Ką iš tikrųjų reiškia FTTx?

 

 

Tipas	Pilnas vardas	Pabaigos taškas	Paskutinis segmentas	Tipiškas scenarijus
FTTH	Šviesolaidis į namus	Vartotojo namai	Visas{0}}pluoštas	Gyvenamieji vartotojai
FTTB	Šviesolaidis į pastatą	Pastatas	Varis (tinklo / telefono linija)	Komerciniai pastatai
FTTC	Fiber To The Curb	Pakelės (bendruomenė)	Koaksialinė (varinė) linija	Senos bendruomenės
FTTN	Šviesolaidis į mazgą	Vietinės įrangos kambarys	Varinis kabelis	Kaimo vietovės
FTTO	Šviesolaidis į biurą	Biuras	Pluoštas	Įmonei skirta linija
FTTA	Šviesolaidis prie antenos	Antena	Pluoštas	5G bazinės stotys
FTTD	Šviesolaidis prie rašomojo stalo	Darbalaukis	Pluoštas	Duomenų centrai

 

Kintamasis „x“ yra svarbesnis, nei jūs manote

 

Štai apie tą mažą „x“-, kuris kelia daug sunkaus svorio. Pakeiskite jį ir jūs kalbate apie visiškai skirtingą tinklo ekonomiką, skirtingas veikimo charakteristikas, skirtingus diegimo galvos skausmus.

FTTH reiškia, kad pluoštas patenka tiesiai į kažkieno kambarį. Prieigos dalyje niekur nėra vario. Visą laiką grynas stiklas. Akivaizdu, kad tai yra aukso standartas, bet aukso standartai kainuoja aukso-standartinius pinigus.

FTTB sustoja pastato telekomunikacijų kambaryje. Ypač paplitusi daugiabučių kompleksuose visoje Azijoje. Vidiniai pastato laidai-paprastai Cat5e arba senos telefonų poros-tvarko paskutinius šimtus metrų. Pakankamai gerai veikia esant nedideliems pralaidumo poreikiams, nors pralaidumą iš karto{6}}riboja viskas, kas yra tų sienų viduje.

FTTC ir FTTN tampa... netvarkingesni. Šviesolaidis baigiasi gatvės spintoje arba kaimynystės mazge, tada senasis varis perduoda signalus apie likusį atstumą. Telekomunikacijų operatoriams tai patinka dėl akivaizdžių priežasčių: panaudoti esamą gamyklą, atidėti didžiules kapitalo išlaidas, vis tiek teikti „šviesolaidžio“ paslaugas klientams, kurie nežino skirtumo. Veikimo skirtumas tarp FTTC ir tikrojo FTTH gali būti didelis-kalbame apie 10 kartų didesnį greičio skirtumą, atsižvelgiant į kilpos ilgį ir vario būklę.

Taip pat yra FTTO, skirtas biuro aplinkai, FTTA aptarnaujantis mobiliojo ryšio bokšto atbulinis maršrutas (vis labiau svarbus naudojant 5G tankinimą), FTTD, perkeliantis šviesolaidį į atskirus stalus įmonės nustatymuose. Taksonomija vis plečiasi.

 

PON: įgalinanti architektūra

 

Pasyvūs optiniai tinklai yra beveik visų šiuolaikinių FTTx diegimų pagrindas. Pavadinimas „pasyvus“ nėra rinkodaros priemonė,{1}}jis apibūdina svarbų architektūrinį pasirinkimą. Tarp centrinio biuro OLT (optinės linijos terminalo) ir klientų patalpų ONT (optinio tinklo terminalo) aktyvios elektronikos nerasite. Tik stiklas, jungtys ir pasyvūs skirstytuvai.

 

 

Kodėl tai svarbu? Patikimumas, visų pirma. Sugenda aktyvi įranga išorinėje gamykloje. Maitinimo šaltiniai miršta, plokštės korozuoja, ventiliatoriai stringa. Pasyvūs skirstytuvai, sėdintys oro sąlygoms atspariame aptvare? Jie iš esmės nepasiduoda. Mačiau 15 -metų senumo skirstytuvus, nuimtus nuo pjedestalų, kurie buvo išbandyti puikiai.

Daliklių koeficientai daug pasako apie tinklo ekonomiką. 1:32 padalijimas reiškia, kad vienas OLT prievadas aptarnauja 32 abonentus. Paspauskite iki 1:64 arba 1:128 ir jūsų įrangos kaina vienam abonentui dar labiau sumažės, bet jūs padalijate turimą pralaidumą daugiau vartotojų. GPON 2,5 Gb/s pasroviui bendrinami 64 būdai suteikia apytiksliai 39 Mb/s vienam abonentui esant teoriniam maksimaliam išnaudojimui{13}}naudinga gyvenamajam plačiajuosčiui ryšiui, o tai kelia problemų, jei vakaro piko valandomis visi vienu metu perduoda 4K srautą.

