Televiestintäyritykset ovat alkaneet ottaa kuitu kotiin (FTTH) -teknologian vakavasti.
Teknologioiden nopea kehitys ympäri maailmaa on mahdollistanut. Aktiiviset optiset verkot (AON) ja passiiviset optiset verkot (PON) ovat kaksi tärkeintä järjestelmää, jotka mahdollistavat FTTH-laajakaistayhteydet. Kustannustehokkaita ratkaisuja tarjoavat PON-verkot ovat yleisempiä useimmissa FTTH-käyttöönotoissa. Tässä artikkelissa esitellään PON-verkkojen perusasiat, jotka kattavat pääasiassa peruskomponentit ja niihin liittyvät teknologiat, kuten OLT, ONT, ONU ja ODN.
PON selitettynä: Määritelmä, standardit ja edut
Passiivinen optinen verkko viittaa kuituoptiseen verkkoon, joka hyödyntää pisteestä monipisteeseen -topologiaa ja optisia jakajia datan toimittamiseen yhdestä lähetyspisteestä useille käyttäjien päätepisteille. Toisin kuin AON:ssa, useat asiakkaat on yhdistetty yhteen lähetin-vastaanottimeen haarautuvan kuitupuun ja passiivisten jakaja-/yhdistinyksiköiden avulla, jotka toimivat kokonaan optisella alueella ja ilman virtaa PON-arkkitehtuurissa. Nykyään on kaksi pääasiallista PON-standardia: Gigabit Passive Optical Network (GPON) ja Ethernet Passive Optical Network (EPON). Niiden topologiarakenteet ovat periaatteessa samat. PON-ratkaisulla on useita merkittäviä etuja, koska se on ensisijainen valinta monissa FTTH-käyttöönottotilanteissa:
Alhaisempi virrankulutus
Vähemmän tarvittavaa tilaa
Suurempi kaistanleveys
Korkeamman tason suojaus
Helpompi asentaa ja laajentaa
Alennetut käyttö- ja hallintakustannukset
PON-rakenteen ja komponenttien
Gigabit Ethernet Passive Optical Network (GEPON) -järjestelmässä on palveluntarjoajan keskustoimistossa optinen linjapääte (OLT) ja loppukäyttäjien lähellä useita optisia verkkoyksiköitä (ONU) tai optisia verkkopäätteitä (ONT) sekä optinen jakaja (SPL). Lisäksi optista jakeluverkkoa (ODN) käytetään myös OLT:n ja ONU/ONT:n välisen tiedonsiirron aikana.
Optinen linjapääte (OLT)
OLT on passiivisen optisen verkon lähtökohta, joka on kytketty ydinkytkimeen Ethernet-kaapeleilla. OLT:n ensisijainen tehtävä on muuntaa, kehystää ja lähettää signaaleja PON-verkolle sekä koordinoida optisen verkon päätelaitteita, jotka multipleksoivat jaettua ylävirran lähetystä varten. Yleensä OLT-laitteet sisältävät telineen, CSM:n (ohjaus- ja kytkinmoduuli), ELM:n (EPON-linkkimoduuli, PON-kortti), redundanssisuojauksen -48 V DC -virtalähdemoduulit tai yhden 110/220 V AC -virtalähdemoduulin ja tuulettimet. Näissä osissa PON-kortti ja virtalähde tukevat hot-swapia, kun taas toinen moduuli on sisäänrakennettu. OLT:lla on kaksi kelluvaa suuntaa: ylävirta (käyttäjiltä tulevan erityyppisen datan ja ääniliikenteen vastaanottaminen) ja alavirta (datan, ääni- ja videoliikenteen vastaanottaminen metroverkosta tai kaukoverkosta ja sen lähettäminen kaikille ODN-verkon ONT-moduuleille). ODN-verkon kautta tapahtuvan tiedonsiirron suurin tuki on 20 km.
Optinen verkkoyksikkö (ONU) / Optinen verkkoterminaali (ONT)
ONU muuntaa kuitujen kautta lähetetyt optiset signaalit sähköisiksi signaaleiksi. Nämä sähköiset signaalit lähetetään sitten yksittäisille tilaajille. Yleensä ONUn ja loppukäyttäjän tilojen välillä on etä- tai muu liityntäverkko. Lisäksi ONU voi lähettää, koota ja muokata erityyppisiä asiakkaalta tulevia tietoja ja lähettää ne ylävirtaan OLT:lle. Grooming on prosessi, joka optimoi ja järjestää tietovirran uudelleen, jotta se toimitettaisiin tehokkaammin. OLT tukee kaistanleveyden allokointia, joka mahdollistaa datan sujuvan toimituksen OLT:lle. Data saapuu yleensä purskeina asiakkaalta. ONU voidaan yhdistää useilla menetelmillä ja kaapelityypeillä, kuten kierretyllä kupariparikaapelilla, koaksiaalikaapelilla, optisella kuidulla tai Wi-Fin kautta.
Loppukäyttäjän laitteita voidaan kutsua myös optiseksi verkkopäätteeksi (ONT). Itse asiassa ONT on pohjimmiltaan sama kuin ONU. ONT on ITU-T:n termi, kun taas ONU on IEEE:n termi. Ne kuuluvat eri standardointielimiin, ja molemmat viittaavat GEPON-järjestelmän käyttäjäpuolen laitteisiin. Käytännössä ONT:n ja ONU:n välillä on kuitenkin pieni ero sijainnin mukaan.
Optinen jakeluverkko (ODN)
ODN, PON-järjestelmän olennainen osa, tarjoaa optisen siirtoväliaineen ONU-yksiköiden fyysiselle yhteydelle OLT-verkkoihin, joiden kantama on vähintään 20 km. ODN:n sisällä valokuitukaapelit, valokuituliittimet, passiiviset optiset jakajat ja apukomponentit toimivat yhdessä. ODN:ssä on viisi segmenttiä: syöttökuitu, optinen jakelupiste, jakelukuitu, optinen tukiasema ja pudotuskuitu. Syöttökuitu alkaa optisesta jakelukehyksestä (ODF) keskustoimiston tietoliikennehuoneessa ja päättyy optiseen jakelupisteeseen pitkän kantaman kattavuutta varten. Jakelukuitu optisesta jakelupisteestä optiseen tukiasemaan jakaa optiset kuidut sen viereisille alueille. Pudotuskuitu yhdistää optisen tukiaseman päätelaitteisiin (ONT), jolloin saavutetaan optisen kuidun pudotus käyttäjien koteihin. Lisäksi ODN on PON-tiedonsiirron kannalta olennainen reitti, ja sen laatu vaikuttaa suoraan PON-järjestelmän suorituskykyyn, luotettavuuteen ja skaalautuvuuteen.
Johtopäätös
OLT, ONU tai ONT ja ODN ovat GEPON-järjestelmän pääkomponentteja, joita on käytetty laajalti FTTH-sovelluksissa. Vähäisempi kaapelointiinfrastruktuuri (ei aktiivisia elementtejä) ja joustava mediansiirto tekevät passiivisista optisista verkoista ihanteellisempia kodin internet-, ääni- ja videosovelluksiin. Lisäksi passiivisia optisia verkkoja voidaan käyttää myös korkeakoulujen kampuksilla ja liike-elämässä, mikä tarjoaa kustannustehokkaita ratkaisuja. PON-teknologian jatkuvasti parantuessa myös potentiaaliset sovellukset ovat laajentuneet.
Julkaisun aika: 14. kesäkuuta 2022