Autor: Heming
Fibră până la domiciliu (FTTH)este un tip de tehnologie de acces în care semnalele de comunicație sunt trimise dintr-un punct central direct către clienți prin cabluri de fibră optică. În comparație cu rețelele tradiționale de acces bazate pe tehnologie bazată pe-cupru, FTTH oferă un nivel mult mai ridicat de lățime de bandă și viteză a datelor, precum și capacitatea de a transmite date pe distanțe mult mai mari.
În plus, datorită creșterii cloud computingului, a serviciilor de streaming video, a jocurilor online și a dispozitivelor inteligente pentru casă, nevoia de acces în bandă largă de mare-viteză a crescut semnificativ. Astfel, FTTH a devenit cea mai utilizată-tehnologie la nivel mondial pentru implementările de bandă largă de următoarea generație.
Arhitectura Fiber To The Home: PON și AON
Două arhitecturi de fibră optică sunt folosite astăzi în rețelele FTTH:
Rețea optică pasivă (PON)
Rețea optică activă (AON)
Principala diferență dintre cele două arhitecturi este că rețelele PON transmit date folosind splittere optice pasive, în timp ce rețelele AON folosesc electronice active (cum ar fi comutatoarele și routerele Ethernet) pentru a amplifica și gestiona semnalele de date. Aceste două tipuri de arhitectură prezintă o serie de caracteristici, puncte forte, puncte slabe și cazuri de utilizare diferite.
Înțelegerea tehnologiei fibrei optice
Pentru a înțelege mai bine rețelele FTTH, ar trebui mai întâi să vă familiarizați cu tehnologia fibrei optice. Tehnologia cu fibră optică folosește fascicule de lumină care parcurg un cablu de fibră optică ca mijloc de transport pentru transportul de date. Fibrele optice pot fi construite fie din sticlă, fie din plastic, oferă o atenuare extrem de scăzută și oferă capacități de transmisie de date de-capacitate mare – făcându-le mediul preferat pentru majoritatea rețelelor de comunicații moderne.
Principiul transmisiei:
Se folosesc fibre opticereflexie internă totalăca concept de transmisie. Transmiterea luminii prin miezul fibrei reflectă continuu lumina de la o limită la alta, asigurând astfel că semnalele pot fi transmise pe distanțe mai mari cu pierderi minime.
Tipuri de fibre:
Fibră monomod (SMF)– Diametru mic de miez (8–10 µm), funcționează într-un singur mod de propagare. Caracteristicile de transmisie cu atenuare scăzută și-la distanță mare-de lățime de bandă fac ca acest tip de fibră să fie foarte potrivit pentru aplicații pe distanțe lungi.
Fibră multi-mode (MMF)– Diametrul miezului mai mare (50 µm sau 62,5 µm), acceptă mai multe moduri de propagare datorită dispersiei modale. Fibra multi-mod este utilizată în general pentru aplicații pe distanțe scurte{-.
Transmisia și recepția semnalului:
Semnalele optice sunt transmise și recepționate folosind transmițătoare optice (diode laser sau diode-emițătoare de lumină) care convertesc semnalele electrice în semnale optice. La capătul de recepție, semnalele optice sunt convertite înapoi în semnale electrice cu ajutorul fotodetectorilor.
Măsuri cheie de performanță:
Lățimea de bandă– Rata maximă de date suportată de o fibră
Atenuare– Pierderea semnalului în dB/km
Latența– Timpul pentru ca un semnal să circule de la emițător la receptor
Rețea optică pasivă (PON)
PONeste opunct-la-multipunctrețea pasivă de acces prin fibră optică care nu necesită dispozitive electronice active între furnizor și utilizatorii{0}}finali. Într-o configurație PON standard,OLT (terminal de linie optică)este poziționat la sediul central, iar OLT distribuie semnalul optic către multipleUnități de rețea optică (ONU)sauTerminale de rețea optică (ONT)prin splitere optice pasive.
Cum funcționează sistemul PON:
Utilizarea sistemelor PONAcces multiplu-diviziune în timp (TDMA):
în aval:OLT transmite tuturor ONU-urilor
în amonte:ONU-urile transmit în intervale de timp alocate
Această arhitectură asigură utilizarea optimă a fibrei cu cea mai mică cantitate de plantă fizică.