 

Matematika tampa įdomi:

Padalijimo santykis	Įdėjimo praradimas	Abonentai / prievadas	Efektyvus pralaidumas (GPON)
1:8	~10,5 dB	8	~312 Mbps
1:16	~14 dB	16	~156 Mbps
1:32	~17,5 dB	32	~78 Mbps
1:64	~21 dB	64	~39 Mbps

Tas įterpimo nuostolių stulpelis apriboja viską. Kiekvienas skirstytuvo etapas valgo optinį biudžetą. Neteisingai įveskite numerius ir jūsų ONT negalės palaikyti ryšio-prenumeratoriai mato pertrūkį ryšį arba tiesioginį paslaugos sutrikimą.

 

GPON prieš EPON: konkurencija, suformavusi pramonę

 

Du standartai atsirado 2000-ųjų pradžioje ir iš esmės išskyrė pasaulį tarp jų.

GPON (gigabitinis pasyvus optinis tinklas) atėjo iš ITU{0}}T, valdomas G.984 standartinės serijos. 2.488 Gbps pasroviui, 1,244 Gbps prieš srovę. Naudoja GEM (GPON Encapsulation Method) kadravimą, kuris savaime tvarko ATM, Ethernet ir TDM srautą. Protokolo pridėtinės išlaidos yra didesnės, tačiau lankstumas yra didelis.

EPON (Ethernet PON) atkeliavo per IEEE 802.3ah. Simetrinis 1,25 Gbps abiem kryptimis. Grynas Ethernet kadravimas-nieko daugiau. Paprastesnis, neabejotinai elegantiškesnis, tikrai pigesnis įgyvendinti.

Geografiniai priėmimo modeliai atsirado beveik iš karto. Šiaurės Amerikos ir Europos vežėjai didžiąja dalimi pasirinko GPON. Azijos rinkose-Japonija, Korėja, Kinija iš pradžių-perėjo EPON. Priežastys buvo iš dalies techninės, daugiausia politinės ir ekonominės. Skirtingos pardavėjų ekosistemos, skirtinga reguliavimo aplinka, skirtingos esamų operatorių nuostatos.

Kinijos padėtis susiklostė įdomiai. „China Telecom“ ir „China Unicom“ pradėjo diegti EPON maždaug 2008–2009 m., o vėliau sunkiai pasuko link GPON, kai technologija brendo ir kainodara susilygino. Maždaug 2015 m. nauji Kinijos diegimai daugiausia buvo GPON. Tačiau įdiegta EPON bazė išlieka didžiulė.

 

ODN: kur planavimas atitinka realybę

 

Optinis paskirstymo tinklas{0}}pasyvi infrastruktūra, jungianti OLT su ONT-, yra nuolatinė,-neatgaunama investicija į bet kokį FTTx diegimą. Neteisingai nustatykite ODN dizainą ir gyvensite su šiomis klaidomis dešimtmečius.

 

Sprendimas dėl skirstymo vietos nusipelno atskiro aptarimo. Centralizuotas padalijimas-viskas CO arba pirmame perdavimo taške-supaprastina operacijas, tačiau tiektuvui reikia daugiau skaidulų. Paskirstyti skaidymo{4}}pakopiniai etapai arčiau klientų-optimizuoja šviesolaidžio naudojimą, bet padidina galimų gedimų taškus ir apsunkina trikčių šalinimą.

Dauguma operatorių nusileidžia kažkur tarp jų. Pirmosios-pakopos padalijimas (1:4 arba 1:8) kaimyniniame kabinete, antrasis etapas (1:8) arčiau patalpų. Kombinuotas santykis 1:32 arba 1:64 konkuruojančius rūpesčius subalansuoja priimtinai.

 

Galios biudžetai ir fizikos tironija

 

Optinių nuorodų inžinerija nėra žavinga, tačiau ji nustato, ar jūsų tinklas iš tikrųjų veikia.

