Guida alla rete ottica passiva

La tecnologia Passive Optical Network (PON) è ampiamente utilizzata dagli operatori di comunicazione per offrire la trasmissione in fibra ottica ai consumatori finali. L'emergere della rete PON risolve il collo di bottiglia dell'accesso degli utenti alla larghezza di banda e l'ISP (Internet Service Provider) risolve il problema dell'ultimo miglio in fibra fino ai clienti; questa architettura offre vantaggi in termini di alta efficienza e convenienza economica. Allo stesso tempo, esistono molti tipi di reti ottiche passive con diverse applicazioni FTTx. Le reti ottiche passive offrono agli operatori metodi innovativi di trasmissione del segnale. Questo articolo ti fornirà un tutorial dettagliato sulla rete autostradale riguardante le reti ottiche passive.

Wiki sulla Passive Optical Network

Diverse forme di reti in fibra ottica hanno diversi metodi di trasmissione dei dati; la modalità di trasmissione della rete ottica passiva è una topologia punto-multipunto. Gli splitter ottici vengono utilizzati nel processo di trasmissione. Attraverso lo splitter ottico, i dati dall'OLT saranno trasmessi a più  ONT; nel frattempo, la rete ottica passiva può trasmettere simultaneamente segnali sia in direzione upstream sia downstream da e verso gli utenti finali.

La caratteristica principale della rete PON è 'passiva', il che significa che questa rete non è alimentata tra la fibra e i componenti di divisione/combinazione. Inoltre, nel sistema PON non è necessaria alcuna apparecchiatura elettrica.  La rete ottica passiva è anche più stabile del collegamento di rete in rame. Quando utilizziamo il rame come mezzo per trasmettere segnali elettrici, genera molte interferenze elettromagnetiche, il che aumenta notevolmente il tasso di errore dei bit. L'utilizzo delle reti PON offrirà maggiori vantaggi in termini di elevata integrità del segnale; naturalmente, ciò può realizzarsi solo entro la distanza di trasmissione nominale.

La tecnologia WDM e TDMA nel sistema PON

La rete PON può distinguere le lunghezze d'onda e le due lunghezze d'onda sono responsabili separatamente della trasmissione dei dati upstream e downstream. Il sistema PON utilizza la tecnologia WDM (wavelength division multiplexing), caratterizzata dalla capacità di trasmettere il flusso di segnali suddiviso. Il flusso di dati viene separato dalle operazioni della rete ottica passiva in base alla lunghezza d'onda (colore) del laser.  La rete PON ha molti standard diversi, quindi ogni standard diverso ha lunghezze d'onda dedicate diverse. Quando si alloca la larghezza di banda uplink per ciascun utente al terminale o allo splitter della rete ottica passiva in un momento specifico, è necessario utilizzare la tecnologia TDMA (time division multiple access). L'utilizzo della tecnologia TDMA può rendere la trasmissione più stabile e, mentre più dispositivi trasmettono flussi di dati, le collisioni di dati non occuperanno un terminale o uno splitter PON.

Wiki sull'architettura Passive Optical Network

Optical Line Terminal (OLT) e Optical Network Unit (ONU) o Optical Network Terminal (ONT) formano insieme un sistema PON, in cui l'OLT si trova nella centrale dell'operatore e le multiple unità di rete ottica o terminali di rete ottica si trovano vicino all'utente finale. Questo collegamento ottico è connesso tramite una Optical Distribution Network (ODN).

Le reti ottiche passive possono far risparmiare molti costi di fibra perché il sistema di rete utilizza un metodo di trasmissione point-to-multipoint (P2MP), che richiede solo una fibra per collegare più endpoint da un operatore, mentre un'architettura point-to-point richiede una fibra ottica separata tra ciascun hub e il cliente. Una rete ottica passiva può essere realizzata con solo poche fibre ottiche e una centrale tramite il metodo di trasmissione point-to-multipoint.

