Glasfaser-Zugangsnetzwerk bezieht sich auf die Anwendungsform, die Glasfaser als Hauptübertragungsmedium im Zugangsnetzwerk verwendet, um die Übertragung von Benutzerinformationen zu erreichen. Es handelt sich nicht um ein herkömmliches Glasfaserübertragungssystem, sondern um ein spezielles Glasfaserübertragungsnetz, das für die Zugangsnetzwerkumgebung entwickelt wurde.
Verbunden mit Serviceknoten über Optical Line Terminals (OLTs) und mit Benutzern über Optical Network Units (ONUs). Das Glasfaser-Zugangsnetz umfasst entfernte optische Netzwerkeinheiten und zentrale optische Leitungsterminals, die über Übertragungsgeräte verbunden sind. Die Hauptkomponenten des Systems sind OLT und Remote ONU. Sie vollziehen die Umsetzung der Signalisierungsprotokolle vom Service Node Interface (SNI) zum User Network Interface (UNI) im gesamten Zugangsnetz. Auch das Zugangsgerät selbst verfügt über Netzwerkfähigkeiten und kann verschiedene Formen von Netzwerktopologien bilden. Gleichzeitig verfügt das Zugangsgerät auch über lokale Wartungs- und zentrale Fernüberwachungsfunktionen, bildet durch transparente optische Übertragung ein Wartungs- und Verwaltungsnetzwerk und ist über entsprechende Netzwerkverwaltungsprotokolle in die einheitliche Verwaltung des Netzwerkverwaltungszentrums eingebunden.
Die Rolle von OLT besteht darin, eine Schnittstelle zwischen dem Zugangsnetzwerk und dem lokalen Switch bereitzustellen und über optische Übertragung mit den optischen Netzwerkeinheiten auf der Benutzerseite zu kommunizieren. Es trennt die Schaltfunktion des Schalters vollständig vom Benutzerzugriff. Das optische Leitungsterminal übernimmt die Wartung und Überwachung für sich selbst und den Benutzer. Es kann direkt am lokalen Switch am Vermittlungsplatz platziert oder aus der Ferne eingerichtet werden.
Die Rolle von ONU besteht darin, eine benutzerseitige Schnittstelle für das Zugangsnetzwerk bereitzustellen. Es kann an mehrere Benutzerterminals angeschlossen werden und verfügt über eine fotoelektrische Umwandlungsfunktion sowie entsprechende Wartungs- und Überwachungsfunktionen. Die Hauptfunktion von ONU besteht darin, die Glasfaser vom OLT zu terminieren, optische Signale zu verarbeiten und Geschäftsschnittstellen für mehrere kleine Unternehmen, Geschäftsanwender und Privatanwender bereitzustellen. Die Netzwerkseite der ONU ist eine optische Schnittstelle, während die Benutzerseite eine elektrische Schnittstelle ist. Daher verfügt ONU über optisch/elektrische und elektrisch/optische Umwandlungsfunktionen. Es verfügt außerdem über die Funktionen der Digital-Analog- und Analog-Digital-Umwandlung für Dialogtöne. ONU wird normalerweise näher am Benutzer platziert und bietet große Flexibilität bei der Platzierung.
Klassifizierung von Glasfasernetzen
Glasfaserzugangsnetze (im Folgenden FAT) werden basierend auf der Systemzuordnung in zwei Kategorien unterteilt: aktive optische Netze (AON) und passive optische Netze (PON). Da sich Yingda auf passive Glasfaserprodukte konzentriert, konzentriert sich der folgende Text auf die Einführung passiver optischer Netzwerke.
Aktive optische Netzwerke können in SDH-basiertes AON und PDH-basiertes AON unterteilt werden. Die zentrale Ausrüstung (CE) und die entfernte Ausrüstung (RE) aktiver optischer Netzwerke sind über aktive optische Übertragungsausrüstung verbunden, und die Übertragungstechnologie ist die SDH- und PDH-Technologie, die in Backbone-Netzwerken weit verbreitet ist, aber die SDH-Technologie ist die wichtigste.
Passives optisches Netzwerk (PON) bezieht sich hauptsächlich auf ein optisches Verteilungsnetzwerk (ODN) zwischen OLT und ONU, ohne aktive elektronische Geräte. Es umfasst ein ATM-basiertes passives optisches Netzwerk (APON) und ein IP-basiertes PON.
