Технология fttb ftth оптический кабель

Отличие технологии FTTH от FTTB

FTTx – это аббревиатура от английского fiber to the x, то есть оптическое волокно до точки X. Это не только аббревиатура, но и общий термин для телекоммуникационной сети, в которой от узла связи до определенного места, принятого называть точкой X, доходит волоконно-оптический кабель. А уже до абонента прокладывают медный кабель. В отдельных случаях оптику прокладывают до абонентского устройства.

Широкая полоса систем FTTx – это огромные возможности предоставлять абонентам все больше и больше новых услуг. FTTx необходимо также воспринимать в качестве большого семейства, в которое входят самые разные виды архитектур.

Например, FTTN (Fiber to the Node) – волокно до сетевого узла. FTTC (Fiber to the Curb) – волокно до микрорайона, квартала или группы домов. FTTB (Fiber to the Building) – волокно до здания. FTTH (Fiber to the Home) – волокно до жилища, будь то квартира или отдельный коттедж.

Но все они отличаются тем, насколько близко к пользовательскому терминалу подведен оптический кабель. Первыми появились FTTN и FTTC.

Сейчас FTTN используется в качестве быстро внедряемое решение. Проблемы налицо: низкое качество услуг из-за медных кабелей в канализации, как и ограничение скорости и количества подключений в одном кабеле. FTTC позволил избавить FTTN некоторых недостатков.

Архитектура FTTC, прежде всего, предназначена для операторов, которые применяют технологии xDSL или PON, и операторов кабельного телевидения. На выбор технологии FTTx влияют запланированный набор услуг и необходимая для их предоставления полоса пропускания.

По мере роста скорости доступа и увеличения набора услуг нужно подводить оптику как можно ближе к терминалу. То есть нужно использовать технологии FTTH. Если стоит задача сохранить уже действующую инфраструктуру и оборудование, то лучше всего выбирать FTTB.

Технологические ограничения на положение точки «х» первым делом оказывает участок доступа, расположенный ближе всего к абоненту. Как правило, в городе точка «х» находится внутри здания, а потому и FTTx преобразуется в FTTB.

Когда же подключаются частные дома за городом, то используются системы FTTH на основе технологии PON или FTTC . То есть для коттеджных поселков резонно использовать вариант FTTH, а в многоэтажных домах можно использовать архитектуру FTTB с медным кабелем внутри домов.

Источник

Доступ к сети интернет по технологии FTTH

Fiber To The X (FTTx) — общепринятый в телекоммуникации термин, который обозначает способ подключение узла связи с необходимой точкой «Х» при помощи оптоволоконного кабеля. Другими словами, это технология организации высокоскоростных сетей, которая реализуется за счет прокладки «оптоволокна» до определенного места. На сегодняшний день есть несколько типов архитектур подключения клиента поставщиком телекоммуникационных услуг, в которой применяется оптоволоконная магистраль. Одной из них является FTTH.

Что такое FTTH

GPON FTTH — архитектура построения телекоммуникационных сетей. Она позволяет подвести оптоволоконный кабель непосредственно до помещения абонента (квартира или коттедж). При этом используется технология GPON (гигабитная пассивная оптическая сеть), которая предоставляет возможность эффективно наращивать количество узлов и обеспечивать великолепную пропускную способность, зависящую от настоящих и будущих абонентских потребностей. Такой способ реализации телекоммуникационных сетей целесообразен при подключении, в основном, загородных коттеджей. В связи с немалой стоимостью оборудования пока еще очень редко применяется в многоэтажных жилых комплексах и бизнес-центрах.

Несмотря на высокую стоимость материалов для реализации сети, технология подключения PON FTTH, в отличие от своих предшественников (FTTN — оптоволокно до сетевого узла, FTTC — оптоволокно до группы домов или микрорайона и FTTB — оптоволокно к зданию), предоставляет широкий спектр возможностей:

• высокую надежность сетей (взломать или прослушать линию невозможно);
• скорость приема 2.488 и скорость передачи 1.244 Гбит/с — до 500 Мбит/с (очень удобно при работе с файлообменными сетями, онлайн-просмотре фильмов высокого качества, получение доступа к телефонной линии);
• расширение спектра поставляемых услуг (IP-телефония, просмотр цифрового и аналогового телевидения без использования дополнительного оборудования);
• гарантированную безотказную работу оптоволоконной сети на протяжении не менее 25 лет.

Такой способ подключения придется по вкусу тем, кто ценит качество получаемых услуг выше, чем деньги.

