Fiber to the Home (FTTH) wird von Telekommunikationsunternehmen auf der ganzen Welt ernst genommen und ermöglicht eine schnelle Entwicklung der Technologien. Aktive optische Netze (AON) und passive optische Netze (PON) sind die beiden Hauptsysteme, die FTTH-Breitbandverbindungen ermöglichen. PON, die kostengünstige Lösungen bieten können, sind in den meisten FTTH-Bereitstellungen allgegenwärtiger. In diesem Artikel wird das PON-ABC vorgestellt, das hauptsächlich die grundlegenden Komponenten und die zugehörige Technologie umfasstOLT, ONT, ONU und ODN.
PON erklärt: Definition, Standards und Vorteile
Ein passives optisches Netzwerk bezieht sich auf ein Glasfasernetzwerk, das eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Topologie und optische Splitter verwendet, um Daten von einem einzelnen Übertragungspunkt an mehrere Benutzerendpunkte zu liefern. Im Gegensatz zu AON werden mehrere Kunden mit einem einzelnen Transceiver über einen verzweigten Faserbaum und passive Splitter-/Kombinationseinheiten verbunden, die vollständig im optischen Bereich und ohne Stromversorgung in einer PON-Architektur arbeiten. Es gibt zwei große aktuelle PON-Standards: Gigabit Passive Optical Network (GPON) und Ethernet Passive Optical Network (EPON). Ihre Topologiestrukturen sind grundsätzlich gleich. Als erste Wahl in vielen FTTH-Bereitstellungsszenarien hat die PON-Lösung mehrere herausragende Vorteile:
Geringer Stromverbrauch
Weniger Platzbedarf
Höhere Bandbreite
Höhere Sicherheit
Einfacher zu installieren und zu erweitern
Reduzierte Betriebs- und Verwaltungskosten
PON-Struktur und Komponenten
In einem Gigabit Ethernet Passive Optical Network (GEPON)-System gibt es ein Optical Line Terminal (OLT) in der Vermittlungsstelle des Dienstanbieters und eine Reihe von Optical Network Units (ONUs) oder Optical Network Terminals (ONTs) in der Nähe der Endbenutzer als optischer Splitter (SPL). Zusätzlich wird bei der Übertragung zwischen OLT und ONU/ONT auch das Optical Distribution Network (ODN) verwendet.
Optisches Leitungsterminal (OLT)
OLT ist der Ausgangspunkt für das passive optische Netzwerk, das über Ethernet-Kabel mit einem Core-Switch verbunden ist. Die Hauptfunktion des OLT besteht darin, Signale für das PON-Netzwerk umzuwandeln, zu rahmen und zu übertragen und das Multiplexen der Endgeräte des optischen Netzwerks für die gemeinsam genutzte Upstream-Übertragung zu koordinieren. Im Allgemeinen umfassen OLT-Geräte Rack, CSM (Steuer- und Schaltermodul), ELM (EPON-Verbindungsmodul, PON-Karte), Redundanzschutz -48-V-DC-Stromversorgungsmodule oder ein 110/220-V-AC-Stromversorgungsmodul und Lüfter . In diesen Teilen unterstützen PON-Karte und Netzteil Hot-Swap, während ein weiteres Modul eingebaut ist. Das OLT hat zwei Float-Richtungen: Upstream (verteilt verschiedene Arten von Daten- und Sprachverkehr von Benutzern) und Downstream (holt Daten-, Sprach- und Videoverkehr vom U-Bahn-Netzwerk oder von einem Langstreckennetz und sendet ihn an alle ONT-Module auf dem ODN.) Die maximal unterstützte Entfernung für die Übertragung über das ODN beträgt 20 km.
Optische Netzwerkeinheit (ONU) / Optisches Netzwerkterminal (ONT)
ONU wandelt optische Signale, die über Fasern übertragen werden, in elektrische Signale um. Diese elektrischen Signale werden dann an einzelne Teilnehmer gesendet. Im Allgemeinen besteht zwischen der ONU und den Räumlichkeiten des Endbenutzers ein Fern- oder anderes Zugangsnetz. Darüber hinaus kann ONU verschiedene Arten von Daten, die vom Kunden kommen, senden, aggregieren und aufbereiten und sie vorgelagert an das OLT senden. Grooming ist der Prozess, der den Datenstrom optimiert und reorganisiert, damit er effizienter bereitgestellt wird. OLT unterstützt die Bandbreitenzuweisung, die eine reibungslose Übermittlung von Daten an das OLT ermöglicht, die normalerweise in Bursts vom Kunden ankommen. ONU kann mit verschiedenen Methoden und Kabeltypen verbunden werden, wie z. B. Twisted-Pair-Kupferdraht, Koaxialkabel, Glasfaser oder über Wi-Fi.
Endbenutzergeräte können auch als optisches Netzwerkterminal (ONT) bezeichnet werden. Tatsächlich ist ONT im Wesentlichen dasselbe wie ONU. ONT ist ein ITU-T-Begriff, während ONU ein IEEE-Begriff ist. Sie gehören zu verschiedenen Standardgremien und beziehen sich beide auf die benutzerseitige Ausrüstung im GEPON-System. In der Praxis gibt es jedoch je nach Standort einen kleinen Unterschied zwischen ONT und ONU.
Optisches Verteilungsnetz (ODN)
ODN, ein integraler Bestandteil des PON-Systems, stellt das optische Übertragungsmedium für die physische Verbindung der ONUs zu den OLTs mit einer Reichweite von 20 km oder mehr bereit. Innerhalb des ODN arbeiten Glasfaserkabel, Glasfaserverbinder, passive optische Splitter und Hilfskomponenten zusammen. Das ODN hat insbesondere fünf Segmente, nämlich Feeder-Faser, optischer Verteilungspunkt, Verteilungsfaser, optischer Zugangspunkt und Drop-Faser. Die Feeder-Faser beginnt am optischen Verteilerrahmen (ODF) im Telekommunikationsraum der Zentrale und endet am optischen Verteilerpunkt für die Fernabdeckung. Die Verteilfaser vom optischen Verteilpunkt zum optischen Zugangspunkt verteilt Lichtwellenleiter für angrenzende Bereiche. Die Drop-Faser verbindet den optischen Zugangspunkt mit Terminals (ONTs), wodurch eine Glasfaser-Drop in die Wohnungen der Benutzer erreicht wird. Darüber hinaus ist das ODN der wesentliche Pfad für die PON-Datenübertragung, und seine Qualität wirkt sich direkt auf die Leistung, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit des PON-Systems aus.
Abschluss
OLT, ONU oder ONT und ODN sind die Hauptkomponenten in einem GEPON-System, die bei weitem in den FTTH-Anwendungen weit verbreitet sind. Die reduzierte Verkabelungsinfrastruktur (keine aktiven Elemente) und die flexible Medienübertragung tragen dazu bei, dass passive optische Netzwerke idealer für Internet-, Sprach- und Videoanwendungen zu Hause sind. Darüber hinaus können passive optische Netzwerke auch auf Universitätsgeländen und in Geschäftsumgebungen eingesetzt werden und bieten kostengünstige Lösungen. Da sich die PON-Technologie weiter verbessert hat, haben sich auch die potenziellen Anwendungen erweitert.
