Autor: Heming
Fiber to the Home (FTTH)je typ přístupové technologie, kde jsou komunikační signály odesílány z centrálního bodu přímo k zákazníkům pomocí optických kabelů. Ve srovnání s tradičními přístupovými sítěmi založenými na metalické technologii- nabízí FTTH mnohem vyšší úroveň šířky pásma a datové rychlosti a také schopnost přenášet data na mnohem delší vzdálenosti.
Vzhledem k rozmachu cloud computingu, služeb streamování videa, online hraní her a zařízení pro chytrou domácnost navíc výrazně roste potřeba vysokorychlostního{0}} širokopásmového přístupu. FTTH se tak stalo celosvětově nejrozšířenější-technologií pro širokopásmové nasazení nové generace.
Architektura Fiber To The Home: PON a AON
V sítích FTTH se dnes používají dvě architektury optických vláken:
Pasivní optická síť (PON)
Aktivní optická síť (AON)
Hlavní rozdíl mezi těmito dvěma architekturami je v tom, že sítě PON přenášejí data pomocí pasivních optických rozbočovačů, zatímco sítě AON používají aktivní elektroniku (jako jsou ethernetové přepínače a směrovače) k zesílení a správě datových signálů. Tyto dva typy architektury vykazují řadu různých charakteristik, silných a slabých stránek a případů použití.
Pochopení technologie vláknové optiky
Abyste lépe porozuměli sítím FTTH, měli byste se nejprve seznámit s technologií optických vláken. Technologie optických vláken využívá jako nosné médium pro přenos dat světelné paprsky, které putují po optickém kabelu. Optická vlákna mohou být vyrobena ze skla nebo plastu, poskytují extrémně nízký útlum a poskytují vysokokapacitní{2}}kapacitní přenos dat, což z nich dělá preferované médium pro většinu moderních komunikačních sítí.
Princip přenosu:
Využití optických vlákentotální vnitřní odrazjako koncept přenosu. Propustnost světla jádrem vlákna nepřetržitě odráží světlo od jedné hranice k druhé, čímž je zajištěno, že signály mohou být přenášeny na delší vzdálenosti s minimálními ztrátami.
Typy vláken:
Jednorežimové vlákno (SMF)– Malý průměr jádra (8–10 µm), pracuje v jednom režimu šíření. Nízký útlum a charakteristiky přenosu na velkou -vysokou vzdálenost- na velkou šířku pásma činí tento typ vlákna velmi vhodným pro aplikace na dlouhé vzdálenosti.
Více{0}}režimové vlákno (MMF)– Větší průměr jádra (50 µm nebo 62,5 µm), podporuje více režimů šíření díky modální disperzi. Více-režimové vlákno se obecně používá pro aplikace na krátké-vzdálenosti.
Přenos a příjem signálu:
Optické signály jsou přenášeny a přijímány pomocí optických vysílačů (laserové diody nebo světelné -diody), které převádějí elektrické signály na optické signály. Na přijímacím konci jsou optické signály převedeny zpět na elektrické signály pomocí fotodetektorů.
Klíčová měřítka výkonu:
Šířka pásma– Maximální přenosová rychlost podporovaná vláknem
Útlum– Ztráta signálu v dB/km
Latence– Čas, kdy signál přejde od odesílatele k přijímači
Pasivní optická síť (PON)
PONje abod-k-vícebodupasivní přístupová síť z optických vláken, která nevyžaduje elektronická aktivní zařízení mezi poskytovatelem a koncovými-uživateli. Ve standardní konfiguraci PON jeOLT (Optical Line Terminal)je umístěn v ústředně a OLT distribuuje optický signál do víceOptické síťové jednotky (ONU)neboOptické síťové terminály (ONT)přes pasivní optické rozbočovače.
Jak systém PON funguje:
Použití PON systémůTime{0}}Division Multiple Access (TDMA):
Po proudu:OLT vysílá do všech ONU
Proti proudu:ONU vysílají v přidělených časových slotech
Tato architektura poskytuje optimální využití vlákniny s nejmenším množstvím fyzické rostliny.