На данный момент, среди распространенных архитектур телекоммуникационных сетей, технологии GPON FTTH нет равных.

Схема сетей FTTH и оборудование, необходимое для ее реализации

На сегодняшний день архитектура FTTH широко применяется при подключении абонентов МГТС и при прокладке сети используется исключительно оптоволоконный кабель. Сама же схема выглядит следующим образом: При подключении абонента в высотном доме:

• оптоволоконный кабель подается к зданию от оптического линейного терминала (OLT);
• на техническом этаже устанавливается оптический распределительный шкаф большой или малой емкости (зависит от количества потенциальных абонентов);
• далее, на этажах устанавливаются распределительные оптические боксы или распределительные коробки (ОРК);
• оттуда оптоволоконный кабель FTTH сети заходит непосредственно в квартиру абонента, где устанавливается абонентская оптическая розетка;
• последним звеном становится роутер ONT FTTH – модуль домашнего шлюза для оптической сети GPON. Именно к нему подключается все оборудование абонента (телефоны, компьютеры и ноутбуки, телевизор).

При подключении абонента в частном секторе оптоволоконный кабель протягивается от ближайшего оптического линейного терминала и заводится непосредственно в жилье абонента, где устанавливается оптическая розетка, а к ней подсоединяется домашний модуль.

Источник

Технология fttb ftth оптический кабель

Название группы технологий FTTX означает Fiber To The X («оптика до Х»), где Х – точка доведения оптического кабеля. Если кабель доведен до жилища абонента – такая технология называется FTTH (Fiber To The Home) – «оптика до дома». Соответственно, FTTВ (Fiber To The Building) – оптика до здания, FTTС (Fiber To The Curb) – оптика до группы зданий, FTTN (Fiber To The Node) – оптика до сетевого узла.

В частности, сеть FTTB может выглядеть следующим образом[1]:

Рисунок 1. Пример сети FTTB (источник: Ростелеком).

На рисунке ниже показан узел оптической сети доступа для группы домов (FTTC) на сети оператора British Telecom[2].

Рисунок 2. Оптический узел для группы домов (FTTC) (источник: British Telecom).

xPON

Для подключения оптических узлов по оптическому кабелю чаще всего используется технология пассивных оптических сетей PON (Passive Optical Network), в которой возможно гибкое развитие сети при помощи пассивных оптических сплиттеров (Passive Optical Splitters). Эти устройства не требуют электропитания, могут разветвлять линию до 128 ветвей, в зависимости от мощности входного оптического сигнала. Удаленность оптического сетевого узла ONU от терминала OLT может составлять до 20 км (см. рисунок ниже)[3].

Рисунок 3. Архитектура сети xPON (источник: Huawei).

Существуют различные виды технологии PON:

• APON: ATM Passive Optical Networks
• EPON: Ethernet Passive Optical Networks
• GE-PON: Gigabit Ethernet Passive Optical Networks
• GPON: Gigabit-capable Passive Optical Networks

В настоящее время наиболее перспективной является технология гигабитной пассивной оптической сети GPON: Gigabit-capable Passive Optical Networks [4]. Эта технология описана в стандарте ITU-T G.984 и способна обеспечивать скорость до 2,488 Гбит/с их сети и 1,244 Гбит/с в сеть. В GPON используется разделение каналов «в сеть» и «из сети» по длине оптической волны светового сигнала, передаваемого по оптоволокну WDM (Wavelength Division Mutiplex). Для загрузки данных их сети используется длина волны 1550 нм, для оправки данных в сеть – 1310 нм.

Последняя версия GPON называется XGPON, или 10G-PON, которая способна обеспечить скорость передачи данных до 10Гбит/с из сети и 2,5 Гбит/с в сеть, и описана в стандарте ITU G.987. Эта технология соответствует требованиям видеоуслуг в высоком разрешении (4K, UHD).

Архитектура сети GPON показана на рисунке ниже. В помещении оператора (Central Office) установлено оборудование терминала оптической линии OLT, а также оборудование для предоставления видеоуслуг (Video Source). Эти сигналы вводятся в оптоволокно при помощи оптического комбайнера (Passive Combiner) и затем разделяются оптическим сплиттером (Splitter) на первичные ветви. На сетевых узлах, расстояние до которых может быть до 20 км, также установлены сплиттеры, которые делят сигнал на вторичные ветви.

На оптическом терминале пользователя ONU/ONT происходит извлечение электрических сигналов для телевидения (TV), интернета (PC) и телефонии (VoIP).