Passive Optical Network (PON) ist ein rein dielektrisches Netzwerk, das elektromagnetische Störungen und Blitzeffekte von externen Geräten vermeidet, die Ausfallrate von Leitungen und externen Geräten reduziert, die Systemzuverlässigkeit verbessert und Wartungskosten spart. Es ist eine Technologie, auf die sich Wartungsabteilungen der Telekommunikationsbranche schon lange freuen.
Die spezifischen Vorteile passiver optischer Zugangsnetze sind folgende:
(1) Passive optische Netzwerke zeichnen sich durch geringe Größe, einfache Ausrüstung, geringe Installations- und Wartungskosten und relativ geringe Investitionen aus.
(2) Passive optische Geräte verfügen über eine flexible Vernetzung und können Netzwerktopologien wie Baum, Stern, Bus, Hybrid und Redundanz unterstützen.
(3) Einfach zu installieren, es ist sowohl als Innen- als auch als Außenversion erhältlich. Sein Außenauftritt kann direkt an die Wand gehängt oder auf der „H“-Stange platziert werden, ohne dass ein Computerraum gemietet oder gebaut werden muss. Aktive Systeme erfordern eine fotoelektrische und elektrooptische Umwandlung, verbunden mit hohen Herstellungskosten für die Ausrüstung und der Notwendigkeit spezieller Standorte und Computerräume. Probleme mit der Fernstromversorgung sind schwer zu lösen und der tägliche Wartungsaufwand ist hoch.
(4) Passive optische Netzwerke eignen sich für die Punkt-zu-Mehrpunkt-Kommunikation und verwenden nur passive Splitter zur Zuweisung optischer Leistung.
(5) Passive optische Netzwerke sind reine dielektrische Netzwerke, die elektromagnetische Störungen und Blitzeinwirkungen vollständig vermeiden und sich daher hervorragend für den Einsatz in Gebieten mit rauen natürlichen Bedingungen eignen.
(6) Aus Sicht der technologischen Entwicklung ist der Ausbau passiver optischer Netze relativ einfach und erfordert keine Änderungen an der Ausrüstung. Es sind lediglich Software-Upgrades der Geräte, der einmalige Kauf von Hardware-Geräten und eine langfristige Nutzung erforderlich. Damit wird der Grundstein für Glasfaser bis ins Haus gelegt und die Investition der Benutzer sichergestellt.
Funktionen des Glasfaserzugangsnetzwerks
Die Hauptmerkmale des Glasfaser-Zugangsnetzes sind:
1、 Der Netzwerkabdeckungsradius ist im Allgemeinen klein und erfordert keine Repeater. Aufgrund der gemeinsamen Nutzung optischer Fasern durch viele Benutzer kann die Zuteilung optischer Leistung oder Wellenlänge jedoch den Einsatz von Faserverstärkern zur Leistungskompensation erfordern;
2、 Erfordern die Übertragung verschiedener Breitbanddienste mit guter Übertragungsqualität und hoher Zuverlässigkeit;
3、 Der Anwendungsbereich von Glasfaser-Zugangsnetzwerken ist breit;
4、 Die Investitionskosten sind hoch, das Netzwerkmanagement ist komplex und die Fernstromversorgung ist schwierig. [2]
Glasfaserzugangsmethoden
Je nach Standort der Optical Network Unit (ONU) gibt es folgende Arten von Glasfaserzugriffsmethoden:
FTTB (Fiber to the Building);
FTTC (Glasfaser bis zur Bordsteinkante);
FTTH (Fiber to the Home);
FTTO (Fiber to the Office);
FTTF (Fiber to the Floor);
FTTP (Fiber to the Premise);
FTTN (Fiber to the Nodes);
FTTD (Fiber to the Desktop);
FTTR (Fiber to the Room).
Abbildung 1: Die beliebtesten Glasfaserzugangsmethoden
Die wichtigsten Formen sind FTTB (Fiber to Building), FTTC (Fiber to Roadside) und FTTH (Fiber to User).
