Архитектуры пассивных оптических сетей «оптоволокно до дома»

Для снижения стоимости подключения к домам высокоскоростных сетей были разработаны новые сетевые архитектуры, часто объединяемые под аббревиатурой FTTx (Fiber to the X, «волокно до дома»). Оптоволокно до дома (FTTH) — это технология, при которой один оптоволоконный кабель прокладывается от центрального офиса оператора связи до дома клиента. Эта технология также известна как FTTx, но это понятие имеет более широкое значение и охватывает офисы, многоквартирные дома, жилые комплексы и различные другие конфигурации.

Система PON позволяет совместно использовать дорогостоящие компоненты для сетей FTTH. Пассивный разветвитель, который принимает один входной сигнал и разделяет его для трансляции множеству пользователей, значительно снижает стоимость линий связи, например, за счёт совместного использования одного дорогостоящего лазера с 32 домами. Разветвители PON являются двунаправленными, то есть сигналы могут передаваться по нисходящей линии связи из центрального офиса, транслироваться всем пользователям, а сигналы от пользователей могут передаваться по восходящей линии связи и объединяться в одно волокно для связи с центральным офисом.

Из-за всех этих разветвителей и коротких соединений, а также из-за того, что некоторые системы, например, системы кабельного телевидения, предназначены для AM-видео, обычно используются неотражающие разъемы (например, разъем SC-APC с угловой полировкой).

Разветвитель может быть один, установленный в одном месте, как показано выше, или несколько разветвителей , соединенных каскадом, как показано ниже. Каскадное расположение разветвителей позволяет сократить количество необходимого оптоволокна в сети, размещая их ближе к абоненту. Коэффициент разветвления определяется как произведение коэффициентов разветвления каждого разветвителя, поэтому 4-канальный разветвитель, а затем 8-канальный разветвитель дают 32-канальное разветвление. Каскадирование обычно применяется, когда обслуживаемые дома объединены в небольшие группы. Разветвители иногда размещаются в центральном офисе, и от офиса к каждому абоненту прокладываются отдельные оптоволоконные линии. Это может повысить удобство обслуживания сети, поскольку все сетевое оборудование находится в одном месте, при этом общая стоимость сети невелика, как в густонаселенных городских районах, так и в протяженных сельских сетях.

Большинство разветвителей PON   имеют размер 1x32 или 2x32, или меньшее количество разветвлений в двоичной последовательности (2, 4, 8, 16, 32 и т. д.). Соединители, как правило, симметричны, например, 32x32, но для архитектуры PON требуется только одно оптоволоконное соединение на стороне центрального офиса, а то и два, чтобы одно было доступно для мониторинга, тестирования и в качестве резервного, а остальные волокна отключаются. Соединители работают, равномерно распределяя сигнал по всем волокнам на другой стороне разветвителя. Разветвители вносят значительные потери в линию FTTH, ограничивая её дальность по сравнению с типичным соединением «точка-точка» в телекоммуникационных сетях. При проектировании оптоволоконной сети руководствуйтесь следующими рекомендациями по потерям в разветвителях PON.

Каждый дом должен быть подключен к местному центральному офису одномодовым оптоволоконным кабелем через оптический разветвитель. В каждом доме будет проложен одномодовый оптоволоконный кабель в подземной кабельной канализации или подвешен по воздуху к кабелям телефонной компании, проложенным по улице. Компания Verizon стала пионером в установке готовых оптоволоконных линий связи, не требующих сложного сращивания на месте.

Вот система распределения оптоволокна, которая разделена на кабели, подключенные к местному центральному офису. Кабель с претерминированным ответвлением, идущий к дому, просто подключается к муфте на столбе, обозначенной красным кругом, и обычно крепится к воздушному телефонному проводу, уже подключенному к дому.

Если кабель проложен под землей, он обычно прокладывается через кабелепровод от точки подключения к распределительному кабелю или сплиттеру до дома. В данном случае претерминированная система имеет два домовых отвода, подключенных к распределительному кабелю.

Разветвитель можно разместить в центральном офисе или на опоре в районе, рядом с обслуживаемыми домами. Вот типичная опора, которая имеет соединения с центральной станцией, разветвители и оптоволоконные кабели, идущие к каждому дому, в герметичном корпусе. Преимущество PON заключается в том, что эта опора пассивна — она не требует питания, в отличие от коммутатора или узла для подключения оптоволокна к коммутационной панели.

Снаружи дома будет установлено сетевое устройство, содержащее оптоволоконные передатчики и приёмники. Входящий кабель необходимо подключить к дому, протестировать, подключить к интерфейсу и протестировать качество обслуживания.

Ниже представлена схема типичной сети PON с оборудованием, необходимым на центральном офисе (CO), оптоволоконном распределительном узле (оптоволоконном концентраторе) и в доме. На этом рисунке показано расположение оборудования, используемого для создания полноценной сети PON. Здесь также дано определение сетевого жаргона, используемого для обозначения кабелей: «фидерный» кабель тянется от OLT (терминала оптической линии) в центральном офисе (CO) до FDH (оптоволоконного распределительного узла), где расположен разветвитель PON (пассивной оптической сети). Затем он подключается к «распределительным» кабелям, идущим к абонентскому месту, где «отводные» кабели будут использоваться для подключения конечного звена к ONT (оптоволоконному терминалу).

Традиционно телефонные услуги, по крайней мере так называемые «POTS» или просто телефонные услуги, получали питание от центрального офиса. Телефоны POTS работали по токовой петле, питаясь от аккумуляторов или других источников бесперебойного питания в центральной телефонной станции. Когда у абонента отключалось электричество, он рассчитывал, что сможет продолжать пользоваться своим телефоном, и, конечно же, позвонить в электроснабжающую организацию, чтобы сообщить об отключении! Очевидно, что FTTH будет работать по другому принципу. Оптоволокно не обеспечивает простую подачу электроэнергии, хотя были разработаны системы для питания датчиков по оптоволокну, это неэффективно и дорого. Многие системы FTTH предусматривают резервное аккумуляторное питание в помещении клиента от электросети, чтобы поддерживать систему в рабочем состоянии во время отключений электроэнергии. В некоторых системах для подачи питания используются старые медные провода, заменяемые оптоволокном, чтобы поддерживать резервный аккумулятор в заряженном состоянии, так что поставщик услуг FTTH оплачивает электроэнергию, необходимую системе. А некоторые системы, учитывая, что у большинства людей есть мобильный телефон, вообще не решают проблему резервного питания.

Рекомендуемые продукты

Разветвители PON ABS&LGX Box, разветвители PLC без блоков, разветвители FBT-соединители

Волоконно-оптические патч-корды 10G, одномодовые, многомодовые, бронированные, кабели Turnk MPO/MTP и пигтейлы

Волоконно-оптические трансиверы SFP, SFP+, XFP, XENPAK, DWDM, CWDM, 40G QSFP+ и модули CFP