Autor: Heming
Fibra fins a la llar (FTTH)és un tipus de tecnologia d'accés on els senyals de comunicació s'envien des d'un punt central directament als clients mitjançant cables de fibra òptica. En comparació amb les xarxes d'accés tradicionals basades en tecnologia basada en coure-, FTTH ofereix un nivell molt més alt d'amplada de banda i velocitat de dades, així com la capacitat de transmetre dades a distàncies molt més llargues.
A més, a causa del creixement de la computació en núvol, els serveis de transmissió de vídeo, els jocs en línia i els dispositius domèstics intel·ligents, la necessitat d'accés a banda ampla d'alta{0}}velocitat ha augmentat significativament. Així, FTTH s'ha convertit en la tecnologia-més utilitzada arreu del món per a desplegaments de banda ampla de nova generació.
Arquitectura de fibra fins a la llar: PON i AON
Actualment s'utilitzen dues arquitectures de fibra òptica a les xarxes FTTH:
Xarxa òptica passiva (PON)
Xarxa òptica activa (AON)
La diferència principal entre les dues arquitectures és que les xarxes PON transmeten dades mitjançant divisors òptics passius, mentre que les xarxes AON utilitzen electrònica activa (com ara commutadors i encaminadors Ethernet) per amplificar i gestionar els senyals de dades. Aquests dos tipus d'arquitectura presenten una sèrie de característiques, fortaleses, debilitats i casos d'ús diferents.
Entendre la tecnologia de fibra òptica
Per entendre millor les xarxes FTTH, primer hauríeu de familiaritzar-vos amb la tecnologia de fibra òptica. La tecnologia de fibra òptica utilitza raigs de llum que viatgen per un cable de fibra òptica com a mitjà de transport per al transport de dades. Les fibres òptiques es poden construir amb vidre o plàstic, proporcionen una atenuació extremadament baixa i proporcionen capacitats de transmissió de dades d'alta-capacitat, cosa que les converteix en el mitjà preferit per a les xarxes de comunicació més modernes.
Principi de transmissió:
S'utilitzen fibres òptiquesreflex intern totalcom a concepte de transmissió. La transmissió de llum a través del nucli de fibra reflecteix contínuament la llum d'un límit a un altre, garantint així que els senyals es poden transmetre a distàncies més llargues amb una pèrdua mínima.
Tipus de fibra:
Fibra monomode (SMF)– Diàmetre de nucli petit (8–10 µm), funciona en un mode de propagació. Les característiques de transmissió de baixa atenuació i llarga-distància alta-ample de banda fan que aquest tipus de fibra sigui molt adequat per a aplicacions de llarga distància.
Fibra multi-mode (MMF)– Diàmetre del nucli més gran (50 µm o 62,5 µm), admet múltiples modes de propagació a causa de la dispersió modal. La fibra multi-mode s'utilitza generalment per a aplicacions de curta-distància.
Transmissió i recepció del senyal:
Els senyals òptics es transmeten i es reben mitjançant transmissors òptics (díodes làser o díodes emissors de llum-) que converteixen els senyals elèctrics en senyals òptics. A l'extrem receptor, els senyals òptics es tornen a convertir en senyals elèctrics mitjançant fotodetectors.
Mesures clau de rendiment:
Ample de banda– Velocitat de dades màxima suportada per una fibra
Atenuació– Pèrdua de senyal en dB/km
Latència– Temps en què un senyal viatja de l'emissor al receptor
Xarxa òptica passiva (PON)
PONés apunt-a-multipuntxarxa d'accés de fibra òptica passiva que no requereix dispositius electrònics actius entre el proveïdor i els{0}}usuaris finals. En una configuració PON estàndard, elOLT (Terminal de línia òptica)es col·loca a l'oficina central i l'OLT distribueix el senyal òptic a múltiplesUnitats de xarxa òptica (ONU)oTerminals de xarxa òptica (ONT)mitjançant divisors òptics passius.
Com funciona el sistema PON:
Ús de sistemes PONAccés múltiple per -Time Division (TDMA):
Avall:OLT emet a totes les ONU
Aigües amunt:Les ONU transmeten en intervals de temps assignats
Aquesta arquitectura proporciona un ús òptim de la fibra amb la menor quantitat de planta física.
