Mitä FTTx oikeastaan ​​tarkoittaa?

 

 

Tyyppi	Koko nimi	Päätepiste	Viimeinen jakso	Tyypillinen skenaario
FTTH	Kuitu kotiin	Käyttäjän koti	Kaikki{0}}kuitu	Kotikäyttäjät
FTTB	Kuitua rakennukseen	Rakentaminen	Kupari (verkko/puhelinlinja)	Liikerakennukset
FTTC	Fiber To The Curb	Tienvarsi (yhteisö)	Koaksiaalinen (kupari) linja	Vanhat yhteisöt
FTTN	Kuitu solmuun	Paikallinen laitehuone	Kuparikaapeli	Maaseutualueet
FTTO	Kuitu toimistoon	Toimisto	Kuitu	Yrityksille omistettu linja
FTTA	Kuitu antenniin	Antenni	Kuitu	5G-tukiasemat
FTTD	Kuitu työpöydälle	Työpöytä	Kuitu	Datakeskukset

 

"x"-muuttujalla on enemmän merkitystä kuin uskotkaan

 

Tässä on asia siitä pienestä "x":stä-, joka nostaa paljon raskaita. Vaihda se ja puhut täysin erilaisesta verkon taloudesta, erilaisista suorituskykyominaisuuksista, erilaisista asennuspäänsärkyistä.

FTTH tarkoittaa, että kuitu kulkee suoraan jonkun olohuoneeseen. Ei kuparia missään liitäntäosassa. Kaikin puolin puhdasta lasia. Tämä on tietysti kultastandardi, mutta kultastandardit maksavat kulta-standardirahaa.

FTTB pysähtyy rakennuksen tietoliikennehuoneessa. Yleinen kerrostaloissa eri puolilla Aasiaa. Rakennuksen sisäiset johdot-yleensä Cat5e tai vanhat puhelinparit-käsittelevät viimeiset sadat metrit. Toimii kohtuullisen hyvin kohtalaisiin kaistanleveysvaatimuksiin, vaikka kaistanleveys-rajoittuu välittömästi seinien sisällä.

FTTC ja FTTN ovat... sotkuisempia. Kuitu päättyy katukaappiin tai naapurusolmupisteeseen, jolloin vanha kupari kuljettaa signaaleja jäljellä olevasta etäisyydestä. Teleoperaattorit rakastavat näitä ilmeisistä syistä: hyödyntää olemassa olevaa laitosta, lykätä massiivisia pääomapanostuksia, markkinoida edelleen "kuitupalvelua" asiakkaille, jotka eivät tiedä eroa. Suorituskykyero FTTC:n ja aidon FTTH:n välillä voi olla huomattava-puhumme mahdollisesti 10-kertaisista nopeuseroista riippuen silmukan pituudesta ja kuparin kunnosta.

Mukana on myös FTTO toimistoympäristöihin, FTTA palveleva solutorni backhaul (yhtyeen kriittisempi 5G-tiheyden myötä), FTTD työntää kuitua yksittäisille työpöydille yritysasetuksissa. Taksonomia laajenee koko ajan.

 

PON: mahdollistava arkkitehtuuri

 

Passiiviset optiset verkot tukevat käytännöllisesti katsoen kaikkia nykyaikaisia ​​FTTx-ratkaisuja. "Passiivinen" nimitys ei ole markkinointia{1}}se kuvaa kriittistä arkkitehtonista valintaa. Keskuskonttorin OLT (Optical Line Terminal) ja asiakastilojen ONT (Optical Network Terminal) väliltä ei löydy aktiivista elektroniikkaa. Vain lasi, liittimet ja passiiviset halkaisijat.