Рисунок 4. Архитектура сети GPON (источник: http://www.electronicdesign.com).

• Преимущества PON.
  • Экономия оптоволоконного кабеля.

Наиболее существенным аспектом развертывания сетей FTTH на базе PON является экономия оптоволоконных линий на участке от ONT до оптического узла или точки присутствия. Если у провайдера имеются резервные оптические пары в кабеле или место в колодцах для прокладки дополнительных кабелей между АТС и уличным шкафом, то это может избавить его от необходимости рыть новые траншеи.

Однако при отсутствии существующей оптической инфраструктуры, или развертывании оптической сети в новых районах, экономия оптоволоконного кабеля нецелесообразна, поскольку предельные затраты на дополнительный кабель ничтожно малы по сравнению со стоимостью рытья траншей или необходимостью получения права на пользование чужой инфраструктурой, например, канализационными коллекторами.

• Экономия портов на центральной АТС или в точке присутствия, где выполняется агрегирование.
• Наложение аналогового видеосигнала

GPON хорошо подходит для услуг Triple Play, т.е. для комбинации телефонии, Интернета и видеовещания. Это позволяет использовать коаксиальную разводку, имеющуюся у абонента для передачи аналогового или цифрового телевизионного сигнала. Также возможно реализация гибридных архитектуры для всех интерактивных услуг, включая IP-телевидение, и топологию с наложением дополнительной пассивной оптической сети для распространения видеовещания.

• Недостатки PON.
  • Необходимость шифрования сигнала

Поскольку PON – это технология с общей средой передачи, то необходимо шифрование потоков данных. В GPON проводится шифрование по методу AES (Advance Encryption Standard) с 256-разрядными ключами, что позволяет обеспечить безопасность персональных данных конечных пользователей и предотвращает возможность хищения услуг. Однако шифрование AES несколько снижает производительность сети. Для шифрования необходима передача существенного объема служебной информации вместе с каждым пакетом, что может привести к заметному снижению полезной скорости передачи данных.

• Высокая рабочая скорость передачи данных

В связи с использованием в пассивных оптических сетях PON общей передающей среды, каждое оконечное устройство (ONT или OLT) вынуждено работать на совокупной скорости передачи данных. Даже если клиент заплатил только за скорость доступа в 25 Мбит/с, тем не менее, каждая конечная точка оптической сети (ONT) в этом дереве PON должна работать на скорости 2,5 Гбит/с (GPON). Работа электронных и оптических устройств со скоростью, в 100 раз превышающей необходимую скорость передачи данных, повышает цену компонентов, особенно в том случае, если емкость сети не очень высокая.

• Необходимость большой начальной мощности оптического сигнала.

При каждом разветвлении на две линии мощность сигнала падает на 3,4 дБ. При разветвлении на 64 линии мощность падает на 20,4 дБ (эквивалентно отношению мощностей 1:110). Таким образом, в этой модели все оптические передатчики в архитектуре PON должны обеспечивать в 110 раз большую мощность оптического сигнала по сравнению с архитектурой «точка-точка» при передаче на то же расстояние.

Однако, несмотря на перечисленные недостатки, технология GPON является весьма привлекательной для многих операторов мультисервисных услуг и использование на сетях этой технологии быстро растёт.

Источник

Решение на базе PON

В России все больше растет интерес к развертыванию сетей доступа с возможностью предоставлением абоненту широкополосного канала связи. Причиной данного интереса служит быстрый рост требований к полосе пропускания сетей связи, обусловленный появлением новых широкополосных услуг. К таким услугам можно отнести услуги для бизнеса (видеоконференц-связь, удаленное обучение, телемедицина) и развлекательные услуги (видео по запросу, цифровое вещание, HDTV, on-line игры и т.д.). Используемые в настоящее время технологии не могут предоставить экономически выгодного решения для удовлетворения растущих потребностей, поэтому в ход идут не совсем привычные технологии.

Одна из них — FTTx (Fiber To The . — «волокно до …») — технология организации сетей доступа с доведением оптического волокна до определенной точки. Несмотря на то, что FTTx — технология не новая, однако широкое распространение она получает именно сейчас.
Большинству читателей хорошо известно, что HFC сети (Hybrid Fider Coax) — гибридная оптико-коаксиальная сеть) строятся по технологии FTTC, FTTB или FTTH.

Есть несколько вариантов реализации FTTx, из них можно выделить:

• FTTH — Fiber To The Home (доведение волокна до квартиры);
• FTTB — Fiber To The Building (доведение волокна до здания).

