Mit jelent valójában az FTTx?

 

 

Írja be	Teljes név	Végpont	Utolsó szegmens	Tipikus forgatókönyv
FTTH	Fiber To The Home	A felhasználó otthona	Minden-szál	Lakossági felhasználók
FTTB	Fiber Az épülethez	Épület	Réz (hálózati/telefonvonal)	Kereskedelmi épületek
FTTC	Fiber To The Curb	Útszéli (közösség)	Koaxiális (réz) vonal	Régi közösségek
FTTN	Fiber To The Node	Helyi felszerelés szoba	Réz kábel	Vidéki területek
FTTO	Fiber az irodába	Hivatal	Rost	Vállalati dedikált vonal
FTTA	Fiber To The Antenna	Antenna	Rost	5G bázisállomások
FTTD	Fiber To The Desk	Asztali	Rost	Adatközpontok

 

Az "x" változó többet számít, mint gondolnád

 

Itt van a dolog arról a kis "x"-ről, -ami sok nehéz munkát végez. Cserélje ki, és teljesen más hálózati gazdaságosságról, más teljesítményjellemzőkről, más telepítési fejfájásról beszél.

Az FTTH azt jelenti, hogy a szál közvetlenül valakinek a nappalijába fut. Sehol nincs réz a hozzáférési részben. Tiszta üveg végig. Nyilvánvalóan ez az aranystandard, de az aranystandardok arany standard pénzbe kerülnek.

Az FTTB az épület távközlési helyiségében áll meg. Főleg Ázsia lakóparkjaiban gyakori. Az épület belső vezetékei-általában Cat5e vagy régi telefonpárok-elbírják az utolsó száz métert. Meglehetősen jól működik mérsékelt sávszélesség-igény esetén, bár a sávszélességet azonnal korlátozza{6}}a falak belsejében lévő dolgok.

Az FTTC és az FTTN... rendetlenebbé válik. Az üvegszálas szál egy utcai szekrénynél vagy szomszédsági csomópontnál végződik, majd az örökölt réz továbbítja a hátralévő távolságot. A távközlési szolgáltatók nyilvánvaló okokból szeretik ezeket: kihasználják a meglévő üzemet, elhalasztják a hatalmas tőkekiadásokat, továbbra is "szálas" szolgáltatást kínálnak azoknak az ügyfeleknek, akik nem ismerik a különbséget. Az FTTC és az eredeti FTTH közötti teljesítménykülönbség jelentős lehet-, potenciálisan 10-szeres sebességkülönbségről beszélünk a hurok hosszától és a réz állapotától függően.

Van még FTTO irodai környezetekhez, FTTA kiszolgáló cellatornyos backhaul (egyre kritikusabb az 5G-sűrítésnél), valamint az FTTD, amely az üvegszálat az egyes asztalokhoz tolja a vállalati környezetben. A taxonómia folyamatosan bővül.

 

PON: az engedélyező architektúra

 

A passzív optikai hálózatok gyakorlatilag minden modern FTTx-telepítés alapját képezik. A „passzív” megjelölés nem marketing szösszenet{1}}, hanem egy kritikus építészeti választást ír le. A központi iroda OLT (optikai vonali terminál) és az ügyfelek ONT (optikai hálózati terminál) helyiségei között nem talál aktív elektronikát. Csak üveg, csatlakozók és passzív elosztók.

 

 

Miért számít ez? Megbízhatóság, elsősorban. A külső üzemben lévő aktív berendezés meghibásodik. A tápegységek meghalnak, az áramköri lapok korrodálódnak, a ventilátorok elakadnak. Passzív elosztók időjárásálló házban? Lényegében nem buknak el. Láttam 15-éves hasítókat lehúzni a talapzatról, amelyek teljesen jól tesztelték.

Az elosztási arányok sokat elárulnak a hálózati gazdaságosságról. Az 1:32-es felosztás azt jelenti, hogy egy OLT port 32 előfizetőt szolgál ki. Ha 1:64-re vagy 1:128-ra állítja, az egy előfizetőre jutó berendezésköltség tovább csökken, de a rendelkezésre álló sávszélességet több felhasználó között osztja fel. A GPON 2,5 Gb/s-os downstream megosztott 64 csatornája nagyjából 39 Mb/s-ot biztosít előfizetőnként elméleti maximális kihasználtság mellett,{13}}jó a lakossági szélessáv esetében, ami problémás, ha mindenki egyszerre streamel 4K-t az esti csúcsidőben.