 

 

Miksi tällä on väliä? Luotettavuus ennen kaikkea. Ulkolaitoksen aktiiviset laitteet vioittuvat. Virtalähteet kuolevat, piirilevyt syöpyvät, tuulettimet takertuvat. Passiiviset jakajat istuvat säänkestävässä kotelossa? He eivät periaatteessa epäonnistu. Olen nähnyt 15 -vuotiaita halkaisulaitteita, jotka on vedetty jalustoista ja jotka ovat olleet täysin hyviä.

Jakajasuhteet kertovat paljon verkkotaloudesta. Jako 1:32 tarkoittaa, että yksi OLT-portti palvelee 32 tilaajaa. Paina 1:64 tai 1:128 ja laitekustannukset tilaajaa kohti laskevat entisestään, mutta jaat käytettävissä olevan kaistanleveyden useammille käyttäjille. GPON:n 2,5 Gbps alavirtaan jaettu 64 tapaa antaa noin 39 Mbps tilaajaa kohden teoreettisella maksimikäytöllä-hyvä asuinlaajakaistalle, mikä on ongelmallista, jos kaikki suoratoistavat 4K-laatua samanaikaisesti illan ruuhka-aikoina.

 

Matematiikka kiinnostaa:

Jakosuhde	Lisäyksen menetys	Tilaajat/portti	Tehokas kaistanleveys (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

Tämä lisäyshäviö-sarake rajoittaa kaikkea. Jokainen jakovaihe syö optisen budjetin. Suorita numerot väärin, eivätkä ONT:si voi ylläpitää yhteyttä-tilaajat näkevät ajoittaisen yhteyden tai suoran palveluhäiriön.

 

GPON vs. EPON: alaa muovannut kilpailu

 

Kaksi standardia syntyi 2000-luvun alussa ja pohjimmiltaan erotti maailman niiden välillä.

GPON (Gigabit Passive Optical Network) tuli ITU-T:ltä, jota hallitsee G.984-standardisarja. 2.488 Gbps alavirtaan, 1,244 Gbps ylävirtaan. Käyttää GEM (GPON Encapsulation Method) -kehystystä, joka käsittelee ATM-, Ethernet- ja TDM-liikennettä natiivisti. Protokollan yleiskustannukset ovat korkeammat, mutta joustavuus on huomattavaa.

EPON (Ethernet PON) saapui IEEE 802.3ah:n kautta. Symmetrinen 1,25 Gbps molempiin suuntiin. Puhdas Ethernet-kehys-ei mitään muuta. Yksinkertaisempi, luultavasti tyylikkäämpi, ehdottomasti halvempi toteuttaa.

Maantieteelliset adoptiomallit syntyivät lähes välittömästi. Pohjois-Amerikan ja Euroopan lentoyhtiöt valitsivat ylivoimaisesti GPON:n. Aasian markkinat-Japani, Korea ja Kiina alun perin-menivät EPONin. Syyt olivat osittain teknisiä, enimmäkseen poliittisia ja taloudellisia. Eri toimittajaekosysteemit, erilaiset sääntely-ympäristöt, erilaiset vakiintuneet mieltymykset.

Kiinan tilanne kehittyi mielenkiintoisesti. China Telecom ja China Unicom aloittivat EPON-käyttöönoton noin 2008-2009, mutta kääntyivät sitten lujasti kohti GPON:ia tekniikan kypsyessä ja hinnoittelun tasaantuessa. Vuoteen 2015 mennessä uudet kiinalaiset käyttöönotot olivat pääasiassa GPON:ia. Asennettu EPON-kanta on kuitenkin valtava.

 

ODN: missä suunnittelu kohtaa todellisuuden

 

Optinen jakeluverkko-passiivinen infrastruktuuri, joka yhdistää OLT:n ONT:hen-, edustaa pysyvää, ei--palautettavaa investointia mihin tahansa FTTx-käyttöön. Jos ODN-suunnittelu on väärä, elät näiden virheiden kanssa vuosikymmeniä.