и варианты, по сути, дублирующие FTTH и FTTB с небольшими изменениями:

• FTTO — Fiber To The Office (доведение волокна до офиса);
• FTTC — Fiber To The Curb (доведение волокна до кабельного шкафа);
• FTTCab — Fiber To The Cabinet (аналог FTTC);
• FTTR — Fiber To The Remote (доведение волокна до удаленного модуля, концентратора);
• FTTOpt — Fiber To The Optimum (доведение волокна до оптимального пункта);
• FTTP — Fiber To The Premises (оведение волокна до точки присутствия клиента).

Отдельно нужно отметить концепцию FITB (Fiber In The Building) — организация распределительной сети внутри здания.

Рассмотрим более подробно два первых варианта FTTx.

При использовании варианта FTTB оптическое волокно заводится в дом, как правило, на цокольный этаж или на чердак (что более экономически эффективно) и полключается к устройству ONU (Optical Network Unit). На стороне оператора связи устанавливается терминал оптической линии OLT (Optical Line Terminal). OLT является primary устройством и определяет параметры обмена трафика (например, интервалы времени приема/передачи сигнала) с абонентскими устройствами ONU (или ONT, в случае FTTH).

Дальнейшее распределение сети по дому происходит по «витой паре».
Этот подход целесообразно применять в случае развертывания сети в многоквартирных домах и бизнес-центрах среднего класса.

оссийские операторы связи разворачивают сети FTTB пока только в крупных городах, но в перспективе использование данной технологии повсеместно. В FTTB нет необходимости прокладывать дорогостоящий оптический кабель с большим количеством волокон, как при использовании FTTH.

Как мы уже говорили, FTTH подразумевает доведение оптического волокна до квартиры или частного дома пользователя. Существует два типа организации FTTH сетей: на базе Ethernet и на базе PON.

Решение на базе Ethernet

В решении Ethernet FTTH для коммутации линий подразумевается использование коммутаторов с оптическими портами или оптическими трансиверами. Коммутаторы объединяются либо в «кольцо» Ethernet (GE или 10GE), либо по топологии «звезда» и располагаются на цокольном или чердачном этаже (в зависимости от способа заведения магистрального волокна в дом). К портам коммутатора подключаются устройства конечных пользователей. Такой подход обеспечивает высокий уровень надежности за счет возможности резервирования оптических каналов, и обеспечивает преемственность с существующей «медной» инфраструктурой. К недостаткам Ethernet FTTH можно отнести узкую полосу пропускания и недостаточные возможности масштабирования.

На территории абонента (в квартире или коттедже) используются устройства CPE (Customer Premise Equipment).

Решение на базе PON

При использовании решения на базе PON — пассивной оптической сети — для развертывания сети FTTH оптоволоконная линия распределяется по абонентам с помощью пассивных оптических разветвителей (сплиттеров) с коэффициентом деления от 1:2 до 1:128.

В стандартной оптической сети PON на стороне провайдера связи используются OLT (Optical Line Terminal), а в качестве абонентских устройств применяются ONT (Optical Network Terminal).

ONT представляет из себя более сложное устройство, чем CPE, используемого в Ethernet решении. Кроме функций предоставления широкополосного доступа и поддержки сервисов, ONT должен дополнительно поддерживать:

• протокол управления доступом к PON;
• лазеры пакетного режима (burst-mode lasers), обеспечивающие передачу данных ONT только в определенные терминалом OLT отрезки времени;
• повышенная мощность сигнала (требуется учитывать потери на делителях и пр.);
• шифрование;
• высокая производительность.

Эти дополнительные функции обусловливают значительно более высокую стоимость устройства ONT для архитектуры PON, чем устройства Ethernet FTTH CPE.

Под FTTH (оптика до дома) понимаются сети, в которых оптический узел (или оптический приемник) является последним активным элементом. Выход оптического узла (ОУ) непосредственно (т.е. без дополнительных усилителей) связан с телевизором или абонентским терминалом, например STB (Set-Top-Box). Очевидно, что при технологии FTTH используется большее число ОУ в сравнении с технологией FTTB и, особенно, FTTС. Рассмотрим основные особенности FTTH в сравнении с другими технологиями (FTTС и FTTВ).

