모바일 오피스 요구 사항을 충족합니다.
호텔 및 학생 아파트와 같은 멀티{0}테넌트 환경의 경우 운영자는 TR-069 원격 관리 플랫폼을 통해 중앙에서 많은 수의 ONU를 구성하여 일괄 서비스 활성화 및 오류 진단을 지원하고 운영 및 유지 관리 비용을 크게 절감할 수 있습니다.
05 기술 선택 시 고려 사항: 오늘날의 무선 환경에서 WiFi5의 포지셔닝
WiFi6 및 심지어 WiFi7도 점차 대중화됨에 따라 다기능 ONU에서 WiFi5 모듈을 계속 선택하는 것은 실용적인 제품 포지셔닝 및 시장 고려 사항을 기반으로 합니다.
802.11ac 표준을 기반으로 하는 WiFi5는 5GHz 주파수 대역에 초점을 맞춰 256-QAM 변조를 통해 이론상 최대 3.5Gbps의 속도와 최대 채널 폭 160MHz를 달성합니다. 대부분의 가정용 애플리케이션 시나리오에서는 이 성능으로 이미 충분합니다.
WiFi6에 비해 WiFi5의 가장 큰 단점은 OFDMA 기술이 부족하고 업링크 및 다운링크 MU{2}}MIMO에 대한 포괄적인 지원이 부족하다는 것입니다. 즉, 여러 장치를 동시에 연결할 때 WiFi5의 네트워크 효율성과 대기 시간 성능이 WiFi6보다 떨어집니다.
WiFi5를 다기능 ONU에 통합하는 것은 비용-성능 균형을 위한 선택입니다. 예산에 민감한-대규모-운영자 조달의 경우 WiFi5 모듈의 성숙도와 비용 효율성이 여전히 매력적입니다.-
실제 배치에서 이러한 ONU의 무선 기능은 종종 "기본 적용 범위"로 위치합니다. 사용자의 무선 수요가 더 높은 경우 이더넷 포트를 통해 보다 전문적인 WiFi6 또는 메시 라우터를 연결할 수 있습니다. 이 계층형 설계는 네트워크 업그레이드에 대한 유연성을 유지하면서 터미널 비용을 제어합니다.
일부 고급 ONU가-WiFi6 모듈을 통합하기 시작했지만 이에 따라 가격이 더 높다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 향후 WiFi6 칩 가격이 하락함에 따라 더 많은 다기능 ONU가 무선 표준을 업그레이드할 것으로 예상됩니다.
광섬유 액세스의 지속적인 대중화와 함께 이 다기능 XPON ONU는 운영자 단말 장비의 형태를 조용히 재편하고 있습니다. 통신사업자 창고에는 다양한 모델의 광모뎀이 가지런히 쌓여 있고, 4GE, CATV, POTS, WiFi5 등을 결합한 통합기기들이 점점 더 많은 공간을 차지하고 있다.
이러한 기기는 기술의 결정체일 뿐만 아니라 비즈니스 전략의 구현이기도 합니다.-운영자는 단일 단말기를 통해 사용자를 위해 여러 서비스를 제공하고 사용자는 원스톱 솔루션의 편리함을 누릴 수 있습니다.-
