FTTH: explicació
Què és FTTH?
Fibra a la llar (FTTH) és la solució d’accés a la fibra definitiva on cada subscriptor està connectat a una fibra òptica. Les opcions de desplegament comentades en aquest tutorial es basen en una ruta completa de fibra òptica des de l’OLT fins a les instal·lacions de l’abonat. Aquesta opció permet proporcionar serveis i contingut d’amplada amplada de banda a cada client i garanteix el màxim ample de banda per a les futures demandes dels nous serveis. Per tant, no s’inclouen opcions híbrides que impliquin xarxes d’infraestructures de “part” i xarxes d’infraestructura “part”
La distància de fibra diferencial és la diferència entre la distància entre l'ONU / ONT més proper i el més llunyà de l'OLT. A GPON, la distància màxima diferencial de fibra és de 20 km. Això afecta la mida de la finestra que varia i proporciona el compliment de [UIT-T G.983.1]. Abast lògic es defineix com la distància màxima que es pot assolir per a un sistema de transmissió determinat, independentment del pressupost òptic. Abast lògic és la distància màxima entre ONU / ONT i OLT tret de la limitació de la capa física. A GPON, l'abast lògic màxim es defineix com a 60 kms. El retard de transferència del senyal mitjà és la mitjana dels valors de retard aigües amunt i avall entre els punts de referència. Aquest valor es determina mesurant el retard d'anada i tornada i després dividint per 2. GPON ha d’acollir serveis que requereixen un retard màxim de transferència de senyal d’1,5 ms. Un sistema GPON ha de tenir un temps màxim de retard de transferència de senyal mitjà inferior a 1,5 m entre els punts de referència de TV. El OAN és el conjunt d’enllaços d’accés que comparteixen les mateixes interfícies del costat de la xarxa i estan suportats per sistemes de transmissió d’accés òptic. El OAN pot incloure diversos ODN connectats a la mateixa OLT. En el context PON, un arbre de fibres òptiques de la xarxa d’accés, complementat amb divisors d’energia o de longitud d’ona, filtres o altres dispositius òptics passius. Un dispositiu que finalitza l'endpoint comú (arrel) d'un ODN. A continuació, implementa un protocol PON com el definit per [UIT-T G.984]; i després adapta PONPDUs per a comunicacions enllaç a través de la interfície de servei del proveïdor. L’OLT proporciona funcions de gestió i manteniment per a l’ODN i les ONU subministrades. Un dispositiu de subscripció únic que finalitza qualsevol dels extrems distribuïts (full) d'un ODN, implementa un protocol PON i adapta PDU PON a les interfícies del servei de subscriptors. Un ONT és un cas especial d’una ONU. Un terme genèric que denota un dispositiu que finalitza qualsevol dels extrems distribuïts (full) d'un ODN, implementa un protocol PON i adapta PON PDU. Abast físic es defineix com la distància física màxima que es pot assolir per a un sistema de transmissió particular. Ja que, "Physical Reach" és la distància física màxima entre l'ONU / ONT i l'OLT. Tot i això, a GPON, es defineixen dues opcions per a l’abast físic: 10 kms i 20 kms. Se suposa que 10 km és la distància màxima sobre la qual es pot utilitzar FP-LD a la ONU per a taxes de bit elevades com ara 1,25 Gbit / s o superior. Els serveis de FTTH es defineixen com un servei de xarxa requerit pels operadors. El servei es descriu amb un nom que tots els reconeixen clarament, independentment de si es tracta d’un nom d’estructura de fotogrames o d’un nom general. GPON té com a objectius velocitats de transmissió superiors o iguals a 1,2 Gbit / s. Per tant, GPON identifica dues combinacions de velocitat de transmissió de la manera següent: 1,2 Gbps a pujar, 2,4 Gbps a la baixa 2,4 Gbps a pujar, 2,4 Gbps a la baixa La velocitat de bits més important és d’1,2 Gbps, 2,4 Gbps de baixada, que constitueix gairebé la totalitat del desplegament previst i previst dels sistemes GPON. Com més gran és la relació de repartiment per a GPON, més econòmic és des de la perspectiva de costos. Tanmateix, una proporció de fraccionament més gran implica una major divisió de potència òptica i amplada de banda, cosa que crea