Klassifizierung von FTTH-Glasfaserleitungen
Die Übertragungsschicht von FTTH ist in drei Kategorien unterteilt: Duplex-Schleife (bidirektionale Doppelfaser), Simplex-Schleife (bidirektionale Einzelfaser) und Triplex-Schleife (dreiseitige Einzelfaser). Die Doppelfaser-Schleife verwendet zwei optische Fasern zwischen denOLTEnde und dieONUEnde, ein Weg ist stromabwärts und das Signal kommt vomOLTEnde derONUEnde; der andere Weg ist stromaufwärts und das Signal kommt vonONUEnde derOLTend.Simplex-Einzelfaserschleife wird auch Bidirektional oder kurz BIDI genannt. Diese Lösung verwendet nur eine Glasfaser zur VerbindungOLTEnde und dieONUEnde und verwendet WDM zur Übertragung von Upstream- und Downstream-Signalen mit optischen Signalen unterschiedlicher Wellenlänge. Im Vergleich zu Duplex-Doppelfaserschaltungen kann diese Einzelfaserschaltung mit WDM-Übertragung die Menge der verwendeten Glasfasern um die Hälfte reduzieren und die Kosten senkenONUBenutzerende. Wenn jedoch die Einzelfasermethode verwendet wird, sollte ein Splitter und ein Kombinierer in das optische Transceivermodul eingeführt werden. Dies ist etwas komplizierter als das optische Transceivermodul, das die Dualfasermethode verwendet. Das BIDI-Upstream-Signal nutzt die Laserübertragung im 1260- bis 1360-nm-Band und das Downstream-Signal nutzt das 1480- bis 1580-nm-Band. In der Dual-Fiber-Schleife nutzen sowohl der Upstream als auch der Downstream das 1310-nm-Band zur Signalübertragung.
FTTH verfügt über zwei Technologien: Medienkonverter (MC) und Passive Optical Network (PON). MC wird hauptsächlich verwendet, um die in herkömmlichen Ethernet-Netzwerken verwendeten Kupferdrähte zu ersetzen, und verwendet eine Punkt-zu-Punkt-Netzwerktopologie (P2P), um 100-Mbit/s-Dienste über Glasfasern zu den Häusern der Benutzer zu übertragen. Die Architektur von PON besteht hauptsächlich darin, die optische Verbindung aufzuteilen Signal vom optischen Leitungsterminal (OLT) stromabwärts über eine Glasfaser durch einen optischen Splitter, um das optische Signal an jedes optische Netzwerkterminal zu übertragen (ONU/T), wodurch der Netzwerkgeräteraum und die Kosten für die Gerätewartung erheblich reduziert werden, wodurch viele Baukosten wie optische Kabel eingespart werden, sodass es sich zur neuesten heißen Technologie von FTTH entwickelt hat. FTTH verfügt derzeit über drei Lösungen: Punkt-zu-Punkt-FTTH-Lösung, EPON-FTTH-Lösung und GPON-FTTH-Lösung.
P2P-basierte FTTH-Lösung
P2P ist eine Ethernet-Übertragungstechnologie für Punkt-zu-Punkt-Glasfaserverbindungen. Es nutzt außerdem die WDM-Technologie, um eine bidirektionale Kommunikation zu erreichen. Im Vergleich zu EPON zeichnet es sich durch eine einfache Technologieimplementierung, einen niedrigen Preis und einen einfachen Zugang für eine kleine Anzahl von Benutzern aus.
Das P2P-FTTH-Netzwerk überträgt die Upstream- und Downstream-Wellenlängen auf einer Glasfaser zwischen der Zentraleschaltenund die Benutzergeräte über WDM, und jeder Benutzer benötigt nur eine Glasfaser. Die Upstream-Wellenlänge beträgt 1310 nm und die Downstream-Wellenlänge 1550 nm. Durch die Verwendung der Glasfaserübertragung wird das Ethernet direkt von der Zentrale zum Benutzerdesktop erweitert. Es bietet eine kostengünstige Zugangsmethode mit hoher Bandbreite und beseitigt gleichzeitig die Schwierigkeiten bei der Stromversorgung und Wartung des Korridorsschaltenin der herkömmlichen Ethernet-Zugriffsmethode und vermeidet Schwierigkeiten bei der Investitionsrückgewinnung, die durch niedrige Öffnungsrate, flexible Öffnung und hohe Sicherheit verursacht werden. Bei der P2P-Lösung können Benutzer wirklich exklusiv 100 M Bandbreite nutzen und problemlos Dienste mit hoher Bandbreite wie Bildtelefon, Video-on-Demand, Telemedizin und Fernunterricht unterstützen. Es unterstützt Hochgeschwindigkeitsdatenanwendungen und kann eine E1-Schnittstelle und eine POTS-Schnittstelle bereitstellen, sodass eine Vielzahl von Diensten, die ursprünglich eine unabhängige Verkabelung erforderten, über eine einzige Glasfaser gelöst werden können.
