Auteur: Heming
Glasvezel tot thuis (FTTH)is een soort toegangstechnologie waarbij communicatiesignalen via glasvezelkabels vanuit een centraal punt rechtstreeks naar klanten worden verzonden. Vergeleken met traditionele toegangsnetwerken gebaseerd op koper-gebaseerde technologie biedt FTTH een veel hoger niveau aan bandbreedte en datasnelheid, evenals de mogelijkheid om data over veel langere afstanden te verzenden.
Bovendien is door de groei van cloud computing, videostreamingdiensten, online gaming en slimme apparaten voor thuisgebruik de behoefte aan snelle breedbandtoegang aanzienlijk toegenomen. Zo is FTTH wereldwijd de meest-gebruikte technologie geworden voor de implementatie van breedband van de volgende generatie.
Fiber To The Home-architectuur: PON en AON
Er worden tegenwoordig twee glasvezelarchitecturen gebruikt in FTTH-netwerken:
Passief optisch netwerk (PON)
Actief optisch netwerk (AON)
Het belangrijkste verschil tussen de twee architecturen is dat PON-netwerken gegevens verzenden met behulp van passieve optische splitters, terwijl AON-netwerken actieve elektronica (zoals Ethernet-switches en routers) gebruiken om de datasignalen te versterken en te beheren. Deze twee soorten architectuur vertonen een aantal verschillende kenmerken, sterke en zwakke punten en gebruiksscenario's.
Inzicht in glasvezeltechnologie
Om FTTH-netwerken beter te begrijpen, moet u eerst vertrouwd raken met glasvezeltechnologie. Glasvezeltechnologie maakt gebruik van lichtstralen die langs een glasvezelkabel reizen als dragermedium voor datatransport. Optische vezels kunnen worden gemaakt van glas of plastic, bieden een extreem lage demping en bieden mogelijkheden voor datatransmissie met hoge- capaciteit, waardoor ze het voorkeursmedium zijn voor de meeste moderne communicatienetwerken.
Transmissieprincipe:
Optische vezels gebruikentotale interne reflectieals transmissieconcept. Transmissie van licht door de vezelkern reflecteert continu licht van de ene grens naar de andere, waardoor signalen over langere afstanden kunnen worden verzonden met minimaal verlies.
Vezeltypen:
Single Mode-glasvezel (SMF)– Kleine kerndiameter (8–10 µm), werkt in één voortplantingsmodus. De lage demping en de hoge-transmissie-eigenschappen over lange-afstanden- maken dit type vezel zeer geschikt voor toepassingen over lange afstanden.
Multi-glasvezel (MMF)– Grotere kerndiameter (50 µm of 62,5 µm), ondersteunt meerdere voortplantingsmodi vanwege modale spreiding. Multi-mode-glasvezel wordt over het algemeen gebruikt voor toepassingen op korte-afstanden.
Signaalverzending en -ontvangst:
Optische signalen worden verzonden en ontvangen met behulp van optische zenders (laserdiodes of licht-emitterende diodes) die elektrische signalen omzetten in optische signalen. Aan de ontvangende kant worden optische signalen met behulp van fotodetectoren weer omgezet in elektrische signalen.
Belangrijkste prestatiemaatstaven:
Bandbreedte– Maximale datasnelheid ondersteund door een glasvezel
Verzwakking– Signaalverlies in dB/km
Latentie– Tijd voor een signaal om van zender naar ontvanger te reizen
Passief optisch netwerk (PON)
PONis eenpunt-naar-multipuntpassief glasvezeltoegangsnetwerk waarvoor geen elektronische actieve apparaten nodig zijn tussen de provider en de eindgebruikers-. In een standaard PON-configuratie is deOLT (optische lijnterminal)bevindt zich op het hoofdkantoor en de OLT distribueert het optische signaal naar meerdereOptische netwerkeenheden (ONU's)ofOptische netwerkterminals (ONT's)via passieve optische splitters.
Hoe het PON-systeem werkt:
PON-systemen gebruikenTijd-Divisie meervoudige toegang (TDMA):
Stroomafwaarts:OLT zendt uit naar alle ONU's
Stroomopwaarts:ONU's zenden uit in toegewezen tijdslots
Deze architectuur zorgt voor een optimaal gebruik van vezels met de minste hoeveelheid fysieke planten.
