Firmy telekomunikacyjne zaczęły poważnie traktować technologię światłowodową do domu (FTTH)
Technologie wspomagające rozwój sieci na całym świecie rozwijają się dynamicznie. Aktywne sieci optyczne (AON) i pasywne sieci optyczne (PON) to dwa główne systemy, które umożliwiają szerokopasmowe połączenia FTTH. Sieci PON, które zapewniają ekonomiczne rozwiązania, są powszechniejsze w większości wdrożeń FTTH. W tym artykule przedstawiono podstawowe zasady działania sieci PON, które obejmują głównie podstawowe komponenty i powiązane technologie, takie jak OLT, ONT, ONU i ODN.
Wyjaśnienie PON: Definicja, standardy i zalety
Pasywna sieć optyczna odnosi się do sieci światłowodowej wykorzystującej topologię punkt-wielopunkt i splittery optyczne do przesyłania danych z jednego punktu transmisyjnego do wielu punktów końcowych użytkowników. W przeciwieństwie do sieci AON, wielu klientów jest podłączonych do jednego transceivera za pomocą rozgałęzionego drzewa włókien i pasywnych splitterów/sprzęgaczy, działających wyłącznie w domenie optycznej i bez zasilania w architekturze PON. Istnieją dwa główne obecne standardy PON: Gigabit Passive Optical Network (GPON) i Ethernet Passive Optical Network (EPON). Ich struktury topologiczne są zasadniczo takie same. Jako pierwszy wybór w wielu scenariuszach wdrożeń FTTH, rozwiązanie PON oferuje szereg istotnych zalet:
Niższe zużycie energii
Mniej wymaganej przestrzeni
Większa przepustowość
Bezpieczeństwo wyższego poziomu
Łatwiejsza instalacja i rozbudowa
Niższe koszty operacyjne i zarządzania
Struktura i komponenty PON
W systemie gigabitowej pasywnej sieci optycznej (GEPON) znajduje się terminal linii optycznej (OLT) w centrali dostawcy usług oraz szereg jednostek sieci optycznej (ONU) lub terminali sieci optycznej (ONT) w pobliżu użytkowników końcowych, a także rozdzielacz optyczny (SPL). Dodatkowo, sieć dystrybucji optycznej (ODN) jest również wykorzystywana podczas transmisji między OLT a ONU/ONT.
Terminal linii optycznej (OLT)
OLT jest punktem wyjścia dla pasywnej sieci optycznej, która jest połączona z przełącznikiem rdzeniowym za pomocą kabli Ethernet. Podstawową funkcją OLT jest konwersja, ramkowanie i transmisja sygnałów dla sieci PON oraz koordynacja multipleksowania terminali sieci optycznej w celu współdzielonej transmisji w górę. Ogólnie rzecz biorąc, urządzenia OLT zawierają szafę rack, CSM (moduł sterowania i przełączania), ELM (moduł łącza EPON, karta PON), moduły zasilania redundantnego -48 V DC lub jeden moduł zasilania 110/220 V AC oraz wentylatory. W tych częściach karta PON i zasilacz obsługują funkcję hot-swap, podczas gdy wewnątrz wbudowany jest dodatkowy moduł. OLT ma dwa kierunki przepływu: upstream (pobieranie różnych typów danych i ruchu głosowego od użytkowników) i downstream (pobieranie danych, głosu i ruchu wideo z sieci miejskiej lub z sieci dalekiego zasięgu i wysyłanie go do wszystkich modułów ONT w sieci ODN). Maksymalna obsługiwana odległość transmisji przez sieć ODN wynosi 20 km.
Jednostka sieci optycznej (ONU) / Terminal sieci optycznej (ONT)
ONU konwertuje sygnały optyczne przesyłane światłowodami na sygnały elektryczne. Te sygnały elektryczne są następnie wysyłane do poszczególnych abonentów. Zasadniczo między ONU a lokalizacją użytkownika końcowego istnieje sieć odległościowa lub inna sieć dostępowa. Ponadto ONU może wysyłać, agregować i przetwarzać różne typy danych pochodzących od klienta i przesyłać je w górę do OLT. Przetwarzanie to proces, który optymalizuje i reorganizuje strumień danych, aby zapewnić jego bardziej wydajne dostarczanie. OLT obsługuje alokację pasma, która umożliwia płynne dostarczanie danych do OLT, zazwyczaj napływających od klienta w seriach. ONU można podłączyć różnymi metodami i typami kabli, takimi jak skrętka miedziana, kabel koncentryczny, światłowód lub Wi-Fi.
Urządzenia użytkownika końcowego mogą być również nazywane optycznymi terminalami sieciowymi (ONT). W rzeczywistości ONT to w istocie to samo co ONU. ONT to termin ITU-T, natomiast ONU to termin IEEE. Należą do różnych organizacji normalizacyjnych i oba odnoszą się do urządzeń po stronie użytkownika w systemie GEPON. W praktyce jednak istnieje niewielka różnica między ONT a ONU w zależności od ich lokalizacji.
Sieć dystrybucji optycznej (ODN)
ODN, integralna część systemu PON, zapewnia optyczne medium transmisyjne do fizycznego połączenia jednostek ONU z terminalami OLT o zasięgu 20 km lub większym. W ramach ODN współpracują ze sobą kable światłowodowe, złącza światłowodowe, pasywne splittery optyczne oraz elementy pomocnicze. ODN składa się z pięciu segmentów: światłowodu dosyłowego, punktu dystrybucji optycznej, światłowodu dystrybucyjnego, optycznego punktu dostępowego oraz światłowodu rozdzielczego. Światłowód dosyłowy rozpoczyna się w światłowodowej ramce dystrybucyjnej (ODF) w pomieszczeniu telekomunikacyjnym centrali i kończy w optycznym punkcie dystrybucyjnym, zapewniając zasięg na duże odległości. Światłowód dystrybucyjny biegnący od optycznego punktu dystrybucyjnego do optycznego punktu dostępowego rozprowadza światłowody na obszarach położonych wzdłuż niego. Światłowód rozdzielczy łączy optyczny punkt dostępowy z terminalami (ONT), zapewniając dopływ światłowodu do domów użytkowników. Ponadto ODN jest niezbędnym elementem transmisji danych PON, a jego jakość bezpośrednio wpływa na wydajność, niezawodność i skalowalność systemu PON.
Wniosek
OLT, ONU lub ONT oraz ODN to główne komponenty systemu GEPON, które są obecnie szeroko stosowane w aplikacjach FTTH. Zredukowana infrastruktura okablowania (brak elementów aktywnych) i elastyczna transmisja mediów sprawiają, że pasywne sieci optyczne są bardziej idealne do domowych aplikacji internetowych, głosowych i wideo. Ponadto pasywne sieci optyczne mogą być również stosowane na kampusach uniwersyteckich i w środowiskach biznesowych, zapewniając ekonomiczne rozwiązania. Wraz z ciągłym rozwojem technologii PON, potencjalne zastosowania również się rozszerzają.
Czas publikacji: 14 czerwca 2022 r.