Autor: Heming
Optika do kuće (FTTH)je vrsta pristupne tehnologije u kojoj se komunikacijski signali šalju iz centralne tačke direktno do kupaca putem optičkih kablova. U poređenju sa tradicionalnim pristupnim mrežama baziranim na bakrenoj-tehnologiji, FTTH nudi mnogo veći nivo propusnog opsega i brzine podataka, kao i mogućnost prijenosa podataka na mnogo veće udaljenosti.
Osim toga, zbog rasta računarstva u oblaku, usluga video streaminga, online igranja i pametnih kućnih uređaja, potreba za{0}}brzim širokopojasnim pristupom značajno raste. Tako je FTTH postao najšire korištena-tehnologija širom svijeta za implementaciju širokopojasnog pristupa sljedeće generacije.
Arhitektura vlakana do kuće: PON i AON
Danas se u FTTH mrežama koriste dvije arhitekture optičkih vlakana:
Pasivna optička mreža (PON)
Aktivna optička mreža (AON)
Glavna razlika između ove dvije arhitekture je u tome što PON mreže prenose podatke koristeći pasivne optičke razdjelnike, dok AON mreže koriste aktivnu elektroniku (kao što su Ethernet prekidači i ruteri) za pojačavanje i upravljanje signalima podataka. Ova dva tipa arhitekture pokazuju niz različitih karakteristika, prednosti, slabosti i slučajeva upotrebe.
Razumijevanje tehnologije optičkih vlakana
Da biste bolje razumjeli FTTH mreže, prvo se trebate upoznati s tehnologijom optičkih vlakana. Tehnologija optičkih vlakana koristi svjetlosne zrake koje putuju niz optički kabel kao medij za prijenos podataka. Optička vlakna mogu biti izrađena od stakla ili plastike, pružaju izuzetno nisko slabljenje i pružaju velike-kapacitetske mogućnosti prijenosa podataka – što ih čini poželjnim medijem za većinu modernih komunikacionih mreža.
Princip prijenosa:
Koriste se optička vlaknatotalna unutrašnja refleksijakao koncept prenosa. Prenos svjetlosti kroz jezgro vlakna kontinuirano reflektira svjetlost od jedne granice do druge, čime se osigurava da se signali mogu prenositi na veće udaljenosti uz minimalne gubitke.
Vrste vlakana:
Jednomodno vlakno (SMF)– Mali prečnik jezgra (8–10 µm), radi u jednom režimu propagacije. Nisko slabljenje i karakteristike prijenosa-na velike udaljenosti-širine propusnog opsega čine ovu vrstu vlakna vrlo pogodnim za aplikacije na velikim udaljenostima.
Više{0}}Vlakna (MMF)– Veći prečnik jezgra (50 µm ili 62,5 µm), podržava višestruke načine širenja zbog modalne disperzije. Više-optička vlakna se generalno koriste za aplikacije na kratkim{4}}razdaljinama.
Prijenos i prijenos signala:
Optički signali se prenose i primaju pomoću optičkih predajnika (laserskih dioda ili{0}}svjetlosnih dioda) koji pretvaraju električne signale u optičke signale. Na prijemnoj strani, optički signali se ponovo pretvaraju u električne signale pomoću fotodetektora.
Ključne mjere učinka:
Bandwidth– Maksimalna brzina prenosa podataka podržana vlaknom
Slabljenje– Gubitak signala u dB/km
Latencija– Vrijeme da signal putuje od pošiljaoca do primaoca
Pasivna optička mreža (PON)
PONje atačka{0}}do-više tačakapasivna mreža za pristup optičkim vlaknima koja ne zahtijeva elektronske aktivne uređaje između provajdera i krajnjih{0}}korisnika. U standardnoj PON konfiguraciji,OLT (optički linijski terminal)je pozicioniran u centralnom uredu, a OLT distribuira optički signal na višeOptičke mrežne jedinice (ONU)iliOptički mrežni terminali (ONT)preko pasivnih optičkih razdjelnika.
Kako funkcioniše PON sistem:
Upotreba PON sistemaVremenski{0}}Vremenski višestruki pristup (TDMA):
nizvodno:OLT emituje na sve ONU
Uzvodno:ONU-ovi emituju u dodijeljenim vremenskim slotovima
Ova arhitektura omogućava optimalnu upotrebu vlakana sa najmanjom količinom fizičkih biljaka.