EPON-basierte FTTH-Lösung
EPON verwendet eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Struktur und eine passive Glasfaserübertragungsmethode. Die Downstream-Rate kann derzeit 10 Gbit/s erreichen und der Upstream sendet Datenströme in Bursts von Ethernet-Paketen. Darüber hinaus stellt EPON auch bestimmte Betriebs-, Wartungs- und Verwaltungsfunktionen (OAM) bereit.EPONDie Technologie ist gut mit der vorhandenen Ausrüstung kompatibel. Die neu entwickelte Quality of Service (QoS)-Technologie ermöglicht es Ethernet, Sprach-, Daten- und Bilddienste zu unterstützen. Zu diesen Technologien gehören Vollduplex-Unterstützung, Priorität und virtuelles lokales Netzwerk (VLAN).
EPON verwendet eine Glasfaser zur Verbindung zwischen der zentralen Büroausrüstung und dem optischen ODN-Koppler. Nach der Aufteilung durch den Optokoppler können bis zu 32 Teilnehmer angeschlossen werden. Die Upstream-Wellenlänge beträgt 1310 nm und die Downstream-Wellenlänge beträgt 1490 nm. Die Glasfaser vom PON-Port desOLTKombiniert das analoge oder digitale optische 1550-nm-CATV-Signal über den Multiplexer mit der Glasfaser und stellt dann eine Verbindung zum herONUnach der Aufteilung durch den Optokoppler. DerONUtrennt das 1550-nm-CATV-Signal und wandelt es in ein Hochfrequenzsignal um, das von einem normalen Fernseher empfangen werden kann. DerONUverarbeitet auch das von ihm gesendete DatensignalOLTund sendet es an die Benutzerschnittstelle. Die Benutzerschnittstelle kann FE- und TDM-Schnittstellen bereitstellen, um die Dienstanforderungen des Benutzers für den Breitbandzugang zu erfüllen, und ist mit den TDM-Dienstanforderungen bestehender Betreiber kompatibel. EPON nutzt die WDM-Technologie, um eine bidirektionale Punkt-zu-Multipunkt-Kommunikation über eine einzige Glasfaser zu realisieren. Es zeichnet sich durch ein transparentes Format und einen niedrigen Preis aus und entspricht dem Entwicklungstrend IP-basierter Netzwerke der nächsten Generation. Angesichts der Tatsache, dass die künftigen „drei Netzwerke in einem“ IP als Kernprotokoll verwenden werden, glauben die meisten Experten, dass EPON die beste Lösung für die zukünftige Realisierung von FTTH ist.
GPON-basierte FTTH-Lösung
GPONist nach A/BPON die neueste optische Zugangstechnologie, die von ITU-T eingeführt wurde. Im Jahr 2001 startete FSAN ein weiteres Standardwerk mit dem Ziel, PON-Netzwerke (GPON) mit Betriebsgeschwindigkeiten von mehr als 1 Gbit/s zu standardisieren. GPON unterstützt nicht nur höhere Geschwindigkeiten, sondern auch mehrere Dienste mit hoher Effizienz und bietet zahlreiche OAM&P-Funktionen sowie eine gute Skalierbarkeit. Die Hauptmerkmale von GPON sind:
1) Unterstützen Sie alle Dienste.
2) Die Reichweite beträgt mindestens 20 km.
3) Unterstützen Sie mehrere Tarife unter demselben Protokoll.
4) Bereitstellung der OAM&P-Funktion.
5) Entsprechend den Broadcast-Eigenschaften des PON-Downstream-Verkehrs wird ein Sicherheitsschutzmechanismus auf der Protokollebene bereitgestellt.
Der GPON-Standard bietet die effizienteste Übertragungsrate für verschiedene Dienste und berücksichtigt dabei OAM&P-Funktionen und Upgrade-Möglichkeiten. GPON bietet nicht nur eine hohe Bandbreite, sondern unterstützt auch verschiedene Zugangsdienste, insbesondere bei der Daten- und TDM-Übertragung, und unterstützt das Originalformat ohne Konvertierung. GPON übernimmt das neue Übertragungskonvergenzschichtprotokoll „General Framing Protocol (GFP)“, um die Kapselung mehrerer zu realisieren Serviceströme; Mittlerweile behält es viele Funktionen in G.983 bei, die nicht direkt mit dem PON-Protokoll zusammenhängen, wie z. B. OAM und DBA.