la necessitat d’un major pressupost de potència per donar suport a l’abast físic. Les proporcions dividides de fins a 1:64 són realistes per a la capa física, donada la tecnologia actual. No obstant això, preveient l'evolució continuada dels mòduls òptics, la capa TC ha de considerar relacions dividides fins a 1: 128. Beneficis de la fibra òptica: Distàncies molt llargues Fort, flexible i fiable Permet cables de petit diàmetre i pes lleuger Segura Immune a interferències electromagnètiques (EMI) Menor cost Diversos mòduls / components de la tecnologia PON són - Acoblador WDM Divisor 1 × N Fibra òptica i cable Connector ODF / Gabinet / Subrack Els mòduls / components actius de la tecnologia PON són - A OLT - Emissor làser (1490-nm) i Receptors làser (1310-nm) Per a l'aplicació CATV - Amplificador làser (1550-nm) i EDFA per amplificar el senyal de vídeo A ONU - Alimentació / bateria per ONU Emissor làser (1310-nm) Receptors làser (1490-nm) Receptors de senyal CATV (1550-nm) El formulari complet de GPON és: Gigabit Passive Optical Network GPON és un sistema òptic per a les xarxes d’accés, basat en les especificacions UIT-T de la sèrie G.984. Pot oferir un abast de 20 km amb un pressupost òptic de 28dB mitjançant l'òptica de classe B + amb una proporció de divisió 1:32. Les funcions més conegudes de GPON es mostren a continuació. Transmissió aigües avall - 2,4 Gbps El BW per a un ONT és suficient per subministrar diversos senyals HDTV QOS permet trànsit sensible al retard (veu) Transmissió a l’interior - 1 24Gbps Es pot garantir un mínim de BW Els espais horaris no utilitzats es poden assignar a usuaris pesats QOS permet trànsit sensible al retard (veu) Els estàndards GPON es basen en les especificacions BPON anteriors. Aquestes especificacions es mostren a continuació: G.984.1 - Aquest document descriu les característiques generals de la xarxa òptica passiva Gigabit-Capable. G.984.2 - Aquest document descriu l'especificació de capa de dependència de la xarxa òptica passiva de Gigabit, capaç de Gigabit. G.984.3 - Aquest document descriu l'especificació de la capa de convergència de transmissió de xarxa òptica passiva Gigabit. G.984.3 - Aquest document descriu l'especificació de la capa de convergència de transmissió de xarxa òptica passiva Gigabit. Els sistemes GPON tenen essencialment els mateixos components físics que es configuren de la mateixa manera que en altres xarxes PON. Per descomptat, els productes desenvolupats per als sistemes GPON estan dissenyats específicament per a GPON i no són intercanviables amb l’engranatge EPON o BPON. Els sistemes GPON també tenen moltes de les mateixes capacitats bàsiques que altres sistemes PON. Les principals diferències en l'arquitectura són GPON en el rendiment de dades. Els mètodes d'encapsulació GPON de Gigabit permeten portar diversos serveis, com ara ATM, veu TDM i Ethernet. Un dels requisits bàsics d’un sistema òptic és proporcionar components amb capacitat suficient per estendre el senyal òptic a l’interval previst. Hi ha tres categories o classes de components basades en potència i sensibilitat. Les classes de components són - Optptica de classe A: de 5 a 20dB Optptica de classe B: 10 a 25dB Optptica de classe C: 15 a 30dB El formulari complet d’EPON és: Xarxa icalptica Passiva Ethernet. La xarxa òptica passiva Ethernet (EPON) és un PON que encapsula les dades amb Ethernet i pot oferir una capacitat d’1 GB fins a 10 Gbps. EPON segueix l'arquitectura original d'un PON. Aquí, el DTE es va connectar al tronc de l’arbre i es va anomenar com a línia òptica terminal (OLT). Normalment es troba al proveïdor de serveis i les branques de DTE connectades de l’arbre s’anomenen Optical Network Unit (ONU), ubicada a les instal·lacions de l’abonat. Els senyals de l’OLT passen per un divisor passiu per aconseguir l’ONU i viceversa. Moltes aplicacions PON requereixen QoS altes (per exemple, IPTV). EPON deixa QoS a capes superiors Etiquetes VLAN P bits o DiffServ DSCP A més, hi ha una diferència crucial entre LLID i Port-ID - Sempre hi ha 1 LLID per ONU Hi ha 1 identificador