 

Splitterin sijoituspäätös ansaitsee oman keskustelunsa. Keskitetty jakaminen-kaiken CO:ssa tai ensimmäisessä kanavanvaihtopisteessä-yksinkertaistaa toimintoja, mutta vaatii enemmän kuitua syöttölaitteessa. Hajautetut jakamis-porrastetut vaiheet lähempänä asiakkaita-optimoi kuidun käytön, mutta moninkertaistaa mahdolliset vikakohdat ja vaikeuttaa vianetsintää.

Useimmat operaattorit laskeutuvat jonnekin siltä väliltä. Ensimmäinen-vaihe jaetaan (1:4 tai 1:8) naapurikabinetissa, toinen vaihe (1:8) lähempänä tiloja. Yhdistetty suhde 1:32 tai 1:64 tasapainottaa kilpailevia huolenaiheita hyväksyttävästi.

 

Tehobudjetit ja fysiikan tyrannia

 

Optisen linkin suunnittelu ei ole hohdokas, mutta se määrittää, toimiiko verkko todella.

GPON Class B+ -järjestelmä tarjoaa noin 28 dB optista budjettia. Tämä on kokonaisvastuusi jokaisesta OLT-lähettimen ja ONT-vastaanottimen välisestä häviölähteestä:

 

 

Kuidun vaimennus: ~0,35 dB/km aallonpituudella 1310/1490nm

Jakajan lisäyshäviö: 17-21 dB 1:32/1:64

Liittimen häviöt: ~0,3 dB kukin (enemmän, jos se on likainen tai vaurioitunut)

Jatkohäviöt: ~0,1 dB kukin

Järjestelmän marginaali: vähintään 3 dB suositeltu

Käy läpi todellinen esimerkki. 15 km kuituajo, 1:32-jakaja, 4 liitintä, 6 jatkosta:

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

Se leikkaa sen lähelle. Lisää huono liitin tai odottamaton mutkahäviö ja olet vaikeuksissa.

XGS-PON parantaa tilannetta jonkin verran luokan N2 optiikalla, joka tarjoaa 29 dB:n budjetin, mutta perusrajoitukset säilyvät. Fysiikka ei neuvottele.

 

Aallonpituuden jako: lasin jakaminen

 

Yksi kuitu kuljettaa useita palveluita samanaikaisesti aallonpituusjaon kautta. Tavalliset GPON-tehtävät:

1490 nm: Tietoa loppupäästä

1310 nm: Upstream data

1550 nm: RF-videopeitto (jos käytössä)

Tämän järjestelyn avulla operaattorit voivat toimittaa televisiolähetyksiä Internet-palvelun rinnalle samassa infrastruktuurissa. 1550 nm:n videopeitto on yhä harvinaisempi uusissa sovelluksissa-IPTV data-aallonpituuksilla on taloudellisesti järkevämpää-mutta vanhat järjestelmät kuljettavat edelleen RF-videota.

Seuraavan-sukupolven järjestelmät nappaavat lisää aallonpituuksia. XGS-PON käyttää 1577 nm alavirtaan ollakseen rinnakkain GPON:n kanssa samassa ODN:ssä. Teoriassa mahdollistaa asteittaisen siirtymisen: GPON-tilaajat pysyvät yhteydessä XGS-PON ONT:t aktivoituessa samassa kuidussa, samoissa jakajissa, samassa kaikessa.

Rinnakkaiselokappale kuulostaa yksinkertaiselta, mutta vaatii aallonpituus{0}}estosuodattimia GPON ONT:issa estääkseen 1577 nm:n signaalia ylittämästä niiden vastaanottimia. Yksityiskohdilla on väliä.

 

OLT-arkkitehtuuri: keskustoimiston aivot

 

 

Nykyaikaiset OLT:t muistuttavat vähän varhaisia ​​laitteita. Huawein (MA5800-sarja), ZTE:n (ZXA10 C6xx), Nokian (ISAM FX) ja muiden nykyiset alustat sisältävät huomattavan tiheyden -satoja PON-portteja, useita 100GE-uplink-yhteyksiä, integroitua reititystä ja tilaajien hallintaa.

