FTTH - explication
Qu'est ce que le FTTH?
La fibre optique jusqu'au domicile (FTTH) est la solution d’accès fibre ultime où chaque abonné est connecté à une fibre optique. Les options de déploiement abordées dans ce didacticiel sont basées sur un chemin de fibre optique complet allant de la terminaison OLT aux locaux de l'abonné. Ce choix permet de fournir des services et du contenu à large bande passante à chaque client et d’assurer une bande passante maximale aux futurs besoins des nouveaux services. Par conséquent, les options hybrides impliquant des réseaux d’infrastructure de fibre «partielle» et de cuivre «partielle» ne sont pas incluses.
La distance de fibre différentielle est la différence de distance entre l'unité ONU / ONT la plus proche et la plus éloignée de la terminaison OLT. En GPON, la distance de fibre différentielle maximale est de 20 km. Ceci affecte la taille de la fenêtre de télémétrie et assure la conformité avec [UIT-T G.983.1]. La portée logique est définie comme la distance maximale pouvant être atteinte pour un système de transmission particulier, quel que soit le budget optique. La portée logique est la distance maximale entre ONU / ONT et OLT, à l'exception de la limitation de la couche physique. En GPON, la portée logique maximale est définie à 60 km. Le délai moyen de transfert du signal est la moyenne des valeurs de délai amont et aval entre les points de référence. Cette valeur est déterminée en mesurant le délai d'aller-retour, puis en divisant par 2. GPON doit prendre en charge les services nécessitant un délai de transfert de signal moyen maximal de 1,5 ms. Un système GPON doit avoir un temps moyen de délai de transfert du signal maximal inférieur à 1,5 ms entre les points de référence du téléviseur. L'OAN est l'ensemble des liaisons d'accès partageant les mêmes interfaces côté réseau et prises en charge par les systèmes de transmission à accès optique. L'OAN peut inclure un certain nombre d'ODN connectés à la même terminaison OLT. Dans le contexte PON, un arbre de fibres optiques dans le réseau d'accès, complété par des séparateurs de puissance ou de longueur d'onde, des filtres ou d'autres dispositifs optiques passifs. Un périphérique qui termine le point de terminaison commun (racine) d'un ODN. Implémente ensuite un protocole PON tel que celui défini par [UIT-T G.984]; puis adapte les PONPDU aux communications de liaison montante via l'interface de service du fournisseur. La terminaison OLT fournit des fonctions de gestion et de maintenance pour l'ODN et les unités ONU sous-jacentes. Un seul périphérique d'abonné qui termine l'un des points d'extrémité distribués (feuille) d'un ODN, implémente un protocole PON et adapte les PDU PON aux interfaces de service d'abonné. Un ONT est un cas particulier d'une ONU. Terme générique désignant un périphérique qui termine l'un des points d'extrémité distribués (feuille) d'un ODN, implémente un protocole PON et adapte une PDU PON. La portée physique est définie comme la distance physique maximale pouvant être atteinte pour un système de transmission particulier. Étant donné que «portée physique» est la distance physique maximale entre l'unité ONU / ONT et la terminaison OLT. Cependant, dans GPON, deux options sont définies pour la portée physique: 10 km et 20 km. On suppose que 10 km est la distance maximale sur laquelle le FP-LD peut être utilisé dans l’unité ONU pour des débits binaires élevés tels que 1,25 Gbit / s ou plus. Les services FTTH sont définis comme un service réseau requis par les opérateurs. Le service est décrit par un nom clairement reconnu par tout le monde, qu'il s'agisse d'un nom de structure de cadre ou d'un nom général. GPON vise des vitesses de transmission supérieures ou égales à 1,2 Gbit / s. En conséquence, GPON identifie deux combinaisons de vitesse de transmission comme suit: 1,2 Gbps vers le haut, 2,4 Gbps vers le bas 2,4 Gbps vers le haut, 2,4 Gbps vers le bas Le débit binaire le plus important est de 1,2 Gbit / s en hausse et de 2,4 Gbit / s en bas, ce qui constitue la quasi-totalité du déploiement déployé et prévu des systèmes GPON. Plus le ratio de division est élevé pour GPON, plus il est économique du point de vue des coûts. Cependant, un taux de partage plus élevé implique une puissance optique et une division de la bande passante plus importantes, ce qui nécessite