FTTC bietet hauptsächlich Dienste für Privatanwender an, wobei sich optische Netzwerkeinheiten (ONUs) am Straßenrand in der Nähe des Wohnsitzes des Benutzers befinden. Die elektrischen Signale von den ONUs werden dann an verschiedene Benutzer übertragen, üblicherweise über Koaxialkabel zur Übertragung von Videodiensten und Twisted-Pair-Kabel zur Übertragung von Telefondiensten.
Die ONU von FTTB wird am Verteilerkasten im Inneren des Gebäudes installiert und wird hauptsächlich für Gesamtgebäude, medizinische Fernversorgung, Fernunterricht und große Unterhaltungsstätten verwendet. Sie bedient große und mittlere Unternehmen, Institutionen und gewerbliche Nutzer und bietet Hochgeschwindigkeit Daten-, E-Commerce-, Video- und Textdienste sowie andere Breitbanddienste.
Bei FTTH handelt es sich um die Platzierung von ONUs in Nutzerwohnungen, um Heimanwendern verschiedene umfassende Breitbanddienste bereitzustellen. FTTH ist das ultimative Ziel von Glasfaser-Zugangsnetzen, aber jeder Benutzer benötigt ein Paar Glasfasern und dedizierte ONUs, was die Implementierung teuer und schwierig macht.
Hauptmerkmale
FTTCab
FTTC
FTTB
FTTH
FTTP
ONU-Standort
Kreuzschrank
Straßenrand (Bordstein)
Gebäude
Bewohnerheim
Firmen, Büros
Art des Zugriffsmediums
Rückgrat: Glasfaser; Ende: Metalldraht/drahtlos
Rückgrat: Glasfaser; Ende: Metalldraht/kabellos
Rückgrat: Glasfaser; Ende: Metalldraht/drahtlos
Komplettes Glasfasernetz
Komplettes Glasfasernetz
Referenzverkabelungsabstand zwischen optischen Knoten und Benutzergeräten
1000m ~2000m
1000m ~2000m
1000m ~2000m
Ein paar Meter bis mehrere Dutzend Meter
Ein paar Meter bis mehrere Dutzend Meter
Benutzerzugriffsgeschwindigkeit
Downstream maximal 25 Mbit/s, Upstream maximal 1,8 Mbit/s
Downstream maximal 155 Mbit/s
Downstream maximal 100 Mbit/s
Die maximale Auf- und Abwärtsgeschwindigkeit kann 100 Mbit/s überschreiten
Die maximale Auf- und Abwärtsgeschwindigkeit kann 100 Mbit/s überschreiten
Tabelle 1: Hauptmerkmale der FTTx-Struktur
Aus der Abbildung ist ersichtlich, dass FTTH alle über Glasfasernetze mit Terminals verbunden ist und die damit verbundenen Terminals als Optical Network Terminals (ONTs) bezeichnet werden. FTTB oder FTTC wird über Glasfasernetze mit Gebäuden oder Bordsteinen verbunden und dann über Kupfer-Twisted-Pair-Netze oder drahtlose Verbindungen mit Terminals verbunden. Die Endgeräte des Glasfasernetzes werden optische Netzwerkeinheiten (ONUs) genannt, die über Kupfer-Twisted-Pair-Netzwerke oder drahtlose Verbindungen mit Netzwerkterminals (NTs) verbunden sind. FTTCab ähnelt FTTC, außer dass sich seine ONU in einem Telekommunikationsschrank befindet.
FTTB, FTTC und FTTCab in der Abbildung gehören alle zur „partiellen“ Glasfaser bis zum Haus, was bedeutet, dass die Glasfaser nicht direkt mit dem Endbenutzer verbunden ist, sondern in die Nähe des Endbenutzers reicht und dann über a mit dem Endbenutzer verbunden wird Twisted-Pair-Netzwerk. Bei FTTCab befindet sich die ONU im Telekommunikations-Anschlusskasten normalerweise 1000–2000 m von den Endbenutzern entfernt. In diesem Fall kann eine ONU-Einheit etwa 500 Endbenutzer unterstützen. Bei FTTC liegt die ONU mit 200–1000 m näher an den Endbenutzern und kann 8–32 Endbenutzer unterstützen. Das Netzwerk zwischen OLT und ONT/ONU wird Optical Distribution Network (ODN) genannt und seine Entfernung kann bis zu 20 km betragen, wie in der Abbildung dargestellt.