Standarde PON majore:
GPON (rețea optică pasivă compatibilă Gigabit-)– Definit de ITU-T și utilizat pe scară largă
Rată în aval: 2,5 Gbps, Rată în amonte: 1,25 Gbps
Eficiență excelentă de încapsulare cu GEM
QoS avansat pentru servicii de voce, video și date
Aplicatii:Comunități rezidențiale mari, rețele de acces în bandă largă cu mai multe servicii-
EPON (rețea optică pasivă Ethernet)– Standardizat de IEEE, bazat pe Ethernet-
Simetric în amonte și în aval: 1,0 Gbps (10G-EPON opțional)
Administrare simplă a rețelei
Compatibil cu rețelele Ethernet existente
Aplicatii:În bandă largă urbană și rurală, implementări FTTH{0}}sensibile la costuri
Rețea optică activă (AON)
UnAONprevede apunct-la-punctArhitectură de acces prin fibră de la un comutator/router central către fiecare utilizator final prin fibră dedicată, cu lățime de bandă exclusivă și control flexibil al serviciilor.
În general, include tehnologia Ethernet, ușor de integrat în rețelele LAN/WAN existente
Poate fi implementat ca o rețea autonomă fără a necesita un PON
Conexiune Fibr Point-la-Point (P2P):
Biroul central se conectează direct la sediul clientului prin fibră
Fiecare client are o fibră dedicată, oferind lățime de bandă și flexibilitate unice
Poate utiliza infrastructura Ethernet existentă (DSL/FTTH)
Elimină rețelele partajate → cea mai mare lățime de bandă, redundanță și rezistență
Conectări-fibră în P2P:
Panou plat de corecție:Montat în spațiul de perete, mai mulți conectori de fibră
Panou de corecție unghiular:Montat la punctul de intrare, plasare flexibilă
Panou de corecție luminos:Căi luminoase multiple, permite accesul în mai multe-puncte
Cross Connect:Interconexiune între rețele sau locații care oferă acces la o rețea comună
Caracteristici cheie:
Până la 10 Gbps lățime de bandă dedicată
QoS avansat și management al traficului
Integrare ușoară cu infrastructura Ethernet existentă
Utilizări comune:
Acces în bandă largă pentru întreprinderi
Aplicații de serviciu-de înaltă performanță
Rețea optică activă WDM (WDM AON)
Rezumat:Atribuie o lungime de undă dedicată fiecărui utilizator pe o singură fibră
Caracteristici cheie:
Utilizarea maximă a lățimii de bandă
Lățime de bandă dedicată pentru fiecare utilizator
Transmisie-pe distanțe lungi fără repetoare suplimentare
Utilizări comune:
Întreprinderi mari
Interconexiunile centrelor de date
Rețele de acces de mare-distanță-largă
Componente cheie:
OLT:De obicei integrat în comutatorul Ethernet
ONU/ONT:Terminare dedicată pentru fibră
Comutatoare/Routere:Redirecționarea semnalului, amplificarea, gestionarea rețelei
Avantaje:
Lățime de bandă dedicată fiecărui utilizator
Gestionare flexibilă a rețelei și control QoS
Acceptă transmisia-pe distanțe lungi
Limitări:
Cost de implementare mai mare decât PON
Putere și întreținere crescute
Defecțiunea dispozitivului activ poate duce la pierderea serviciului
Comparație AON vs. PON
Arhitectura de rețea:
PON: Îndreptați-la-Multipunct prin divizoare pasive
AON: Punct-la-Punct cu comutare activă
Lățime de bandă:
PON partajează lățimea de bandă
AON oferă lățime de bandă dedicată
Latență:
PON: scăzut, folosind programarea TDMA
AON: stabil, cu excepția cazului în care un dispozitiv activ eșuează
Distanța de transmisie:
PON: ~20 km
AON: extins prin amplificare activă
Cost și întreținere:
PON: CAPEX și OPEX mai mici
AON: cost mai mare, dar performanță mai bună
Proiectarea și implementarea rețelei FTTH
Designul rețelei include:
Planificarea si selectia topologiei
Selectarea echipamentelor și planificarea capacității
Implementare, instalare și testare
Topologii:Steaua, Arborele, Inelul – fiecare are compromis-între cost și fiabilitate
Testare:Testul OTDR efectuat pentru fiecare fibră pentru a asigura stabilitatea-pe termen lung
Concluzie
AON:Cel mai bun pentru întreprinderile care necesită lățime de bandă mare, latență redusă și medii de servicii dedicate
PON:Cel mai bun pentru implementări FTTH rezidențiale la scară largă-care necesită rețele sensibile la cost-și operațiuni simplificate
Pentru majoritatea implementărilor FTTH urbane,PONeste cea mai economică și scalabilă soluție.AONeste preferat pentru aplicațiile care au nevoie de lățime de bandă garantată și control avansat al serviciilor.