un budget de puissance accru pour prendre en charge la portée physique. Des taux de division allant jusqu'à 1:64 sont réalistes pour la couche physique, compte tenu de la technologie actuelle. Cependant, pour anticiper l'évolution continue des modules optiques, la couche TC doit envisager des taux de division allant jusqu'à 1: 128. Avantages de la fibre optique - Très longues distances Fort, flexible et fiable Permet des câbles de petit diamètre et légers Sûr et sécurisé Immunité aux interférences électromagnétiques (EMI) Moindre coût Les différents modules / composants de la technologie PON sont - Coupleur WDM 1 × N Splitter Fibre optique et câble Connecteur ODF / Armoire / Bac à cartes Les modules / composants actifs dans la technologie PON sont - En OLT - Émetteur laser (1490 nm) et Récepteurs laser (1310 nm) Pour application CATV - Amplificateur laser (1550 nm) et EDFA pour l'amplification du signal vidéo À ONU - Alimentation / Batterie pour ONU Émetteur laser (1310 nm) Récepteurs laser (1490 nm) Récepteurs pour signal CATV (1550 nm) La forme complète de GPON est - Réseau optique passif gigabit GPON est un système optique pour les réseaux d’accès, basé sur les spécifications ITU-T de la série G.984. Il peut fournir une portée de 20 km avec un budget optique de 28 dB en utilisant une optique de classe B + avec un rapport de partage de 1:32. Les fonctionnalités les plus connues de GPON sont énumérées ci-dessous. Transmission en aval - 2,4 Gbps BW pour un ONT suffit pour fournir plusieurs signaux HDTV QOS permet le trafic sensible au retard (voix) Transmission en amont - 1 24 Gbps Le minimum de poids corporel peut être garanti Les intervalles de temps inutilisés peuvent être attribués à des utilisateurs lourds QOS permet le trafic sensible au retard (voix) Les normes GPON reposent sur les précédentes spécifications BPON. Ces spécifications sont toutes énumérées ci-dessous - G.984.1 - Ce document décrit les caractéristiques générales d'un réseau optique passif à capacité Gigabit. G.984.2 - Ce document décrit la spécification de la couche dépendant du support physique d'un réseau optique passif à capacité Gigabit. G.984.3 - Ce document décrit la spécification de la couche de convergence pour la transmission par réseau optique passif à capacité Gigabit. G.984.3 - Ce document décrit la spécification de la couche de convergence pour la transmission par réseau optique passif à capacité Gigabit. Les systèmes GPON ont essentiellement les mêmes composants physiques que ceux configurés de la même manière que dans les autres réseaux PON. Bien entendu, les produits développés pour les systèmes GPON sont spécifiquement conçus pour le GPON et ne sont pas interchangeables avec les engrenages EPON ou BPON. Les systèmes GPON ont également bon nombre des mêmes fonctionnalités de base que les autres systèmes PON. Les principales différences dans l'architecture sont GPON en termes de débit de données. Les méthodes d'encapsulation GPON Gigabit permettent de transporter une variété de services, notamment ATM, voix TDM et Ethernet. L'une des exigences de base d'un système optique est de fournir des composants ayant une capacité suffisante pour étendre le signal optique à la plage attendue. Il existe trois catégories ou classes de composants basées sur la puissance et la sensibilité. Les classes de composants sont - Optique de classe A: 5 à 20 dB Optique de classe B: 10 à 25dB Optique de classe C: 15 à 30dB La forme complète de l’EPON est - Réseau optique passif Ethernet. EPON (Ethernet Passive Optical Network) est un PON qui encapsule des données avec Ethernet et peut offrir une capacité de 1 Gbps à 10 Gbps. EPON suit l'architecture originale d'un PON. Ici, l'ETTD connecté au tronc de l'arborescence et appelé terminal de ligne optique (OLT). Elle se trouve généralement chez le fournisseur de service et les branches DTE connectées de l’arborescence sont appelées unités de réseau optique (ONU), situées dans les locaux de l’abonné. Les signaux de la terminaison OLT traversent un séparateur passif pour atteindre l'unité ONU et inversement. De nombreuses applications PON nécessitent une QoS élevée (par exemple, IPTV). EPON laisse QoS aux couches supérieures - Tags VLAN P bits ou DSCP DiffServ En outre, il existe une différence cruciale entre LLID et Port-ID - Il y a toujours 1 LLID par ONU Il y a 1 