GPON klasės B+ sistema suteikia maždaug 28 dB optinio biudžeto. Tai yra jūsų bendra suma už kiekvieną nuostolių šaltinį tarp OLT siųstuvo ir ONT imtuvo:

 

 

Skaidulos slopinimas: ~0,35 dB/km esant 1310/1490nm

Skirstytuvo įterpimo nuostoliai: 17-21 dB 1:32/1:64

Jungties nuostoliai: kiekviena ~0,3 dB (jei nešvari ar pažeista, daugiau)

Sujungimo nuostoliai: kiekvienas ~0,1 dB

Sistemos riba: rekomenduojama mažiausiai 3 dB

Atlikite tikrą pavyzdį. 15 km šviesolaidžio bėgimas, 1:32 skirstytuvas, 4 jungtys, 6 sujungimai:

(15 × 0,35) + 17.5 + (4 × 0,3) + (6 × 0,1) + 3=5.25 + 17.5 + 1.2 + 0.6 + 3=27.55 dB

Tai supjaustoma arti. Pridėkite blogą jungtį arba netikėtą lenkimo praradimą ir turėsite problemų.

XGS{0}}PON šiek tiek pagerina situaciją, nes N2 klasės optika siūlo 29 dB biudžetą, tačiau esminiai apribojimai išlieka. Fizika nesiderina.

 

Bangos ilgio paskirstymas: dalijimasis stiklu

 

Vienas pluoštas vienu metu teikia kelias paslaugas per bangos ilgio padalijimą. Standartinės GPON užduotys:

1490 nm: duomenys pasroviui

1310 nm: duomenys prieš srovę

1550 nm: RF vaizdo perdanga (kur įdiegta)

Šis susitarimas leidžia operatoriams teikti televizijos transliacijas kartu su interneto paslauga identiškoje infrastruktūroje. 1550 nm vaizdo perdanga vis retesnė naudojant naujus įrenginius-IPTV per duomenų bangų ilgį ekonomiškai prasmingesnė,-tačiau senosios sistemos vis tiek perduoda RF vaizdą.

Naujos-kartos sistemos paima papildomo bangos ilgio nekilnojamąjį turtą. XGS-PON naudoja 1577 nm pasroviui, kad egzistuotų kartu su GPON tame pačiame ODN. Teoriškai įgalina laipsnišką perkėlimą: GPON abonentai palaiko ryšį, o XGS-PON ONT aktyvuojasi tame pačiame šviesolaidyje, tuose pačiuose skirstytuvuose, tuo pačiu viskas.

Koegzistencijos dalis skamba paprastai, bet reikalauja bangos ilgio{0}}blokavimo filtrų GPON ONT, kad 1577 nm signalas neapkrautų imtuvų. Detalės svarbios.

 

OLT architektūra: centrinio biuro smegenys

 

 

Šiuolaikiniai OLT mažai primena ankstyvą įrangą. Dabartinėse „Huawei“ (MA5800 serijos), ZTE (ZXA10 C6xx), „Nokia“ (ISAM FX) ir kitų važiuoklės platformose yra šimtai PON prievadų, kelios 100GE aukštyn kojos, integruotas maršruto parinkimas ir abonentų valdymas.

Įprasta didelės talpos{0}}konfigūracija:

16 lizdų važiuoklė

Dvigubos perteklinės valdymo kortelės (privalomos diegiant operatorius)

Kelios PON linijos kortelės (po 16 prievadų, GPON / XGS-PON / kombinuotas)

100GE uplink kortelės, jungiamos prie metro / pagrindinio tinklo

Aplinkos stebėjimas, mirštančio dusulio aptikimas, įprasti operatoriaus{0}}klasės reikalavimai

PON MAC (Media Access Control) funkcionalumas tvarko sudėtingas dalis: DBA (dinaminis dažnių juostos pločio paskirstymas), sprendžiantis prieš srovę esančius laiko tarpus tarp potencialiai šimtų ONT, diapazono protokolus, užtikrinančius, kad serijiniai perdavimai iš ONT įvairiais atstumais būtų tinkamai suderinti su OLT imtuvu, šifravimo rakto valdymas, ONU autentifikavimas.

DBA algoritmai tarp tiekėjų labai skiriasi. Specifikacija apibrėžia paslaugų tipus (fiksuotas, užtikrintas, neužtikrintas, geriausias-pastangas), tačiau išsamiai aprašoma diegimo informacija,-kaip greitai sistema reaguoja į srauto paklausos pokyčius, kaip teisingai pasiskirsto pralaidumas esant perkrovai-tai yra patentuoti skirtumai.

 

Lašų diegimo realybė

 

Inžineriniai dokumentai niekada tiksliai neatskleidžia, ką FTTH diegimas apima praktiškai.

Vieno gyvenamojo namo įrengimas reiškia: artimiausio skirstymo taško nustatymą, šviesolaidžio nukreipimą iš ten į patalpas (oro, palaidotus ar pastato takus), prasiskverbimą į konstrukciją namo savininkui priimtinoje vietoje, vidaus kabelių tiesimą iki ONT vietos, abiejų galų nutraukimą, testavimą, paslaugų aktyvavimą.