Hlavní standardy PON:
GPON (pasivní optická síť s podporou Gigabit{0}})– Definováno ITU-T a široce používáno
Rychlost stahování: 2,5 Gbps, rychlost odesílání: 1,25 Gbps
Vynikající účinnost zapouzdření s GEM
Pokročilá QoS pro hlasové, video a datové služby
Aplikace:Velké obytné komunity, multi{0}}služby širokopásmových přístupových sítí
EPON (Ethernet Passive Optical Network)– Standardizováno IEEE na bázi Ethernetu-
Symetrické upstream a downstream: 1,0 Gbps (10G-EPON volitelně)
Jednoduchá správa sítě
Kompatibilní se stávajícími sítěmi Ethernet
Aplikace:Městské a venkovské širokopásmové připojení, nasazení FTTH{0}}citlivé na náklady
Aktivní optická síť (AON)
AnAONposkytuje abod-k-boduvláknová přístupová architektura od centrálního přepínače/routeru ke každému koncovému uživateli přes vyhrazené vlákno, s exkluzivní šířkou pásma a flexibilním řízením služeb.
Obecně zahrnuje technologii Ethernet, snadno integrovatelnou do stávajících sítí LAN/WAN
Lze nasadit jako samostatnou síť bez nutnosti PON
Připojení Fiber Point-to{1}}Point (P2P):
Centrální kancelář se připojuje přímo k objektu zákazníka pomocí optického vlákna
Každý zákazník má vyhrazené vlákno, které poskytuje jedinečnou šířku pásma a flexibilitu
Může používat stávající ethernetovou infrastrukturu (DSL/FTTH)
Eliminuje sdílené sítě → nejvyšší šířka pásma, redundance a odolnost
Fiber Hook-Výhody v P2P:
Plochý patch panel:Namontované ve stěně, více konektorů pro vlákna
Úhlový propojovací panel:Namontované na vstupním bodě, flexibilní umístění
Světlý patch panel:Více světelných cest umožňuje více{0}}bodový přístup
Cross Connect:Propojení mezi sítěmi nebo místy poskytujícími přístup ke společné síti
Klíčové vlastnosti:
Vyhrazená šířka pásma až 10 Gbps
Pokročilá QoS a správa provozu
Snadná integrace se stávající ethernetovou infrastrukturou
Běžná použití:
Podnikový širokopásmový přístup
Vysoce{0}}výkonné servisní aplikace
WDM Active Optical Network (WDM AON)
Shrnutí:Přiřadí vyhrazenou vlnovou délku pro každého uživatele na jednom vláknu
Klíčové vlastnosti:
Maximální využití šířky pásma
Vyhrazená šířka pásma na uživatele
Přenos na dlouhé{0}}vzdálenosti bez dalších opakovačů
Běžná použití:
Velké podniky
Propojení datových center
Dálkové-vysokokapacitní{1}}přístupové sítě
Klíčové komponenty:
OLT:Obvykle integrováno do ethernetového přepínače
ONU/ONT:Speciální zakončení vlákna
Přepínače/směrovače:Předávání signálu, zesílení, správa sítě
výhody:
Vyhrazená šířka pásma pro každého uživatele
Flexibilní správa sítě a kontrola QoS
Podporuje přenos na dlouhé{0}}vzdálenosti
Omezení:
Vyšší náklady na nasazení než PON
Zvýšený výkon a údržba
Selhání aktivního zařízení může vést ke ztrátě služby
Porovnání AON vs. PON
Síťová architektura:
PON: Ukažte-na{1}}multipoint přes pasivní rozdělovače
AON: Bod-k{1}}bodu s aktivním přepínáním
šířka pásma:
PON sdílí šířku pásma
AON poskytuje vyhrazenou šířku pásma
Latence:
PON: nízký, používá plánování TDMA
AON: stabilní, pokud aktivní zařízení selže
Přenosová vzdálenost:
PON: ~20 km
AON: rozšířeno prostřednictvím aktivního zesílení
Cena a údržba:
PON: nižší CAPEX a OPEX
AON: vyšší cena, ale lepší výkon
Návrh a nasazení sítě FTTH
Návrh sítě zahrnuje:
Plánování a výběr topologie
Výběr zařízení a plánování kapacity
Nasazení, instalace a testování
Topologie:Hvězda, strom, prsten – každý má kompromisy- mezi cenou a spolehlivostí
Testování:Pro každé vlákno byl proveden test OTDR, aby byla zajištěna-dlouhodobá stabilita
Závěr
AON:Nejlepší pro podniky vyžadující velkou šířku pásma, nízkou latenci a vyhrazená servisní prostředí
PON:Nejlepší pro-rozsáhlá rezidenční nasazení FTTH vyžadující sítě citlivé na náklady- a zjednodušené operace
Pro většinu městských nasazení FTTH,PONje nejekonomičtější a škálovatelné řešení.AONje preferován pro aplikace vyžadující zaručenou šířku pásma a pokročilé řízení služeb.
