Autor: Heming
Optika do kuće (FTTH)je vrsta pristupne tehnologije gdje se komunikacijski signali šalju iz središnje točke izravno do korisnika putem optičkih kabela. U usporedbi s tradicionalnim pristupnim mrežama temeljenim na bakrenoj-tehnologiji, FTTH nudi mnogo višu razinu propusnosti i brzine podataka, kao i mogućnost prijenosa podataka na mnogo veće udaljenosti.
Osim toga, zbog rasta računalstva u oblaku, usluga strujanja videa, igranja na mreži i pametnih kućnih uređaja, potreba za -brzim širokopojasnim pristupom značajno raste. Tako je FTTH postao najšire-korištena tehnologija diljem svijeta za sljedeće generacije širokopojasnih implementacija.
Fiber To The Home Architecture: PON i AON
Danas se u FTTH mrežama koriste dvije arhitekture optičkih vlakana:
Pasivna optička mreža (PON)
Aktivna optička mreža (AON)
Glavna razlika između dvije arhitekture je u tome što PON mreže prenose podatke pomoću pasivnih optičkih razdjelnika, dok AON mreže koriste aktivnu elektroniku (kao što su Ethernet preklopnici i usmjerivači) za pojačavanje i upravljanje podatkovnim signalima. Ove dvije vrste arhitekture pokazuju niz različitih karakteristika, snaga, slabosti i slučajeva uporabe.
Razumijevanje tehnologije optičkih vlakana
Da biste bolje razumjeli FTTH mreže, prvo biste se trebali upoznati s tehnologijom optičkih vlakana. Tehnologija optičkih vlakana koristi svjetlosne zrake koje putuju niz optički kabel kao nosivi medij za prijenos podataka. Optička vlakna mogu biti izrađena od stakla ili plastike, pružaju izuzetno nisko prigušenje i pružaju-mogućnosti prijenosa podataka visokog kapaciteta – što ih čini preferiranim medijem za većinu modernih komunikacijskih mreža.
Princip prijenosa:
Optička vlakna koristepotpuni unutarnji odrazkao koncept prijenosa. Prijenos svjetlosti kroz jezgru vlakna kontinuirano reflektira svjetlost od jedne granice do druge, čime se osigurava da se signali mogu prenijeti na veće udaljenosti uz minimalne gubitke.
Vrste vlakana:
Jednomodno vlakno (SMF)– Mali promjer jezgre (8–10 µm), radi u jednom načinu širenja. Karakteristike slabog prigušenja i velike -velike{4}}propusnosti prijenosa čine ovu vrstu vlakana vrlo prikladnom za aplikacije na velikim udaljenostima.
Više{0}}modna vlakna (MMF)– Veći promjer jezgre (50 µm ili 62,5 µm), podržava višestruke načine širenja zbog modalne disperzije. Više{3}}modna vlakna općenito se koriste za aplikacije na-kratkim udaljenostima.
Prijenos i prijem signala:
Optički signali se odašilju i primaju pomoću optičkih odašiljača (laserskih dioda ili svjetlo-dioda) koji pretvaraju električne signale u optičke signale. Na prijemnom kraju, optički signali se pretvaraju natrag u električne signale pomoću fotodetektora.
Ključne mjere uspješnosti:
Širina pojasa– Maksimalna brzina prijenosa podataka koju podržava vlakno
Prigušenje– Gubitak signala u dB/km
Latencija– Vrijeme potrebno za putovanje signala od pošiljatelja do primatelja
Pasivna optička mreža (PON)
PONje atočka-na-više točakapristupna mreža s pasivnim optičkim vlaknima koja ne zahtijeva elektroničke aktivne uređaje između davatelja i krajnjih-korisnika. U standardnoj PON konfiguraciji,OLT (optički linijski terminal)nalazi se u središnjem uredu, a OLT distribuira optički signal na višeJedinice optičke mreže (ONU)iliOptički mrežni terminali (ONT)putem pasivnih optičkih razdjelnika.
Kako funkcionira PON sustav:
PON sustavi koristeVremenski-višestruki pristup (TDMA):
Nizvodno:OLT emitira na sve ONU
Uzvodno:ONU-ovi prenose u dodijeljenim vremenskim odsječcima
Ova arhitektura omogućuje optimalnu upotrebu vlakana uz najmanju količinu fizičkog postrojenja.
