ABC von PON: OLT, ONU, ONT und ODN verstehen

In den letzten Jahren hat Fiber to the Home (FTTH) bei Telekommunikationsunternehmen weltweit an Bedeutung gewonnen, und die entsprechenden Technologien entwickeln sich rasant. Zwei wichtige Systemtypen ermöglichen FTTH-Breitbandverbindungen: aktive optische Netzwerke (AON) und passive optische Netzwerke (PON). Die überwiegende Mehrheit der geplanten und eingesetzten FTTH-Installationen nutzt PON, um Glasfaserkosten zu sparen. PON hat in letzter Zeit aufgrund seiner geringen Kosten und hohen Leistung viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. In diesem Beitrag stellen wir das ABC von PON vor, das hauptsächlich die grundlegenden Komponenten und die zugehörige Technologie umfasst, darunter OLT, ONT, ONU und ODN.

Zunächst ist eine kurze Einführung in PON notwendig. Im Gegensatz zu AON werden bei PON mehrere Kunden über einen Verzweigungsbaum aus Glasfasern und passiven Splitter-/Combiner-Einheiten mit einem einzigen Transceiver verbunden, der vollständig im optischen Bereich und ohne Stromversorgung arbeitet. Es gibt zwei wichtige aktuelle PON-Standards: Gigabit Passive Optical Network (GPON) und Ethernet Passive Optical Network (EPON) . Aber egal um welchen PON-Typ es sich handelt, sie haben dieselbe grundlegende Topologiestruktur. Ein Gigabit Ethernet Passive Optical Network (GEPON)-System besteht im Allgemeinen aus einem optischen Leitungsterminal (OLT) in der Vermittlungsstelle des Dienstanbieters und einer Anzahl optischer Netzwerkeinheiten (ONUs) oder optischer Netzwerkterminals (ONTs) in der Nähe der Endbenutzer sowie dem optischen Splitter. Außerdem wird das optische Verteilnetz (ODN) während der Übertragung zwischen OLT und ONU/ONT verwendet.

Optisches Leitungsterminal (OLT)

OLT ist ein Gerät, das die L2/L3-Switch-Funktion in ein GEPON-System integriert. Im Allgemeinen enthält ein OLT-Gerät ein Rack, ein CSM (Control and Switch Module), ein ELM (EPON Link Module, PON-Karte), Redundanzschutz – 48-V-DC-Stromversorgungsmodule oder ein 110/220-V-AC-Stromversorgungsmodul und Lüfter. In diesen Teilen unterstützen PON-Karte und Stromversorgung Hot-Swap, während andere Module eingebaut sind. Die Hauptfunktion von OLT besteht darin, den Informationsfluss über das ODN in beide Richtungen zu steuern, während es sich in einer Vermittlungsstelle befindet. Die maximal unterstützte Entfernung für die Übertragung über das ODN beträgt 20 km. OLT hat zwei Flussrichtungen: Upstream (Empfang und Verteilung verschiedener Arten von Daten- und Sprachverkehr von Benutzern) und Downstream (Empfang von Daten-, Sprach- und Videoverkehr vom Stadtnetz oder einem Weitverkehrsnetz und Senden an alle ONT-Module auf dem ODN).

Optische Netzwerkeinheit (ONU)

ONU wandelt optische Signale, die über Glasfaser übertragen werden, in elektrische Signale um. Diese elektrischen Signale werden dann an einzelne Teilnehmer gesendet. In der Regel befindet sich zwischen ONU und dem Standort des Endnutzers ein Fern- oder anderes Zugangsnetz. Darüber hinaus kann ONU verschiedene Arten von Daten vom Kunden senden, aggregieren und aufbereiten und sie stromaufwärts an OLT senden. Aufbereitung ist der Prozess, der den Datenstrom optimiert und neu organisiert, damit er effizienter übermittelt werden kann. OLT unterstützt die Bandbreitenzuweisung, die eine reibungslose Übermittlung von Daten an OLT ermöglicht, die normalerweise in Schüben vom Kunden eintreffen. ONU kann über verschiedene Methoden und Kabeltypen angeschlossen werden, z. B. über Twisted-Pair-Kupferkabel, Koaxialkabel, Glasfaser oder WLAN.

Optisches Netzwerkterminal (ONT)

Im Wesentlichen ist ONT dasselbe wie ONU. ONT ist ein ITU-T-Begriff, ONU hingegen ein IEEE-Begriff. Beide beziehen sich auf die benutzerseitige Ausrüstung im GEPON-System. In der Praxis unterscheiden sich ONT und ONU jedoch geringfügig hinsichtlich ihres Standorts. ONT befindet sich in der Regel auf dem Gelände des Kunden.

Optisches Verteilungsnetz (ODN)

Das ODN, ein integraler Bestandteil des PON-Systems, stellt das optische Übertragungsmedium für die physikalische Verbindung der ONUs mit den OLTs bereit. Seine Reichweite beträgt 20 km oder mehr. Innerhalb des ODN arbeiten Glasfasern, Glasfaserverbinder, passive optische Splitter und Zusatzkomponenten zusammen. Das ODN besteht aus fünf Segmenten: Zuleitungsfaser, optischer Verteilungspunkt, Verteilungsfaser, optischer Zugangspunkt und Drop-Faser. Die Zuleitungsfaser beginnt am optischen Verteilerrahmen (ODF) im Telekommunikationsraum der Vermittlungsstelle (CO) und endet am optischen Verteilungspunkt für die Fernabdeckung. Die Verteilungsfaser vom optischen Verteilungspunkt zum optischen Zugangspunkt verteilt die Glasfasern für die angrenzenden Bereiche. Die Drop-Faser verbindet den optischen Zugangspunkt mit den Terminals (ONTs) und ermöglicht so die Glasfaserverbindung bis in die Haushalte der Nutzer. Darüber hinaus ist das ODN der wichtigste Pfad für die PON-Datenübertragung, und seine Qualität wirkt sich direkt auf die Leistung, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit des PON-Systems aus.

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