 

Érdekes lesz a matek:

Felosztási arány	Beillesztési veszteség	Előfizetők/Port	Effektív sávszélesség (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

Ez a beillesztési veszteség oszlop mindent korlátoz. Minden osztófokozat eszik optikai költségvetést. Rosszul adja meg a számokat, és az ONT-jei nem tudják fenntartani a kapcsolatot-az előfizetők időszakos kapcsolatot vagy közvetlen szolgáltatási hibát látnak.

 

GPON kontra EPON: rivalizálás, amely formálta az ipart

 

Két szabvány jelent meg a 2000-es évek elején, és lényegében kettévágta a világot.

A GPON (Gigabit Passive Optical Network) az ITU-T-től származott, a G.984 szabványsorozat. 2.488 Gbps lefelé, 1,244 Gbps felfelé. GEM (GPON Encapsulation Method) keretezést használ, amely natív módon kezeli az ATM, Ethernet és TDM forgalmat. A protokoll többletköltsége magasabb, de a rugalmasság jelentős.

Az EPON (Ethernet PON) IEEE 802.3ah-n keresztül érkezett. Szimmetrikus 1,25 Gbps mindkét irányban. Tiszta Ethernet keretezés-semmi más. Egyszerűbb, mondhatni elegánsabb, kivitelezése mindenképpen olcsóbb.

A földrajzi örökbefogadási minták szinte azonnal megjelentek. Az észak-amerikai és európai fuvarozók túlnyomó többsége a GPON-t választotta. Az ázsiai piacok-Japán, Korea és Kína kezdetben-az EPON-t választották. Az okok részben technikai, többnyire politikai és gazdasági jellegűek voltak. Különböző szállítói ökoszisztémák, eltérő szabályozási környezetek, különböző inkumbens preferenciák.

Kína helyzete érdekesen alakult. A China Telecom és a China Unicom 2008-2009 körül kezdte meg az EPON bevezetését, majd keményen a GPON felé fordult, ahogy a technológia kiforrott és az árak kiegyenlítődtek. Körülbelül 2015-re az új kínai telepítések túlnyomórészt GPON-ból származtak. A telepített EPON-bázis azonban továbbra is hatalmas.

 

Az ODN: ahol a tervezés találkozik a valósággal

 

Optikai elosztó hálózat-az OLT-t az ONT-vel összekötő passzív infrastruktúra-az állandó, nem-megtérülő befektetést jelenti bármely FTTx-telepítéshez. Ha rosszul tervezi az ODN-t, évtizedekig ezekkel a hibákkal él.

 

A splitter elhelyezési döntés megérdemel egy külön vitát. A központosított felosztás-minden a CO-ban vagy az első átadási pontban-leegyszerűsíti a műveleteket, de több szálat igényel az adagolóban. Az elosztott felosztási-lépcsőzetes szakaszok közelebb az ügyfelekhez-optimalizálják az üvegszál-használatot, de megsokszorozzák a lehetséges meghibásodási pontokat, és megnehezítik a hibaelhárítást.

A legtöbb operátor valahol a kettő között landol. Az első-fokozat felosztása (1:4 vagy 1:8) a szomszédos szekrénynél, a második szakasz (1:8) közelebb a helyiségekhez. A kombinált 1:32 vagy 1:64 arány elfogadhatóan egyensúlyozza a versengő aggodalmakat.

 

A teljesítmény költségvetése és a fizika zsarnoksága

 

Az optikai kapcsolatok tervezése nem elbűvölő, de meghatározza, hogy a hálózat valóban működik-e.

A GPON Class B+ rendszer nagyjából 28 dB optikai költségvetést biztosít. Ez az Ön teljes juttatása minden veszteségforrásra az OLT adó és az ONT vevő között:

 

 

Szálcsillapítás: ~0,35 dB/km 1310/1490 nm-en

Splitter beillesztési veszteség: 17-21 dB 1:32/1:64 esetén

Csatlakozók veszteségei: egyenként ~0,3 dB (piszkos vagy sérült esetén nagyobb)

Összekötési veszteségek: egyenként ~0,1 dB

Rendszermargó: minimum 3 dB ajánlott

Dolgozzon át egy valós példán. 15 km-es szálfutás, 1:32-es elosztó, 4 csatlakozó, 6 toldás:

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

Ez közel van hozzá. Ha rossz csatlakozót vagy váratlan hajlítási veszteséget ad hozzá, akkor bajba kerül.