Vorteile des Glasfaser-Zugangsnetzwerks:
Gegenüber anderen Zugangstechnologien bieten Glasfaser-Zugangsnetze folgende Vorteile:
(1) Glasfaser-Zugangsnetze können den Bedarf der Benutzer an verschiedenen Diensten decken. Die Nachfrage der Menschen nach Kommunikationsdiensten steigt. Neben Telefonieren und Fernsehen hoffen sie auch auf schnelle Computerkommunikation, Homeshopping, Homebanking, Fernunterricht, Video-on-Demand (VOD) und hochauflösendes Fernsehen (HDTV). Es ist schwierig, diese Geschäfte mit Kupferdraht oder Twisted-Pair-Kabeln zu erreichen.
(2) Glasfasern können einige einschränkende Faktoren überwinden, die Kupferkabel nicht überwinden können. Der Glasfaserverlust ist gering und das Frequenzband ist breit, wodurch die Einschränkung durch kleine Kupferdrahtdurchmesser entfällt. Darüber hinaus werden optische Fasern nicht durch elektromagnetische Störungen beeinträchtigt, was die Qualität der Signalübertragung gewährleistet. Der Einsatz optischer Kabel anstelle von Kupferkabeln kann das Problem überfüllter unterirdischer Kommunikationsleitungen in Städten lösen.
(3) Die Leistung von Glasfaser-Zugangsnetzen verbessert sich weiter, während die Preise weiter sinken, während die Preise für Kupferkabel weiter steigen.
(4) Das Glasfaser-Zugangsnetz bietet Datendiensten ein umfassendes Überwachungs- und Verwaltungssystem, das den Anforderungen künftiger digitaler Breitbandnetze mit integrierten Diensten gerecht werden, Engpässe überwinden und den reibungslosen Betrieb der Informationsautobahn gewährleisten kann.
Natürlich haben Glasfaser-Zugangsnetze im Vergleich zu anderen Zugangsnetztechnologien auch gewisse Nachteile. Das Problem ist, dass die Kosten relativ hoch sind. Insbesondere je näher der optische Knoten am Benutzer liegt, desto höher sind die Kosten für die von jedem Benutzer gemeinsam genutzte Zugangsausrüstung. Darüber hinaus benötigen Glasfaser-Zugangsnetze im Vergleich zu drahtlosen Zugangsnetzen auch Pipeline-Ressourcen. Dies ist auch der Grund, warum viele aufstrebende Betreiber hinsichtlich der Glasfaser-Zugangstechnologie optimistisch sind, sich jedoch für die drahtlose Zugangstechnologie entscheiden müssen.
Heutzutage ist der Hauptfaktor, der die Entwicklung von Glasfaser-Zugangsnetzen beeinflusst, nicht die Technologie, sondern die Kosten. Allerdings ist die Einführung von Glasfaser-Zugangsnetzen ein unvermeidlicher Trend in der Entwicklung der Glasfaserkommunikation. Obwohl die Schritte zur Entwicklung von Glasfaser-Zugangsnetzen heute in den einzelnen Ländern unterschiedlich sind, wird Glasfaser bis ins Haus allgemein als Entwicklungsziel von Zugangsnetzen anerkannt.
Referenzbedingungen
Abkürzung
Vollständiger Name
Abkürzung
Vollständiger Name
FETT
Glasfaser-Zugangsnetzwerk
ODN
Optisches Vertriebsnetz
PON
Passives optisches Netzwerk
FTTH
Glasfaser bis ins Haus
EPON
Passives optisches Ethernet-Netzwerk
FTTB
Glasfaser bis zum Gebäude
GPON
Gigabit-fähiges passives optisches Netzwerk
FTTC
Faser bis zum Bordstein
XGPON
XG-PON
FTTO
Glasfaser bis ins Büro
XGSPON
XGS-PON
FTTP
Glasfaser bis zum Gelände
AON
Aktives optisches Netzwerk
FTTCab
Glasfaser bis zum Schrank
OLT
Optisches Leitungsterminal
ONU
Optische Netzwerkeinheit
NT
Netzwerkterminal
ONT
Optisches Netzwerkterminal
P2MP
Zeigen Sie auf Multipoint
CO
Zentrale