Tyypillinen suuren{0}}kapasiteetin kokoonpano:

16-paikkainen runko

Kaksi redundanttia ohjauskorttia (pakollinen operaattorin käyttöönotoissa)

Useita PON-linjakortteja (kukin 16 porttia, GPON/XGS-PON/yhdistelmä)

100GE uplink-kortit, jotka yhdistetään metroon/runkoverkkoon

Ympäristön valvonta, kuolevan hengästymisen havaitseminen, tavalliset{0}operaattoriluokkavaatimukset

PON MAC (Media Access Control) -toiminnallisuus hoitaa kovia osia: DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) sovittaa ylävirran aikavälejä mahdollisesti satojen ONT:iden kesken, etäisyysprotokollat ​​varmistavat purskelähetykset eri etäisyyksiltä ONT:istä saapuvat oikein kohdistettuina OLT-vastaanottimeen, salausavainten hallinta, ONU-todennus.

DBA-algoritmit vaihtelevat huomattavasti toimittajien välillä. Määrittelyssä määritellään palvelutyypit (kiinteä, varma, ei--varma, paras-), mutta toteutustiedot-kuinka nopeasti järjestelmä reagoi liikenteen kysynnän muutoksiin, kuinka oikeudenmukaisesti kaistanleveys jakautuu ruuhkautuessa-nämä ovat omat erottimet.

 

Pudotusasennuksen todellisuus

 

Suunnitteludokumentit eivät koskaan kuvaa täysin sitä, mitä FTTH-asennus käytännössä sisältää.

Yksittäinen asuntoasennus tarkoittaa: lähimmän jakelupisteen paikantamista, kuidun reitittämistä sieltä tiloihin (ilma-, hauta- tai rakennusreittejä), rakennuksen läpivientiä jonnekin, johon asunnonomistaja hyväksyy, sisäkaapeloinnin vetämistä ONT-paikkaan, molempien päiden päättämistä, testausta, palvelun aktivointia.

Jokaisella askeleella on vikatilat. Luvat myöhässä. Putki täynnä. Talonomistaja kieltäytyy poraamasta. LVI- tai rakenneosien estämä sisäreitti. Olemassa olevassa ONT-sijainnissa ei ole pistorasiaa. Kuitu vaurioitunut asennuksen aikana. Testitulokset marginaaliset.

Ammattitaitoiset teknikot suorittavat vakioasennukset alle kahdessa tunnissa. Ongelmaasennukset kuluttavat kokonaisia ​​päiviä. Keskimääräiset asennuskustannukset vaihtelevat hurjasti - 150 suoraa MDUympäristöä 150 suoraa MDUympäristöön1,500+ pitkille maaseudun putouksille, jotka edellyttävät uutta ilmarakennusta.

Pudotustalous määrittää usein FTTx-liiketoiminnan kannattavuuden enemmän kuin mikään muu tekijä. Operaattoreilla on hyvästä syystä pakkomielle "kustannus per ohitus" (rakennettu infrastruktuuri) verrattuna "tilaajakohtaiseen hintaan" (infrastruktuuri aktivoitu).

 

Vianetsintä: ongelmien löytäminen lasikilometreistä

 

Kuitutehtaan vianetsintä eroaa olennaisesti kuparidiagnostiikasta. Et voi mitata vastusta tai tarkistaa aukkoja ja shortseja. Optisista aikaalueen heijastusmittareista (OTDR) tulee välttämättömiä-ne ruiskuttavat valopulsseja ja analysoivat takaisinsironneita palautuksia kuidun kartoittamiseksi, tapahtumien (jatkokset, liittimet, katkokset) tunnistamiseksi ja häviön mittaamiseksi kussakin pisteessä.