Kiekvienas žingsnis turi gedimo režimus. Leidimai vėluoja. Vamzdis pilnas. Namo savininkas atsisako gręžti. Vidinis maršrutas užblokuotas ŠVOK arba konstrukcinių elementų. Esamoje ONT vietoje nėra maitinimo lizdo. Montavimo metu pažeistas pluoštas. Testo rezultatai ribiniai.

Kvalifikuoti technikai standartinius įrengimus atlieka per mažiau nei dvi valandas. Probleminiai diegimai trunka ištisas dienas. Vidutinės įrengimo išlaidos labai skiriasi – nuo ​​150 tiesioginių MDUenvironmento iki 150 tiesioginių MDUenvironmentto1,500+ ilgiems kaimo kritimams, kuriems reikia naujos oro konstrukcijos.

Ekonomikos kritimas dažnai lemia FTTx verslo perspektyvumą labiau nei bet kuris kitas veiksnys. Operatoriams ne veltui rūpi „mokestis už praėjimą“ (sukurta infrastruktūra), palyginti su „kaina už abonentą“ (infrastruktūra suaktyvinta).

 

Trikčių šalinimas: problemų nustatymas stiklo kilometrais

 

Pluoštinių augalų trikčių šalinimas iš esmės skiriasi nuo vario diagnostikos. Negalite išmatuoti pasipriešinimo arba patikrinti, ar nėra atsidarymo ir šortų. Optiniai laiko domeno reflektometrai (OTDR) tampa būtini,{2}}jie švirkščia šviesos impulsus ir analizuoja atgalinį išsklaidymą, kad atvaizduotų skaidulą, identifikuotų įvykius (sujungimus, jungtis, pertraukas) ir kiekviename taške matuotų nuostolius.

Išmokti skaityti OTDR pėdsakus yra menas. Jūs aiškinate parašus: atspindintis smaigalys rodo jungtį arba mechaninį sujungimą, neatspindinčio praradimo žingsnis rodo susiliejimą arba lenkimą, staigus kritimas iki triukšmingo lygio reiškia lūžį.

Dažni gedimų scenarijai:

 

• Makro-lenkimas: Pluoštas per stipriai išlenktas kampuose arba sutraiškytas vamzdyje. Dažnai atrodo kaip padidėjęs praradimas be akivaizdaus atspindinčio įvykio. Sprendimas paprastai yra fizinis patikrinimas ir maršruto keitimas.
• Jungties užteršimas: Pavienės dulkių dalelės gali keliais dB padidinti įterpimo nuostolius. Pluošto valymas nėra neprivalomas,{1}}tai privalomas prieš kiekvieną prisijungimą. Kokybiškos technologijos atlieka tikrinimo apimtį ir valymo priemones.
• Graužikų žala: Labai dažnas ore ir kai kuriuose palaidotuose augaluose. Voverės, matyt, mėgsta kramtyti pluoštinius kabelius. OTDR pažeidimų modeliai atrodo kaip pertraukos, tačiau patikrinimas vietoje atskleidžia tikrąją priežastį. Šarvuoti kabeliai padeda. Dažniausiai.
• Skirstytuvo gedimas: Retas, bet ne nežinomas. Vandens patekimas į ne-gel-užpildytus sandūrų uždarymo elementus gali pažeisti skeltuvus. Nepavykę skirstytuvai vienu metu veikia keliems prenumeratoriams-diagnostikos užuominą, kai keli ONT tame pačiame platinimo kelyje kartu tampa neprisijungę.

 

Našumo stebėjimas: ką jums sako tinklas

 

Šiuolaikiniai OLT renka plačią telemetriją: gaunamą optinę galią iš kiekvieno ONT, bitų klaidų dažnius, FEC pataisų skaičių, srauto statistiką. Išmanieji operatoriai išgauna šiuos duomenis.

Optinės galios tendencijos atskleidžia blogėjančias jungtis, kol jos visiškai sugenda. ONT rodmuo -24 dBm, kuris per šešis mėnesius palaipsniui silpsta iki -26 dBm, rodo, kad kyla problemų dėl jungties pablogėjimo, kabelio pažeidimo, augmenijos peraugimo į oro tarpatramius. Proaktyvi priežiūra sprendžia problemas prieš abonentą turintį gedimą.