de port per port d'entrada. Hi pot haver molts per ONU Això fa que QoS basat en port sigui senzill d'implementar a la capa PON La taula següent explica la diferència entre GPON i EPON. Un algoritme implementat a l’OLT, que utilitza els missatges d’informe i Gate per crear un programa de transmissió i passar les ONUs, es coneix com a algorisme d’assignació de banda dinàmica dinàmica (DBA). L’operació EPON es basa en els fotogrames Ethernet MAC i EPON (basats en fotogrames GbE), però calen extensions - PDU de protocol de control multimèdia: aquest és el protocol de control que implementa la lògica necessària. Emulació punt a punt (reconciliació): això fa que l'EPON sembli un enllaç punt a punt i els MAC EPON tinguin algunes restriccions especials. En lloc de CSMA / CD, transmeten quan se'ls concedeix. El temps a través de la pila MAC ha de ser constant (± duracions de 16 bits). Cal mantenir l’hora local precisa. Ethernet estàndard comença amb un preàmbul 8B sense contingut essencialment - 7B d’alternants i zeros 10101010 1B de SFD 10101011 Per ocultar la nova capçalera de PON, EPON sobreescriu alguns dels bytes del preàmbul. El trànsit DS es transmet a totes les ONU, de manera que el xifrat és essencialment fàcil per a un usuari malintencionat reprogramar ONU i capturar fotogrames desitjats. El trànsit dels Estats Units no és vist per altres ONU, de manera que no es necessita el xifrat. No considereu els tappers de fibra perquè EPON no proporciona cap mètode de xifrat estàndard, però Es pot complementar amb IPsec o MACsec. Molts venedors han afegit mecanismes propietaris basats en AES. BPON va utilitzar un mecanisme anomenat encobridor: la solució de maquinari era una solució de baix cost (clau 24b) amb diversos defectes de seguretat. El motor era lineal: un simple atac de text conegut La clau 24b va resultar derivable en 512 intents Per tant, G.983.3 va afegir suport AES, que ara s'utilitza en GPON. XPON és el PON de nova generació, que pot suportar una velocitat de dades de fins a 10 G. XPON es pot dividir en dues categories, és a dir, XG-PON1 i XG-PON2. XG-PON1 és compatible amb GPON, mentre que XG-PON2 és un desenvolupament completament nou. El formulari complet de WDM-PON és: PON multiplex de divisió de longitud d'ona. En WDM-PON, cal tenir una longitud d'ona diferent per a ONT diferents; cada ONT obté una longitud d’ona exclusiva i gaudeix dels recursos d’ample de banda de longitud d’ona. En altres paraules, WDM-PON treballa en una topologia lògica de punt a múltiples punts (P2MP). El formulari complet d’ODSM-PON és: Espectre Oportunista i PON Dinàmic. A ODSM-PON, la xarxa es manté invariable des de CO a les instal·lacions de l'usuari, excepte un canvi, que és un divisor actiu WDM. Hi ha un divisor de WDM entre OLT i ONT en substitució del divisor passiu. A ODSM-PON, el downstream adopta WDM, significa que les dades cap a ONT usen longitud d'ona diferent per a ONT i en amunt i ODSN-PON adopta una tecnologia dinàmica TDMA + WDMA. La taula següent explica els estàndards XGPON: La taula següent descriu la classe de potència òptica XG-PON. La taula següent descriu l’interval de atenuació per a les classes A, B i C segons la UIT. La taula següent explica el rang de transmissió OLT per a les classes A, B i C segons la UIT. A la taula següent s’explica l’interval de receptors d’ONU per a les classes A, B i C segons la UIT. A la taula següent s’explica l’interval de transmissors d’ONU per a les classes A, B i C segons l’UIT. La taula següent descriu l’interval del receptor OLT per a les classes A, B i C segons la UIT. La fibra única que parteix d’OLT es divideix en divisors òptics passius per servir a 64 ONT premisses del client. La mateixa fibra transporta tant els fluxos de bits descendents (OLT cap a ONT) com els de corrent amunt (ONT cap a OLT), 2.488 Mbps / 1490 nm (finestra de 1480 - 1500nm) i 1.244 Mbps / 1310 nm (finestra 1260-1360nm) mitjançant WDM (Multiplexació de divisió d'ona) per a l'operació dúplex (bidireccional). La mateixa transmissió en fibra descendent única de l'OLT a les ONT s'emet amb