Principals estàndards PON:
GPON (xarxa òptica passiva compatible amb Gigabit-)– Definit per ITU-T i àmpliament utilitzat
Velocitat baixada: 2,5 Gbps, velocitat ascendent: 1,25 Gbps
Excel·lent eficiència d'encapsulació amb GEM
QoS avançat per a serveis de veu, vídeo i dades
Aplicacions:Grans comunitats residencials, xarxes d'accés de banda ampla multi-servei
EPON (Xarxa òptica passiva Ethernet)– Estandarditzat per IEEE, basat en Ethernet-
Amunt i avall simètrics: 1,0 Gbps (10G-EPON opcional)
Gestió senzilla de la xarxa
Compatible amb les xarxes Ethernet existents
Aplicacions:Banda ampla urbana i rural, implementacions FTTH{0}}sensibles als costos
Xarxa òptica activa (AON)
AnAONproporciona apunt{0}}a-puntArquitectura d'accés de fibra des d'un commutador/encaminador central a cada usuari final mitjançant fibra dedicada, amb ample de banda exclusiu i control de servei flexible.
Generalment inclou tecnologia Ethernet, fàcilment integrable a les xarxes LAN/WAN existents
Es pot desplegar com a xarxa autònoma sense requerir un PON
Connexió de punt-a-de fibra (P2P):
L'oficina central es connecta directament a les instal·lacions del client mitjançant fibra
Cada client té fibra dedicada, proporcionant ample de banda i flexibilitat únics
Pot utilitzar la infraestructura Ethernet existent (DSL/FTTH)
Elimina xarxes compartides → ample de banda, redundància i resiliència més alts
Connexió de fibra-en P2P:
Panell de connexió pla:Muntat dins de l'espai de la paret, connectors de fibra múltiples
Tauler de pegat d'angle:Muntat al punt d'entrada, col·locació flexible
Panell de connexió brillant:Diversos camins de llum, permeten l'accés a diversos-punts
Cross Connect:Interconnexió entre xarxes o ubicacions que proporcionen accés a una xarxa comuna
Característiques principals:
Ample de banda dedicat de fins a 10 Gbps
Gestió avançada de QoS i trànsit
Fàcil integració amb la infraestructura Ethernet existent
Usos comuns:
Accés de banda ampla empresarial
Aplicacions de servei-alt rendiment
Xarxa òptica activa WDM (WDM AON)
Resum:Assigna una longitud d'ona dedicada per a cada usuari en una sola fibra
Característiques principals:
Ús màxim d'ample de banda
Ample de banda dedicat per usuari
Transmissió de llarga-distància sense repetidors addicionals
Usos comuns:
Grans empreses
Interconnexions de centres de dades
Xarxes d'accés de llarga{0}}distància{1}}alta capacitat
Components clau:
OLT:Normalment està integrat a l'interruptor Ethernet
ONU/ONT:Terminació de fibra dedicada
Commutadors/encaminadors:Reenviament del senyal, amplificació, gestió de xarxa
Avantatges:
Ample de banda dedicat per a cada usuari
Gestió flexible de la xarxa i control de QoS
Admet transmissió de llarga-distància
Limitacions:
Cost de desplegament més elevat que PON
Augment de potència i manteniment
La fallada del dispositiu actiu pot provocar la pèrdua del servei
Comparació entre AON i PON
Arquitectura de xarxa:
PON: apunta-a-multipunt mitjançant divisors passius
AON: apunta-a-apunta amb la commutació activa
Ample de banda:
PON comparteix ample de banda
AON ofereix ample de banda dedicat
Latència:
PON: baix, utilitzant la programació TDMA
AON: estable, tret que falla un dispositiu actiu
Distància de transmissió:
PON: ~20 km
AON: ampliat mitjançant amplificació activa
Cost i manteniment:
PON: CAPEX i OPEX més baixos
AON: cost més elevat, però millor rendiment
Disseny i desplegament de xarxes FTTH
El disseny de la xarxa inclou:
Planificació i selecció de topologia
Selecció d'equips i planificació de la capacitat
Desplegament, instal·lació i proves
Topologies:Estrella, arbre, anell: cadascun té un-compromiso entre cost i fiabilitat
Prova:Prova OTDR realitzada per a cada fibra per garantir l'estabilitat-a llarg termini
Conclusió
AON:El millor per a empreses que requereixen un gran ample de banda, baixa latència i entorns de servei dedicat
PON:El millor per a desplegaments FTTH residencials a gran-escala que requereixen xarxes sensibles-de costos i operacions simplificades
Per a la majoria de desplegaments FTTH urbans,PONés la solució més econòmica i escalable.AONes prefereix per a aplicacions que necessiten ample de banda garantit i control de servei avançat.