FEC (Forward Error Correction) statistika siūlo dar vieną išankstinio įspėjimo indikatorių. Padidėjęs ištaisytų klaidų skaičius reiškia, kad nuoroda veikia netoli savo paraštės ribų, net jei neįvyksta jokių nepataisytų klaidų. Tai sistema, rodanti, kad ji dirba sunkiau nei turėtų.

Eismo analizė padeda planuoti pajėgumus. Kuriuose PON prievaduose piko valandomis artėja spūstys? Kurie ONT naudoja neproporcingą pralaidumą? Kur turėtų įvykti kitas skirstytuvo atnaujinimas?

 

Evoliucija: 10G, 25G ir daugiau

 

Pralaidumo didėjimas nenumaldomai tęsiasi.

XGS-PON (10 Gbps simetriškas) dabar yra įprastas ir aktyviai naudojamas visame pasaulyje. Ta pati ODN infrastruktūra kaip ir GPON{3}}operatoriai gali atnaujinti keisdami OLT korteles ir ONT neliesdami išorinės gamyklos.

25G-PON ir 50G-PON reiškia kitą prieaugį. IEEE 802.3ca apibrėžia 25/50G EPON variantus. ITU-T G.9804 apima 50G-PON. Tikėtina, kad jų apimtis pasieks maždaug 2025–2027 m.

Be to, vyrauja nuoseklios PON technologijos. Tradicinis PON naudoja tiesioginio aptikimo{1}}intensyvumo moduliavimą prie siųstuvo, o imtuve – paprastą fotodiodą. Nuoseklios sistemos prideda fazės ir poliarizacijos informaciją, todėl imtuvo jautrumas ir didesnis greitis, tačiau reikia sudėtingesnės (brangesnės) ONT optikos. Vis dar neaišku, ar nuoseklus PON taps ekonomiškai perspektyvus teikti masinės{4}}rinkos gyvenamąsias paslaugas.

ETSI sukurta F5G (penktos kartos fiksuoto tinklo) sistema bando apibrėžti galimybes ir naudojimo atvejus: patobulintas fiksuotas plačiajuostis ryšys, visapusiškas-šviesolaidinis ryšys, garantuota patikima patirtis. Rinkodara atitinka standartizaciją. Apatinė techninė medžiaga apima 50G-PON, Wi-Fi 7, deterministines tinklo funkcijas, išmanųjį ODN valdymą.

 

Pramonė ir įmonės: PON ne tik gyvenamosiose patalpose

 

Gyvenamasis internetas paskatino ankstyvą FTTx diegimą, tačiau įmonės taikomosios programos tampa vis svarbesnės.

FTTO (Fiber To The Office) pakeičia tradicinius struktūrinius kabelius PON. Po vieną skaidulą prie kiekvieno stalo, pasyvūs skirstytuvai lubų erdvėse, vienas OLT telekomunikacijų kambaryje. Šalininkai nurodo sumažintus varinius kabelius, supaprastintus judesius / papildymus / pakeitimus, mažesnes energijos sąnaudas. Kritikai pabrėžia, kad standartinis eterneto perjungimas yra brandus,-gerai suprantamas ir nereikalauja specialaus mokymo. Priėmimas išlieka nedidelis, bet auga, ypač naujose statybose, kur kabelių infrastruktūra dar neįdiegta.

Pramoninis PON skirtas gamybos aplinkai. Vertės pasiūlymas: skaidulų atsparumas elektromagnetiniams trukdžiams, pasyvūs komponentai, kurie nesugenda atšiauriomis sąlygomis, ilgas pasiekiamumas be kartotuvų. Praktiniai iššūkiai apima standartizuotos pramoninės PON įrangos trūkumą ir integraciją su esamomis veikiančiomis technologijų sistemomis.

5G fronthaul yra didžiulė PON galimybė. Bazinėms stotims reikia didelės-pajėgumo atgalinio ryšio; pasyvus optinis perdavimas siūlo įtikinamą ekonomiją, palyginti su tam skirtais šviesolaidžiais arba mikrobangų jungtimis. 25G-PON skirtas konkrečiai mobiliosioms priekinio perdavimo programoms su atitinkamomis delsos ir virpėjimo charakteristikomis.

---

FTTx nėra vienas dalykas{0}}tai architektūros, technologijų ir kompromisų spektras, pritaikytas įvairioms ekonominėms ir geografinėms aplinkybėms. Akronimas skamba paprastai. Realybė apima dešimtmečius trunkantį standartizavimo darbą, milijardus dolerių investicijų į infrastruktūrą ir daugybę inžinerinių sprendimų, priimtų esant realaus pasaulio suvaržymams. Tas mažas „x“ apima daug žemės.