Az XGS{0}}PON némileg javít a helyzeten az N2 osztályú optikával, amely 29 dB-es költségvetést kínál, de az alapvető korlátok továbbra is fennállnak. A fizika nem tárgyal.

 

Hullámhossz kiosztás: az üveg megosztása

 

Az egyszálas szál több szolgáltatást is hordoz egyidejűleg a hullámhossz-osztáson keresztül. Szabványos GPON-hozzárendelések:

1490 nm: Downstream adatok

1310 nm: Upstream adatok

1550 nm: RF videó fedvény (ahol telepítve van)

Ez az elrendezés lehetővé teszi az üzemeltetők számára, hogy az internetszolgáltatás mellett televíziós műsorszórást is biztosítsanak azonos infrastruktúrán. Az 1550 nm-es videofedvény egyre ritkább az új telepítéseknél-Az adathullámhosszon túli IPTV gazdaságilag ésszerűbb,-de a régi rendszerek továbbra is RF videót hordoznak.

A következő-generációs rendszerek további hullámhosszú ingatlanokat ragadnak meg. Az XGS-A PON 1577 nm-t használ lefelé, hogy együtt éljen a GPON-nal ugyanazon az ODN-en. Elméletileg fokozatos migrációt tesz lehetővé: a GPON-előfizetők kapcsolatban maradnak, miközben az XGS-PON ONT-k ugyanazon a szálon aktiválódnak, ugyanazon az elosztókon, ugyanazon mindenen.

Az együttélési elem egyszerűen hangzik, de hullámhossz{0}}blokkoló szűrőkre van szükség a GPON ONT-ken, hogy megakadályozzák, hogy az 1577 nm-es jel túlterhelje a vevőket. A részletek számítanak.

 

OLT architektúra: a központi irodai agy

 

 

A modern OLT-k kevéssé hasonlítanak a korai berendezésekhez. A Huawei (MA5800-as sorozat), a ZTE (ZXA10 C6xx), a Nokia (ISAM FX) és mások jelenlegi házplatformjai figyelemreméltó sűrűségű -PON-portok százai, több 100GE-felfelé irányuló kapcsolat, integrált útválasztás és előfizető-kezelés.

Tipikus nagy{0}}kapacitású konfiguráció:

16 nyílásos alváz

Kettős redundáns vezérlőkártya (kötelező a szolgáltatók telepítéséhez)

Több PON vonalkártya (egyenként 16 port, GPON/XGS-PON/kombó)

100GE uplink kártyák, amelyek a metróhoz/maghálózathoz csatlakoznak

Környezetfigyelés, haldokló zihálás észlelése, a szokásos hordozó{0}}minőségi követelmények

A PON MAC (Media Access Control) funkcionalitás kezeli a kemény részeket: DBA (Dynamic Bandwidth Allocation), amely potenciálisan több száz ONT között upstream időréseket szab meg, olyan protokollokat, amelyek biztosítják, hogy az ONT-k sorozatos átvitele különböző távolságra megfelelően érkezzen az OLT-vevőhöz, titkosítási kulcskezelés, ONU-hitelesítés.

A DBA-algoritmusok jelentősen eltérnek az egyes gyártóktól. A specifikáció meghatározza a szolgáltatástípusokat (rögzített, biztosított, nem -biztosított, legjobb-erő), de a megvalósítás részleteit-milyen gyorsan reagál a rendszer a forgalmi igények változásaira, hogyan oszlik el méltányosan a sávszélesség torlódás esetén-ezek a szabadalmaztatott megkülönböztetők.

 

A csepp telepítés valósága

 

A tervezési dokumentumok soha nem mutatják be pontosan, mit foglal magában az FTTH telepítés a gyakorlatban.

Egyetlen lakossági telepítés a következőket jelenti: a legközelebbi elosztópont megtalálása, szál továbbítása onnan a helyiségbe (légi, földbe ásott vagy építési utak), behatolás a szerkezetbe a háztulajdonos számára elfogadható helyre, belső kábelezés az ONT helyére, mindkét vég lezárása, tesztelés, szolgáltatás aktiválása.