Glavni PON standardi:
GPON (gigabitna-pasivna optička mreža)– Definirano od strane ITU-T i široko se koristi
Nizvodna brzina: 2,5 Gbps, Uzvodna brzina: 1,25 Gbps
Izvrsna učinkovitost enkapsulacije s GEM-om
Napredni QoS za glasovne, video i podatkovne usluge
Prijave:Velike stambene zajednice, multi-uslužne širokopojasne pristupne mreže
EPON (Ethernet pasivna optička mreža)– Standardizirano od strane IEEE, zasnovano-na Ethernetu
Simetrični uzvodno i nizvodno: 1,0 Gbps (10G-EPON izborno)
Jednostavno upravljanje mrežom
Kompatibilan s postojećim Ethernet mrežama
Prijave:Urbana i ruralna širokopojasna mreža, -cijenovno osjetljiva FTTH implementacija
Aktivna optička mreža (AON)
AnAONpruža atočka-na-točkaarhitektura pristupa vlaknima od središnjeg preklopnika/usmjerivača do svakog krajnjeg korisnika putem namjenskog vlakna, s ekskluzivnom propusnošću i fleksibilnom kontrolom usluge.
Općenito uključuje Ethernet tehnologiju, koja se lako integrira u postojeće LAN/WAN mreže
Može se postaviti kao samostalna mreža bez potrebe za PON-om
Fiber Point-to-Point (P2P) veza:
Središnji ured povezuje se izravno s prostorom korisnika putem vlakana
Svaki kupac ima namjensko vlakno koje pruža jedinstvenu propusnost i fleksibilnost
Može koristiti postojeću Ethernet infrastrukturu (DSL/FTTH)
Eliminira zajedničke mreže → najveća propusnost, redundantnost i otpornost
Fiber Hook-Ups u P2P:
Ravni patch panel:Postavljen unutar zidnog prostora, više konektora za vlakna
Kutna ploča za spajanje:Montira se na ulaznoj točki, fleksibilno postavljanje
Svijetla patch ploča:Više putanja svjetla, omogućuje pristup s više{0}}točaka
Unakrsna veza:Međusobno povezivanje između mreža ili lokacija koje omogućuju pristup zajedničkoj mreži
Ključne karakteristike:
Do 10 Gbps namjenske propusnosti
Napredni QoS i upravljanje prometom
Jednostavna integracija s postojećom Ethernet infrastrukturom
Uobičajene upotrebe:
Širokopojasni pristup za poduzeća
Uslužne-aplikacije visokih performansi
WDM aktivna optička mreža (WDM AON)
Sažetak:Dodjeljuje namjensku valnu duljinu za svakog korisnika na jednom vlaknu
Ključne karakteristike:
Maksimalno iskorištenje propusnosti
Namjenska propusnost po korisniku
Prijenos-na velike udaljenosti bez dodatnih repetitora
Uobičajene upotrebe:
Velika poduzeća
Interkonekcije podatkovnih centara
Pristupne mreže-velikog{1}}kapaciteta na velike udaljenosti
Ključne komponente:
OLT:Obično integriran u Ethernet preklopnik
ONU/ONT:Namjenski završetak vlakana
Prekidači/usmjerivači:Prosljeđivanje signala, pojačanje, upravljanje mrežom
Prednosti:
Namjenska propusnost za svakog korisnika
Fleksibilno upravljanje mrežom i kontrola QoS-a
Podržava prijenos-na velike udaljenosti
Ograničenja:
Viši trošak implementacije od PON-a
Povećana snaga i održavanje
Kvar aktivnog uređaja može dovesti do gubitka usluge
Usporedba AON-a i PON-a
Arhitektura mreže:
PON: Point-to-Multipoint putem pasivnih razdjelnika
AON: Point-to-Point s aktivnim prebacivanjem
Širina pojasa:
PON dijeli propusnost
AON osigurava namjensku propusnost
Latencija:
PON: nizak, korištenje TDMA raspoređivanja
AON: stabilan, osim ako aktivni uređaj ne otkaže
Udaljenost prijenosa:
PON: ~20 km
AON: proširen putem aktivnog pojačanja
Cijena i održavanje:
PON: niži CAPEX i OPEX
AON: viši trošak, ali bolje performanse
Dizajn i implementacija FTTH mreže
Dizajn mreže uključuje:
Planiranje i izbor topologije
Odabir opreme i planiranje kapaciteta
Implementacija, instalacija i testiranje
Topologije:Zvijezda, stablo, prsten – svaki ima kompromis-između cijene i pouzdanosti
Testiranje:OTDR test izveden za svako vlakno kako bi se osigurala-dugoročna stabilnost
Zaključak
AON:Najbolje za poduzeća koja zahtijevaju veliku propusnost, nisku latenciju i namjenska servisna okruženja
PON:Najbolje za velike-rezidencijalne FTTH implementacije koje zahtijevaju-osjetljive mreže i pojednostavljene operacije
Za većinu urbanih FTTH implementacija,PONje najekonomičnije i skalabilnije rješenje.AONpreferira se za aplikacije kojima je potrebna zajamčena propusnost i napredna kontrola usluge.