ID de port par port d'entrée - il peut y en avoir plusieurs par ONU. Cela simplifie la mise en œuvre de la QoS basée sur les ports au niveau de la couche PON Le tableau suivant explique la différence entre GPON et EPON. Un algorithme implémenté dans la terminaison OLT, utilisant les messages Report et Gate pour créer un programme de transmission et transmettre les unités ONU, est appelé algorithme d'allocation dynamique de la bande passante (DBA). Le fonctionnement EPON est basé sur les trames Ethernet MAC et EPON (basées sur des trames GbE), mais des extensions sont nécessaires - PDU MultiPoint Control Protocol - Il s'agit du protocole de contrôle implémentant la logique requise. Émulation point à point (réconciliation) - Cela donne à l’EPON l’apparence d’un lien point à point et les MAC EPON ont des contraintes particulières. Au lieu de CSMA / CD, ils transmettent lorsqu'ils sont accordés. Le temps passé dans la pile MAC doit être constant (durées ± 16 bits). L'heure locale exacte doit être maintenue. Ethernet standard commence par un préambule 8B essentiellement sans contenu - 7B d'alterner et de zéros 10101010 1B de SFD 10101011 Afin de masquer le nouvel en-tête PON, EPON remplace certains des octets de préambule. Le trafic DS étant diffusé vers toutes les unités ONU, le cryptage est donc essentiellement facile pour un utilisateur malveillant à reprogrammer ONU et à capturer les trames souhaitées. Le trafic américain n'étant pas vu par d'autres unités ONU, le cryptage n'est donc pas nécessaire. Ne prenez pas en compte les fibres optiques, car EPON ne fournit aucune méthode de cryptage standard, mais - Peut compléter avec IPsec ou MACsec. De nombreux fournisseurs ont ajouté des mécanismes propriétaires basés sur AES. BPON a utilisé un mécanisme appelé «barattage» - Le barattage était une solution matérielle peu coûteuse (clé 24b) avec plusieurs failles de sécurité - Le moteur était linéaire - attaque simple avec texte connu La clé 24b s'est avérée dérivable en 512 tentatives Par conséquent, G.983.3 a ajouté le support AES - désormais utilisé dans GPON. XPON est la prochaine génération de PON, capable de supporter un débit de données allant jusqu'à 10G. XPON peut être divisé en deux catégories, à savoir XG-PON1 et XG-PON2. XG-PON1 est rétro-compatible avec GPON, alors que XG-PON2 est un développement complètement nouveau. La forme complète de WDM-PON est - PON multiplexage par répartition en longueur d'onde. Dans le WDM-PON, une longueur d'onde différente est requise pour différents ONT; chaque terminal ONT obtient une longueur d'onde exclusive et bénéficie des ressources en bande passante de longueur d'onde. En d'autres termes, WDM-PON fonctionne sur une topologie logique Point to Multi Point (P2MP). La forme complète de ODSM-PON est la suivante: spectre opportuniste et dynamique. Dans ODSM-PON, le réseau reste inchangé des locaux du client aux locaux de l'utilisateur, à l'exception d'un changement, qui est un séparateur WDM actif. Un séparateur WDM sera présent entre OLT et ONT pour remplacer le séparateur passif. En aval, ODSM-PON adopte le WDM, ce qui signifie que les données vers ONT utilisent différentes longueurs d’onde pour différents ONT et en amont, et ODSN-PON adopte la technologie dynamique TDMA + WDMA. Le tableau suivant explique les normes XGPON - Le tableau suivant décrit la classe de puissance optique XG-PON. Le tableau suivant décrit la plage d'atténuation pour les classes A, B et C selon ITU. Le tableau suivant explique la plage de transmission de la terminaison OLT pour les classes A, B et C conformément à l'UIT. Le tableau suivant explique la plage de récepteurs ONU pour les classes A, B et C conformément à l'UIT. Le tableau suivant explique la plage d'émetteurs ONU pour les classes A, B et C selon ITU. Le tableau suivant décrit la plage de récepteurs OLT pour les classes A, B et C selon ITU. La fibre unique à partir de OLT est divisée en séparateurs optiques passifs pour desservir 64 ONT locaux. La même fibre achemine à la fois les flux de bits en aval (OLT vers ONT) et en amont (ONT vers OLT), soit 2 488 Mbps / 1490 nm (fenêtre de 1480 - 1 500 nm) et 1,244 Mbps / 1310 nm (fenêtre de 1260-1360 nm). par WDM (multiplexage par répartition en longueur d’onde) pour un fonctionnement en duplex (bidirectionnel). La même transmission aval en fibre unique de la