Diversi tipi di reti ottiche passive

Con le diverse esigenze della rete, esistono sempre più topologie di rete differenti. La parte seguente introdurrà diversi tipi principali di rete ottica passiva.

APON/BPON

La lettera A significa ATM (Asynchronous Transfer Mode), la lettera B significa Broadband. Il sistema APON è la prima rete ottica passiva a essere implementata commercialmente nel settore delle comunicazioni. La sua modalità di trasmissione è ATM, e BPON, come versione migliorata, utilizza la trasmissione downstream WDM. BPON dispone di allocazione dinamica della larghezza di banda e meccanismi di protezione maggiori rispetto ad APON. Analogamente, come versione migliorata, BPON è ora più diffuso di APON. Viene generalmente utilizzato nell'accesso Ethernet, nella trasmissione video e nelle linee dedicate ad alta velocità.

GPON

GPON (Gigabit PON) adotta lo standard ITU-T. Questa rete è una nuova generazione di accesso ottico passivo a banda larga. GPON può fornire una velocità di downlink ad alta larghezza di banda di 2.5Gbps per i collegamenti di rete. Presenta inoltre caratteristiche asimmetriche. Per soddisfare le esigenze dei servizi dati a banda larga, questo standard è una tecnologia di classe carrier. Allo stesso tempo, la rete GPON può anche proteggere il livello della rete di accesso e dispone di una funzione OAM completa. Questa rete è attualmente implementata su larga scala nella rete FTTH.

EPON

La lettera E in EPON sta per Ethernet. Questa rete utilizza pacchetti Ethernet, quindi può essere ben compatibile con i dispositivi Ethernet; questo metodo si è dimostrato fattibile. Allo stesso tempo, in base allo standard IEEE 802.3, EPON può collegare dispositivi senza protocolli aggiuntivi di incapsulamento e conversione per le direzioni di trasmissione upstream e downstream della rete Ethernet. In generale, la velocità di trasmissione di EPON è di 1.25Gbps simmetrica sia in upstream sia in downstream. Pertanto, quando un IT Technician si trova di fronte alla scelta tra diverse velocità dati, rapporti di split, stratificazione e servizi di accesso, QoS, OAM e costi, esistono due scelte mainstream, GPON vs EPON, per soddisfare le proprie esigenze di realizzazione.

10G-E-PON

Il principio di funzionamento di questa struttura è lo stesso di EPON. Lo standard 10G-E-PON è una versione migliorata di EPON. Le sue velocità upstream e downstream possono raggiungere 10Gbps. Nella direzione downstream, la sua lunghezza d'onda operativa è 1577nm. La lunghezza d'onda operativa è 1270nm, diversa da EPON, quindi un dispositivo PON può essere utilizzato sia per E-PON sia per 10G-E-PON.

Perché dobbiamo utilizzare una rete ottica passiva?

L'utilizzo di un sistema PON consente un uso più efficiente dell'alimentazione grazie al principio di non richiedere un'alimentazione elettrica. Non è necessario installare armadi di cablaggio, infrastrutture di raffreddamento o elettronica midspan durante l'installazione dell'infrastruttura. Sia i componenti passivi sia quelli attivi PON hanno una caratteristica facilmente identificabile che consente al personale di risparmiare ancora di più durante la manutenzione e la risoluzione dei problemi. Di fronte alla pressione di aggiornare la rete, è sufficiente sostituire OLT, ONT e ONU. Questi vantaggi consentono al sistema di rete PON di ridurre il budget quando l'operatore costruisce la rete.

Conclusione

Con lo sviluppo della tecnologia di rete PON, i fornitori di servizi hanno una buona scelta quando si trovano ad affrontare il collo di bottiglia dell'"ultimo miglio". Secondo l'introduzione di questo articolo, sai anche che le reti ottiche passive sono preziose anche in termini di velocità, consumo energetico, affidabilità. Se hai domande sulla rete PON, puoi consultare Il team di supporto tecnico di QSFPTEK tramite [email protected], QSFPTEK il team di supporto tecnico ti fornirà suggerimenti molto professionali.