OTDR-jälkien lukemisen oppiminen on taidetta. Tulkitset allekirjoituksia: heijastava piikki osoittaa liitintä tai mekaanista jatkosta, ei--heijastava vaimennusvaihe viittaa fuusiojatkukseen tai mutkaan, äkillinen pudotus kohinan pohjaan tarkoittaa katkeamista.

Yleisiä epäonnistumisskenaarioita:

 

• Makro-taivutus: Kuitu on taipunut liian tiukasti kulmien ympäri tai murskattu putkeen. Usein näkyy kohonneena menetyksenä ilman ilmeistä heijastustapahtumaa. Ratkaisu on yleensä fyysinen tarkastus ja uudelleenreititys.
• Liittimen saastuminen: Yksittäinen pölyhiukkanen voi lisätä työntöhäviötä useilla desibeleillä. Kuitujen puhdistaminen ei ole valinnaista,{1}}se on pakollista ennen jokaista yhteyttä. Laatuteknikot kuljettavat mukanaan tarkastusluokat ja siivoustarvikkeet uskonnollisesti.
• Jyrsijöiden vaurioita: Huomattavasti yleinen ilmakasveissa ja joissakin haudattuissa kasveissa. Oravat ilmeisesti nauttivat kuitukaapeleiden pureskelemisesta. OTDR:n vauriokuviot näyttävät katkoilta, mutta kenttätarkastus paljastaa todellisen syyn. Panssaroidut kaapelit auttavat. Enimmäkseen.
• Jakaja vika: Harvinainen mutta ei tuntematon. Veden tunkeutuminen ei--geelillä-täytetyihin liitossulkimiin voi vahingoittaa halkaisijoiden letit. Epäonnistuneet jakajat vaikuttavat useisiin tilaajiin samanaikaisesti-diagnostiikkavihjeenä, kun useat samalla jakelupolulla olevat ONT:t siirtyvät offline-tilaan yhdessä.

 

Suorituskyvyn seuranta: mitä verkko kertoo

 

Nykyaikaiset OLT:t keräävät laajaa telemetriaa: jokaisesta ONT:stä vastaanotettu optinen teho, bittivirhesuhteet, FEC-korjausmäärät, liikennetilastot. Älykkäät operaattorit louhivat nämä tiedot.

Optisen tehon trendi paljastaa huonontuneet yhteydet ennen kuin ne epäonnistuvat kokonaan. ONT-lukema -24 dBm, joka heikkenee vähitellen -26 dBm:iin kuuden kuukauden aikana, viittaa ongelmaan, joka syntyy liittimen huonontumisesta, kaapelivaurioista, kasvillisuuden kasvamisesta ilmajänteiksi. Ennakoiva ylläpito korjaa ongelmat ennen tilaajaan vaikuttavaa vikaa.

FEC (Forward Error Correction) -tilastot tarjoavat toisen varhaisvaroituksen indikaattorin. Kohonneet korjatut virhemäärät tarkoittavat, että linkki toimii lähellä marginaalirajojaan, vaikka korjaamattomia virheitä ei olisikaan. Se on järjestelmä, joka kertoo, että se toimii kovemmin kuin sen pitäisi.

Liikenneanalytiikka auttaa kapasiteetin suunnittelussa. Mitkä PON-portit lähestyvät ruuhkaa ruuhka-aikoina? Mitkä ONT:t kuluttavat suhteettoman paljon kaistanleveyttä? Missä seuraavan jakajapäivityksen pitäisi tapahtua?

 

Evoluutio: 10G, 25G ja enemmän

 

Kaistanleveyden kasvu jatkuu armottomasti.

XGS-PON (symmetrinen 10 Gbps) on nyt valtavirtaa, ja sitä käytetään aktiivisesti maailmanlaajuisesti. Sama ODN-infrastruktuuri kuin GPON-operaattorit voivat päivittää vaihtamalla OLT-kortteja ja ONT-kortteja koskematta ulkopuoliseen laitokseen.