una ONT acceptant només el trànsit adreçat a ella. La transmissió a l’alça és l’accés múltiple de divisió horària (TDMA) amb cada ONT transmetent al seu torn. Els senyals de TV (derivats d’un capçal de satèl·lit) s’emeten opcionalment en una tercera longitud d’ona òptica de 1550 nm sobre una mateixa fibra (o addicional) introduïda al sistema FTTx mitjançant un sub-sistema RF Overlay. El senyal CATV es pot combinar amb el senyal GPON després de l'amplificació per EDFA. Els senyals RF CATV modulats a la longitud d'ona de 1550 nm. S'extreu mitjançant una funció Demux integrada a l'ONT i es dirigeix a la connexió de servei de pla posterior per a STB / TV. L'attenció de la potència òptica màxima permesa entre el port òptic OLT a l'entrada ONT és de 28 dB utilitzant els anomenats elements de xarxa òptica de classe B. Les classes A, B i C ODN es diferencien principalment per la "sortida de potència del transmissor òptic" i la "sensibilitat del receptor òptic de velocitat de bits". La classe A proporciona el pressupost mínim òptic i la classe C la més elevada, mentre que els dos costats són del mateix ordre. Per obtenir una proporció màxima de 1:64, les òptiques de classe B es despleguen habitualment en base comercial. Els punts següents expliquen NGPON1 - L’estàndard G.987 / G.988 XGPON s’ha llançat el 2011. Estandarditzà la XGPON amb 2,5Gbps aigües amunt / 10Gbps aigües avall. GPON i XGPON utilitzen diferents longituds d’ona per coexistir en una sola xarxa. Els punts següents expliquen NGPON2 - No considera compatible amb la xarxa ODN existent, un estàndard més obert de la tecnologia PON. Se centra en WDM PON i 40G PON. GPON (UIT-T G.984) EPON (IEEE 802.3ah) Enllaç descendent / enllaç 2,5G / 1,25G 1,25G / 1,25G Pressupost d’enllaç òptic Classe B +: 28dB; Classe C: 30dB PX20: 24dB Ràtio de divisió 1:64 -> 1: 128 1:32 Amplada de banda real enllaç descendent 2200 ~ 2300Mbps 92% 980Mbps 72% Ample de banda enllaç real 1110Mbps 950Mbps OAM Completa la funció OMCI + PLOAM + incrustar OAM Funció OAM flexible i senzilla Servei TDM i funció de rellotge sincronitzat TDM natiu, CESoP CESoP Actualització 10G 2,5G / 10G QoS L’agenda DBA conté TCONT, PORT-ID; corregir l'amplada de banda / garantir la amplada de banda / l'amplada de banda no garantida / l'amplada de banda del millor esforç El suport DBA, QoS és compatible amb LLID i VLAN Cost Un 10% ~ 20% un cost més gran que EPON actualment, i gairebé el mateix volum en gran volum - Temps de llançament Versió G.987 2010.01 1.0 2010.10 2.0 2012.06 3.0 G.987.1 2010.01 1.0 G.987.1Amd1 2012.04 1.0amd1 G.987.2 2010.01 1.0 2010.10 2.0 G.987.2Amd1 2012.02 2.0amd1 G.987.3 2010.10 1.0 G.987.3Amd1 2012.06 1.0amd1 G.988 2010.10 1.0 G.988Amd1 2011.04 1.0amd1 G.988Amd2 2012.04 1.0amd2 Article Requeriment Observació Velocitat descendent (DS) Nominal de 10 Gbps Velocitat amunt (EUA) Nominal 2,5 Gbps XG-PON amb 10 Gbps de velocitat nord-americana es denota com a XG-PON2. És per a l'estudi futur Mètode de multiplexació TDM (DS) / TDMA (EUA) Pressupost de pèrdues 29 dB i 31 dB (Classes nominals) La classe ampliada és per a futurs estudis Ràtio de divisió Almenys 1:64 (1: 256 o més a la capa lògica) Distància de fibra 20 km (60 Km o més distància lògica) Convivència Amb GPON (1310/1490 nm)
Amb vídeo RF (1550 nm) Classe "Nominal1" (classe N1) Classe "Nominal2" (classe N2) Classe "Extended1" (classe E1) Classe "Extended2" (classe E2) Pèrdua mínima 14 dB 16 dB 18 dB 20 dB Pèrdua màxima 29 dB 31dB 33 dB 35 dB Paràmetre Unitat Classe A Classe B Classe C Gamma d’atenuació (Rec. UIT-T G.982) dB 5 - 20 10 - 25 15 - 30 Emissor OLT Unitat Classe A Classe B Classe C Potència mitjana llançada MIN dBm 0 +5 +3 Potència màxima llançada MAX dBm +4 +9 +7 Receptor ONU Unitat Classe A Classe B Classe C Sensibilitat mínima dBm -21 -21 -28 Mínima sobrecàrrega dBm -1 -1 -8 Emissor ONU Unitat Classe A Classe B Classe C Potència mitjana llançada MIN dBm -3 -2 +2 Potència màxima llançada MAX dBm +2 +3 +7 Receptor OLT Unitat Classe A Classe B Classe C Sensibilitat mínima dBm -24 -28 -29 Mínima sobrecàrrega dBm -3 -7 -8