Belangrijke PON-normen:
GPON (Gigabit-geschikt passief optisch netwerk)– Gedefinieerd door ITU-T en veel gebruikt
Downstream-snelheid: 2,5 Gbps, Upstream-snelheid: 1,25 Gbps
Uitstekende inkapselingsefficiëntie met GEM
Geavanceerde QoS voor spraak-, video- en datadiensten
Toepassingen:Grote woongemeenschappen, multi-breedbandtoegangsnetwerken
EPON (Ethernet Passief Optisch Netwerk)– Gestandaardiseerd door IEEE, gebaseerd op Ethernet-
Symmetrisch upstream en downstream: 1,0 Gbps (10G-EPON optioneel)
Eenvoudig netwerkbeheer
Compatibel met bestaande Ethernet-netwerken
Toepassingen:Stedelijke en landelijke breedband, kosten-gevoelige FTTH-implementaties
Actief optisch netwerk (AON)
EenAONbiedt eenpunt-naar-puntglasvezeltoegangsarchitectuur van een centrale switch/router naar elke eindgebruiker via speciale glasvezel, met exclusieve bandbreedte en flexibele servicecontrole.
Omvat doorgaans Ethernet-technologie, eenvoudig te integreren in bestaande LAN/WAN-netwerken
Kan worden ingezet als een standalone netwerk zonder dat een PON nodig is
Vezelpunt-naar-puntverbinding (P2P):
Het centrale kantoor is via glasvezel rechtstreeks verbonden met het pand van de klant
Elke klant beschikt over eigen glasvezel, wat unieke bandbreedte en flexibiliteit biedt
Kan bestaande Ethernet-infrastructuur (DSL/FTTH) gebruiken
Elimineert gedeelde netwerken → hoogste bandbreedte, redundantie en veerkracht
Fiber Hook-Ups in P2P:
Vlak patchpaneel:Gemonteerd in muurruimte, meerdere glasvezelconnectoren
Hoekpatchpaneel:Gemonteerd op ingangspunt, flexibele plaatsing
Helder patchpaneel:Meerdere lichtpaden, maakt toegang tot meerdere- punten mogelijk
Kruis verbinding:Interconnectie tussen netwerken of locaties die toegang bieden tot een gemeenschappelijk netwerk
Belangrijkste kenmerken:
Tot 10 Gbps speciale bandbreedte
Geavanceerd QoS en verkeersbeheer
Eenvoudige integratie met bestaande Ethernet-infrastructuur
Veelvoorkomend gebruik:
Breedbandtoegang voor bedrijven
Service-applicaties met hoge-prestaties
WDM actief optisch netwerk (WDM AON)
Samenvatting:Wijst een specifieke golflengte toe aan elke gebruiker op één enkele vezel
Belangrijkste kenmerken:
Maximaal bandbreedtegebruik
Toegewijde bandbreedte per gebruiker
Transmissie over lange-afstanden zonder extra repeaters
Veelvoorkomend gebruik:
Grote ondernemingen
Datacenter-interconnecties
Toegangsnetwerken met hoge capaciteit over lange-afstanden-
Belangrijkste componenten:
OLT:Meestal geïntegreerd in een Ethernet-switch
ONU/ONT:Speciale glasvezelafsluiting
Schakelaars/Routers:Signaaldoorzending, versterking, netwerkbeheer
Voordelen:
Toegewijde bandbreedte voor elke gebruiker
Flexibel netwerkbeheer en QoS-controle
Ondersteunt transmissie over lange-afstanden
Beperkingen:
Hogere implementatiekosten dan PON
Verhoogd vermogen en onderhoud
Actieve apparaatstoringen kunnen leiden tot serviceverlies
AON versus PON-vergelijking
Netwerkarchitectuur:
PON: Point-naar-Multipoint via passieve splitters
AON: Wijs-naar-Punt met actieve schakeling
Bandbreedte:
PON deelt bandbreedte
AON biedt speciale bandbreedte
Latentie:
PON: laag, met behulp van TDMA-planning
AON: stabiel, tenzij een actief apparaat uitvalt
Transmissieafstand:
PON: ~20 km
AON: uitgebreid via actieve versterking
Kosten en onderhoud:
PON: lagere CAPEX en OPEX
AON: hogere kosten, maar betere prestaties
FTTH-netwerkontwerp en -implementatie
Netwerkontwerp omvat:
Planning en topologieselectie
Apparatuurselectie en capaciteitsplanning
Implementatie, installatie en testen
Topologieën:Ster, Boom, Ring: elk heeft een afweging-tussen kosten en betrouwbaarheid
Testen:OTDR-test uitgevoerd voor elke vezel om stabiliteit op de lange- termijn te garanderen
Conclusie
AON:Het beste voor bedrijven die hoge bandbreedte, lage latentie en speciale serviceomgevingen nodig hebben
PON:Het beste voor grootschalige- residentiële FTTH-implementaties waarvoor kostengevoelige- netwerken en vereenvoudigde bewerkingen nodig zijn
Voor de meeste stedelijke FTTH-implementaties isPONis de meest economische en schaalbare oplossing.AONheeft de voorkeur voor toepassingen die gegarandeerde bandbreedte en geavanceerde servicecontrole nodig hebben.