25G-PON ja 50G-PON edustavat seuraavaa lisäystä. IEEE 802.3ca määrittelee 25/50G EPON-muunnelmat. ITU-T G.9804 kattaa 50G-PON. Nämä todennäköisesti saavuttavat volyymin käyttöönoton noin 2025-2027.

Sen lisäksi esiin tulevat yhtenäiset PON-tekniikat. Perinteinen PON käyttää suoraa tunnistus{1}}intensiteettimodulaatiota lähettimessä ja yksinkertaista valodiodia vastaanottimessa. Koherentit järjestelmät lisäävät vaihe- ja polarisaatiotietoja, mikä mahdollistaa paremman vastaanottimen herkkyyden ja suuremmat nopeudet, mutta vaatii monimutkaisempaa (kalliinta) ONT-optiikkaa. On edelleen epävarmaa, tuleeko yhtenäisestä PON:sta taloudellisesti kannattavaa massamarkkinoiden{4}}asuinpalveluille.

ETSI:n F5G (Fifth Generation Fixed Network) -kehys yrittää määritellä ominaisuuksia ja käyttötapauksia: parannettu kiinteä laajakaista, täysi-kuituyhteys, taattu luotettava käyttökokemus. Markkinointi täyttää standardoinnin. Alla olevaan tekniseen sisältöön kuuluu 50G-PON, Wi-Fi 7, deterministiset verkkoominaisuudet ja älykäs ODN-hallinta.

 

Teollisuus ja yritykset: PON asuinrakennuksen ulkopuolella

 

Kotimainen Internet ajoi FTTx:n käyttöönoton varhaisessa vaiheessa, mutta yrityssovelluksilla on yhä enemmän merkitystä.

FTTO (Fiber To The Office) korvaa perinteisen strukturoidun kaapeloinnin PON:lla. Yksi kuitu jokaiselle pöydälle, passiiviset halkaisijat kattotiloissa, yksi OLT telehuoneessa. Kannattajat mainitsevat vähentyneen kuparikaapeloinnin, yksinkertaistetut siirrot/lisäykset/muutokset, pienemmän virrankulutuksen. Kriitikot huomauttavat, että standardi Ethernet-kytkentä on kypsää, hyvin-ymmärrettyä, eikä se vaadi erityiskoulutusta. Käyttöönotto on edelleen vaatimatonta, mutta kasvussa, erityisesti uudisrakentamisessa, jossa kaapelointiinfrastruktuuria ei ole vielä asennettu.

Teollinen PON keskittyy tuotantoympäristöihin. Arvolupaus: kuitujen sietokyky sähkömagneettisia häiriöitä vastaan, passiiviset komponentit, jotka eivät vikoja ankarissa olosuhteissa, pitkä ulottuvuus ilman toistimia. Käytännön haasteita ovat standardoitujen teollisten PON-laitteiden puute ja integrointi olemassa oleviin toimintateknisiin järjestelmiin.

5G fronthaul edustaa valtavaa PON-mahdollisuutta. Tukiasemat vaativat suuren-kapasiteetin backhaul-yhteyden; passiivinen optinen siirto tarjoaa vakuuttavaa taloudellisuutta verrattuna erityisiin kuituajoihin tai mikroaaltoyhteyksiin. 25G-PON on kohdistettu erityisesti mobiilisovelluksiin, joissa on asianmukaiset latenssi- ja värinäominaisuudet.

---

FTTx ei ole yksi asia{0}}se on arkkitehtuurien, tekniikoiden ja kompromissien kirjo, joka on mukautettu vaihteleviin taloudellisiin ja maantieteellisiin olosuhteisiin. Lyhenne kuulostaa yksinkertaiselta. Todellisuus sisältää vuosikymmeniä kestäneen standardointityön, miljardeja dollareita infrastruktuuri-investointeja ja lukemattomia teknisiä päätöksiä, jotka on tehty todellisten rajoitusten alaisina-. Tuo pieni "x" peittää paljon maata.