Glavni PON standardi:
GPON (pasivna optička mreža s gigabitom{0}})– Definisano od strane ITU-T i široko korišteno
Brzina nizvodnog toka: 2,5 Gbps, brzina upstream: 1,25 Gbps
Odlična efikasnost inkapsulacije sa GEM
Napredni QoS za usluge glasa, videa i podataka
Prijave:Velike stambene zajednice, više-uslužne širokopojasne pristupne mreže
EPON (Ethernet pasivna optička mreža)– Standardizirano od strane IEEE, zasnovano na Ethernet{0}}u
Simetrično uzvodno i nizvodno: 1,0 Gbps (10G-EPON opciono)
Jednostavno upravljanje mrežom
Kompatibilan sa postojećim Ethernet mrežama
Prijave:Gradski i ruralni širokopojasni pristup, FTTH primjene{0}}osjetljive na troškove
Aktivna optička mreža (AON)
AnAONpruža atačka-do-tačkaarhitektura pristupa optičkim vlaknima od centralnog prekidača/rutera do svakog krajnjeg korisnika preko namenskog vlakna, sa 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:
Centralna kancelarija se povezuje direktno sa prostorom korisnika preko optičkog kabla
Svaki korisnik ima namjensko vlakno, pružajući jedinstveni propusni opseg i fleksibilnost
Može koristiti postojeću Ethernet infrastrukturu (DSL/FTTH)
Eliminiše dijeljene mreže → najveći propusni opseg, redundantnost i otpornost
Fiber Hook-Upajanja u P2P:
Ravni Patch Panel:Montiran u zidni prostor, višestruki konektori za vlakna
Ugaoni patch panel:Montira se na ulaznu tačku, fleksibilno postavljanje
Bright Patch Panel:Višestruki svjetlosni putevi, omogućava pristup sa više-tačaka
Cross Connect:Interkonekcija između mreža ili lokacija koje omogućavaju pristup zajedničkoj mreži
Ključne karakteristike:
Do 10 Gbps namjenskog propusnog opsega
Napredni QoS i upravljanje prometom
Jednostavna integracija sa postojećom Ethernet infrastrukturom
Uobičajene upotrebe:
Poslovni širokopojasni pristup
Uslužne aplikacije visokih{0}}performansi
WDM aktivna optička mreža (WDM AON)
sažetak:Dodjeljuje namjensku valnu dužinu za svakog korisnika na jednom vlaknu
Ključne karakteristike:
Maksimalna iskorištenost propusnog opsega
Namjenski propusni opseg po korisniku
Prijenos{0}}na daljinu bez dodatnih repetitora
Uobičajene upotrebe:
Velika preduzeća
Interkonekcije centara podataka
Mreže-mreže velikog{1}}kapaciteta na daljinu
Ključne komponente:
OLT:Obično je integrisan u Ethernet prekidač
ONU/ONT:Namjenski završetak vlakana
Prekidači/Ruteri:Prosljeđivanje signala, pojačanje, upravljanje mrežom
Prednosti:
Namjenski propusni opseg za svakog korisnika
Fleksibilno upravljanje mrežom i QoS kontrola
Podržava prijenos-na daljinu
Ograničenja:
Viši troškovi implementacije od PON-a
Povećana snaga i održavanje
Aktivni kvar uređaja može dovesti do gubitka usluge
Poređenje AON-a i PON-a
Arhitektura mreže:
PON: Tačka{0}}do-više tačaka putem pasivnih razdjelnika
AON: Tačka-na-tačka sa aktivnim prebacivanjem
Širina pojasa:
PON dijeli propusni opseg
AON pruža namjenski propusni opseg
Latencija:
PON: nizak, koristeći TDMA zakazivanje
AON: stabilan, osim ako aktivni uređaj pokvari
Udaljenost prijenosa:
PON: ~20 km
AON: prošireno putem aktivnog pojačanja
Troškovi i održavanje:
PON: niži CAPEX i OPEX
AON: veća cijena, ali bolje performanse
Dizajn i implementacija FTTH mreže
Dizajn mreže uključuje:
Planiranje i izbor topologije
Izbor opreme i planiranje kapaciteta
Postavljanje, instalacija i testiranje
Topologije:Zvijezda, Drvo, Prsten – svaki ima kompromis-između cijene i pouzdanosti
testiranje:OTDR test obavljen za svako vlakno kako bi se osigurala dugoročna-stabilnost
Zaključak
AON:Najbolje za preduzeća koja zahtijevaju visoku propusnost, nisko kašnjenje i namjenska uslužna okruženja
PON:Najbolje za velike-rezidencijalne FTTH implementacije koje zahtijevaju{1}}osjetljive mreže i pojednostavljene operacije
Za većinu urbanih FTTH implementacija,PONje najekonomičnije i skalabilnije rješenje.AONje poželjan za aplikacije kojima je potrebna zagarantovana propusnost i napredna kontrola usluge.