Minden lépésnek meghibásodási módjai vannak. Az engedélyek késve. A vezeték tele van. A háztulajdonos megtagadja a fúrást. A belső útvonalat HVAC vagy szerkezeti elemek blokkolják. A meglévő ONT helyen nincs konnektor. A szál a telepítés során sérült. A vizsgálati eredmények marginálisak.

A képzett technikusok kevesebb mint két óra alatt elvégzik a szabványos telepítéseket. A problémás telepítések egész napokat vesznek igénybe. Az átlagos telepítési költségek vadul változnak – 150 azonnali MDU-környezettől 150 azonnali MDU-környezetig,500+ hosszú, vidéki, új légi építést igénylő cseppekben.

A csökkenés gazdaságossága gyakran minden más tényezőnél jobban meghatározza az FTTx üzleti életképességét. Az üzemeltetők jó okkal foglalkoznak az „átadásonkénti költség” (kiépített infrastruktúra) és az „előfizetőnkénti költség” (aktivált infrastruktúra) között.

 

Hibaelhárítás: problémák keresése üvegkilométerben

 

A szálas üzem hibaelhárítása alapvetően különbözik a rézdiagnosztikától. Nem mérhet ellenállást, és nem ellenőrizheti a nyitást és a rövidzárlatot. Az optikai időtartomány-reflexióméterek (OTDR) nélkülözhetetlenek-, fényimpulzusokat fecskendeznek be, és elemzik a visszaszórt visszatéréseket, hogy feltérképezzék a szálat, azonosítsák az eseményeket (illesztések, csatlakozók, szakadások), és mérik a veszteséget minden ponton.

Az OTDR-nyomok olvasásának megtanulása művészet. Ön az aláírásokat értelmezi: a fényvisszaverő tüske csatlakozót vagy mechanikus toldást, a nem-reflexiós veszteséglépés fúziós illesztést vagy hajlítást, a zajszintre történő hirtelen csökkenés pedig törést jelent.

Gyakori meghibásodási forgatókönyvek:

 

• Makró-hajlítás: A szál túl szorosan hajlott a sarkok körül vagy összetört a vezetékben. Gyakran fokozott veszteségként jelenik meg, nyilvánvaló tükröző esemény nélkül. A megoldás általában a fizikai ellenőrzés és az átirányítás.
• A csatlakozó szennyeződése: Egyetlen porrészecske több dB-lel növelheti a behelyezési veszteséget. A szálak tisztítása nem kötelező,{1}}hanem minden csatlakozás előtt kötelező. A minőségi technikusok vallásilag szállítják az ellenőrző köröket és a tisztítószereket.
• Rágcsálók károsodása: Feltűnően gyakori a légi és néhány eltemetett növényben. A mókusok láthatóan élvezik a szálkábelek rágását. Az OTDR sérülésmintái törésnek tűnnek, de a helyszíni vizsgálat felfedi a tényleges okot. A páncélozott kábelek segítenek. Többnyire.
• Az elosztó meghibásodása: Ritka, de nem ismeretlen. A víz behatolása a nem-géllel-töltött illesztési záróelemekbe károsíthatja a hasító pigtaileket. A sikertelen elosztók egyidejűleg több előfizetőre is hatással vannak-a diagnosztikai nyom, amikor ugyanazon a terjesztési útvonalon több ONT együtt lép offline állapotba.

 

Teljesítményfigyelés: amit a hálózat mond

 

A modern OLT-k kiterjedt telemetriai adatokat gyűjtenek: az egyes ONT-ktől kapott optikai teljesítményt, bithibaarányokat, FEC korrekciós számlálókat, forgalmi statisztikákat. Az intelligens operátorok bányászzák ezeket az adatokat.

Az optikai teljesítmény trendek feltárják a romló kapcsolatokat, mielőtt azok teljesen meghibásodnának. A -24 dBm ONT-érték, amely hat hónap alatt fokozatosan -26 dBm-re gyengül, a csatlakozók károsodásának, a kábel sérülésének és a növényzet légi nyílásokká növekedésének problémájára utal. A proaktív karbantartás az előfizetőt érintő hiba előtt kezeli a problémákat.