terminaison OLT aux terminaux ONT est diffusée avec une terminaison ONT acceptant uniquement le trafic qui lui est adressé. La transmission en amont est un accès multiple par répartition dans le temps (TDMA), chaque ONT émettant à son tour. Les signaux de télévision (dérivés d'un poste de tête de satellite) sont éventuellement diffusés sur une troisième longueur d'onde optique de 1550 nm sur la même fibre (ou une fibre supplémentaire) introduite dans le système FTTx par l'intermédiaire d'un sous-système RF Overlay. Le signal CATV peut être couplé au signal GPON après amplification par EDFA. Les signaux RF CATV modulés sur la longueur d'onde de 1550 nm. Il est extrait via une fonction Demux intégrée à ONT et acheminé vers la connexion de service de fond de panier pour le décodeur / téléviseur. L'affaiblissement maximal admissible de la puissance optique entre le port optique de la terminaison OLT et l'entrée ONT est de 28 dB, en utilisant des éléments de réseau optique de classe B. Les ODN de classes A, B et C se différencient principalement en fonction de la "puissance de sortie de l'émetteur optique" et de la "sensibilité du récepteur optique à débit binaire". La classe A donne le budget le moins optique et la classe C, le plus élevé, alors que les coûts sont les mêmes dans le même ordre. Pour un rapport de division maximal de 1:64, les optiques de classe B sont couramment utilisées sur une base commerciale. Les points suivants expliquent NGPON1 - Les normes G.987 / G.988 XGPON ont été publiées en 2011. Il a normalisé le XGPON avec 2,5 Gbps en amont / 10 Gbps en aval. GPON et XGPON utilisent différentes longueurs d'onde pour coexister dans un réseau. Les points suivants expliquent NGPON2 - Ne considère pas être compatible avec le réseau ODN existant, un standard plus ouvert de la technologie PON. Met l'accent sur WDM PON et 40G PON. GPON (UIT-T G.984) EPON (IEEE 802.3ah) Liaison descendante / montante 2.5G / 1.25G 1,25 g / 1,25 g Budget de liaison optique Classe B +: 28dB; Classe C: 30dB PX20: 24dB Rapport de division 1:64 -> 1: 128 1:32 Bande passante réelle de la liaison descendante 2200 ~ 2300Mbps 92% 980 Mbps 72% Bande passante réelle de la liaison montante 1110Mbps 950 Mbps OAM Fonction OMCI complète + PLOAM + OAM intégré Fonction OAM flexible et simple Service TDM et fonction d'horloge synchronisée TDM natif, CESoP CESoP Évolutivité 10G 2.5G / 10G QoS La planification DBA contient TCONT, PORT-ID; correction de la bande passante / garantie de la bande passante / non garantie de la bande passante / bande passante au mieux de l'effort Support DBA, QoS est supporté par LLID et VLAN Coût Coût 10% ~ 20% plus élevé qu'EPON actuellement et prix pratiquement identique en gros volume - Temps de libération Version G.987 2010.01 1,0 2010.10 2.0 2012.06 3.0 G.987.1 2010.01 1,0 G.987.1Amd1 2012.04 1.0amd1 G.987.2 2010.01 1,0 2010.10 2.0 G.987.2Amd1 2012.02 2.0amd1 G.987.3 2010.10 1,0 G.987.3Amd1 2012.06 1.0amd1 G.988 2010.10 1,0 G.988Amd1 2011.04 1.0amd1 G.988Amd2 2012.04 1.0amd2 Article Exigence Remarque Vitesse aval (DS) Nominal 10 Gbps Vitesse amont (US) Nominal 2,5 Gbps XG-PON avec une vitesse américaine de 10 Gbps est désigné par XG-PON2. C'est pour une étude future Méthode de multiplexage TDM (DS) / TDMA (US) Perte budget 29 dB et 31 dB (classes nominales) La classe élargie est pour étude future Rapport de division Au moins 1:64 (1: 256 ou plus dans la couche logique) Distance de fibre 20 km (distance logique de 60 km ou plus) Coexistence Avec GPON (1310/1490 nm)
Avec vidéo RF (1550 nm) Classe 'Nominal1' (classe N1) Classe 'Nominal2' (classe N2) Classe 'Extended1' (classe E1) Classe 'Extended2' (classe E2) Perte minimale 14 dB 16 dB 18 dB 20 dB Perte maximale 29 dB 31dB 33 dB 35 dB Paramètre Unité Classe A Classe B Classe c Plage d'atténuation (Rec. UIT-T G.982) dB 5 - 20 10 - 25 15 - 30 Transmetteur OLT Unité Classe A Classe B Classe c Puissance moyenne lancée MIN dBm 0 +5 +3 Puissance moyenne lancée MAX dBm +4 +9 +7 Récepteur ONU Unité Classe A Classe B Classe c Sensibilité minimale dBm -21 -21 -28 Surcharge minimale dBm -1 -1 -8 Émetteur ONU Unité Classe A Classe B Classe c Puissance moyenne lancée MIN dBm -3 -2 +2 Puissance moyenne lancée MAX dBm +2 +3 +7 Récepteur OLT Unité Classe A Classe B Classe c Sensibilité minimale dBm -24 -28 -29 Surcharge minimale dBm -3 -sept -8