Более высокая надежность технологии FTTH. Действительно, все мультисервисные сети передачи данных и телевидения (МСС) построенные только с использованием оптических активных компонентов, как правило, обладают очень высокой надежностью. Важен и тот факт, что отпадает необходимость в использовании дистанционного (т.е. по коаксиальному кабелю) питания, которое часто доставляет много хлопот кабельным операторам. Более того, если предусмотреть резервные оптические волокна (ОВ) в волоконно-оптическом кабеле (ВОК), появляется возможность реализации ручного и/или автоматического резервирования как по направлениям (кольцевое резервирование), так и по жилам с минимальными затратами.

Простота переконфигурации сети FTTH за счет установки в основных узлах распределения оптических кроссовых шкафов. Перекоммутация осуществляется за счет простейшей переустановки патчкордов по соответствующим направлениям (с помощью пигтейлов). Напомним также нашим читателям, что если их МСС выполнена на оборудовании серии AC от Teleste (Финляндия), то в любой из усилителей достаточно будет доустановить приемный оптический модуль без смены режимов работы самих усилителей.
Простота построения параллельных сетей FTTH является одним из важнейших достоинств. Ведь ВОЛС представляет собой идеальную многоканальную (на физическом уровне) транспортную сеть с великолепными особенностями: сверхширокополосность, помехозащищенность от всех видов электромагнитных наводок, малые погонные потери, низкая чувствительность к температурным воздействиям, высокая защита от несанкционированного подключения и др. Наиболее часто в таких сетях услуги передачи данных (включая доступ в Internet) реализуются с использованием Ethernet технологии, как наиболее универсальной и скоростной.

Значительное снижение шумов ингрессии в реверсном канале при условии достаточности приемников реверсного направления (Upstream). По грубой оценке можно считать, что реализуемое отношение несущая/шум C/NH, формируемое при технологии FTTH с числом абонентов NH, больше аналогичного C/NC, реализуемого при FTTС с числом абонентов NC на величину:

Здесь n — число каналов в реверсном направлении, отличающихся по частоте.

Так, для n = 3, NC = 800 и NH = 100, различие составляет 13,8 dB, что позволяет смело перейти на более высокий формат модуляции (например, с QPSK на 16 QAM или даже 64 QAM) и реализовать значительно более высокие скорости информационных потоков (в нашем случае в два раза) при прочих равных условиях.

Более высокие скорости цифровых потоков в реверсном направлении при неизменном числе частотных каналов обязаны исключительно числу upstream — приемников, устанавливаемых в составе головной станции кабельных модемов (CMTS). Иными словами, если при FTTС технологии наращивание числа upstream — приемников не имело практического смысла в силу значительной величины C/NC, то при FTTH технологии имеет явный смысл наращивания таких приемников. Более того, такие приемники могут уже работать как при смешанной оптической технологии на одной частоте, так и при классической архитектуре (upstream — приемник на кластер или сегмент) на нескольких частотах.

Простота реализации новых цифровых технологий, накладываемых на уже существующие FTTH сети. Классическим примером может служить новая перспективная технология EttH (Ethernet to the Home), разработанная компанией Teleste (Финляндия) и получающая все большее и большее распространение по всему миру. На рис. 2А представлен фрагмент решения под названием Ethernet over Coaxial (EoC), которое обеспечивает доставку кадров Ethernet по коаксиальному телевизионному кабелю домовых распределительных сетей. Решение EoC не требует прокладки дополнительного кабеля, например UTP, и обеспечивает доступ к Ethernet сети на абонентской розетке, подключенной к коаксиальному кабелю оператора КТВ. Кстати, технология EttH от компании Teleste, позволяет и операторам FTTC сетей обойтись без прокладки ВОЛС до дома при строительстве Ethernet сетей. На рис. 2Б представлена схема решения Virtual Fiber («виртуальное волокно»), обеспечивающая доставку Ethernet (100Мбит/с) по существующим сетям кабельного телевидения. Более того «виртуальное волокно» может работать в сетях КТВ параллельно с Docsis.

Рис. 2А. FTTH. Ethernet через коаксиальные телевизионные сети (EoC)

Рис. 2Б. FTTH. «Виртуальное волокно» от компании Teleste

Высокая энергетическая загрузка в части реализуемых значений по CSO / CTB (интермодуляционные искажения второго и третьего порядков) и C/N.

Действительно, структурно любую МСС в общем случае можно условно разделить на функциональные зоны, отличающиеся физическими особенностями, а также спецификой расчета и построения (рис.3). При этом некоторые из функциональных зон могут отсутствовать (например, вторичная ВОЛС, вторичная головная станция – ВГС или цифровая транспортная магистраль).

Производим связь будущего с настоящим!

Источник

Типовые требования к составляющим МСС для технологии FTTC
BER	10-12…10-10