A FEC (Forward Error Correction) statisztikája egy másik korai figyelmeztető mutatót kínál. A megnövekedett javított hibaszámok azt jelentik, hogy a kapcsolat akkor is a margóhatár közelében működik, ha nem történik javítatlan hiba. Ez egy olyan rendszer, amely azt mondja, hogy keményebben dolgozik, mint kellene.

A forgalomelemzés segíti a kapacitástervezést. Mely PON portok közelítik meg a torlódást csúcsidőben? Mely ONT-k fogyasztanak aránytalanul nagy sávszélességet? Hol történjen a következő elosztó frissítés?

 

Fejlődés: 10G, 25G és még tovább

 

A sávszélesség fokozódása könyörtelenül folytatódik.

Az XGS-PON (10 Gb/s szimmetrikus) ma már általánossá vált, és világszerte aktívan elterjedt. Ugyanaz az ODN-infrastruktúra, mint a GPON-

A 25G-PON és az 50G-PON jelenti a következő növekményt. Az IEEE 802.3ca 25/50G EPON-változatokat határoz meg. Az ITU-T G.9804 50G-PON-t takar. Ezek valószínűleg 2025-2027 körül érik el a nagy mennyiségben történő bevezetést.

Ezen túlmenően koherens PON-technológiák rajzolódnak ki. A hagyományos PON közvetlen érzékelési{1}}intenzitásmodulációt használ az adónál, egyszerű fotodiódát a vevőnél. A koherens rendszerek fázis- és polarizációs információkat adnak, ami jobb vevőérzékenységet és nagyobb sebességet tesz lehetővé, de bonyolultabb (drágább) ONT optikát igényel. Továbbra is bizonytalan, hogy a koherens PON gazdaságilag életképessé válik-e a tömeges{4}}piaci lakossági szolgáltatások számára.

Az ETSI F5G (Fifth Generation Fixed Network) keretrendszere megpróbálja meghatározni a képességeket és a használati eseteket: továbbfejlesztett vezetékes szélessáv, teljes-száloptikai kapcsolat, garantált megbízható élmény. A marketing megfelel a szabványosításnak. Az alatta lévő műszaki tartalom 50G-PON, Wi-Fi 7, determinisztikus hálózati funkciók és intelligens ODN-kezelés.

 

Ipari és vállalati: PON túl a lakossági

 

A lakossági internet ösztönözte az FTTx korai bevezetését, de a vállalati alkalmazások egyre fontosabbak.

Az FTTO (Fiber To The Office) a hagyományos strukturált kábelezést PON-ra cseréli. Egy szál minden asztalhoz, passzív elosztók a mennyezeti terekben, egy OLT a telekommunikációs helyiségben. A támogatók a csökkentett rézkábelezést, az egyszerűsített költöztetést/hozzáadást/módosítást, valamint az alacsonyabb energiafogyasztást említik. A kritikusok rámutatnak arra, hogy a szabványos Ethernet-kapcsolás kiforrott, jól-érthető, és nem igényel speciális képzést. Az elfogadás továbbra is szerény, de növekszik, különösen az új építéseknél, ahol a kábelezési infrastruktúra még nincs telepítve.

Az ipari PON a gyártási környezeteket célozza meg. Az értékajánlat: szálas immunitás az elektromágneses interferenciákkal szemben, passzív alkatrészek, amelyek zord körülmények között sem hibáznak, hosszú hatótáv ismétlők nélkül. A gyakorlati kihívások közé tartozik a szabványosított ipari PON berendezések hiánya és a meglévő üzemi technológiai rendszerekkel való integráció.

Az 5G fronthaul hatalmas PON-lehetőséget jelent. A bázisállomások nagy-kapacitású backhaul-ot igényelnek; a passzív optikai átvitel lenyűgöző gazdaságosságot kínál a dedikált optikai szálakhoz vagy mikrohullámú összeköttetésekhez képest. 25G-A PON kifejezetten a mobil fronthaul alkalmazásokat célozza meg megfelelő késleltetési és jitter-jellemzőkkel.

---

Az FTTx nem egy dolog,{0}}hanem a különböző gazdasági és földrajzi körülményekhez igazított architektúrák, technológiák és kompromisszumok skálája. A mozaikszó egyszerűen hangzik. A valóság több évtizedes szabványosítási munkából, több milliárd dolláros infrastrukturális beruházásból és számtalan mérnöki döntésből áll, amelyeket a valós világ-korlátai között hoztak. Ez a kis "x" sok területet takar.