Hvað stendur FTTx í raun fyrir?

 

 

Tegund	Fullt nafn	Uppsagnarpunktur	Síðasti hluti	Dæmigert atburðarás
FTTH	Trefjar til heimilisins	Heimili notanda	Allar-trefjar	Notendur íbúða
FTTB	Trefjar í bygginguna	Bygging	Kopar (net/símalína)	Atvinnuhúsnæði
FTTC	Fiber To The Curb	Vegkantur (samfélag)	Koax (kopar) lína	Gömul samfélög
FTTN	Fiber To The Node	Tækjaherbergi á staðnum	Kopar kapall	Dreifbýli
FTTO	Trefjar til skrifstofunnar	Skrifstofa	Trefjar	Sérstök lína fyrir fyrirtæki
FTTA	Trefjar að loftnetinu	Loftnet	Trefjar	5G grunnstöðvar
FTTD	Trefjar á borðið	Skrifborð	Trefjar	Gagnaver

 

"x" breytan skiptir meira máli en þú myndir halda

 

Hér er málið með þetta litla „x“-það er að lyfta miklum þungum. Skiptu um það og þú ert að tala um allt aðra nethagfræði, mismunandi frammistöðueiginleika, mismunandi uppsetningarhausverk.

FTTH þýðir að trefjar renna beint inn í stofu einhvers. Enginn kopar nokkurs staðar í aðgangshlutanum. Hreint gler alla leið. Þetta er gullfóturinn, augljóslega, en gullfótar kosta gull-staðlaða peninga.

FTTB stoppar við fjarskiptaherbergi hússins. Sérstaklega algengt í fjölbýlishúsum víðsvegar um Asíu. Innri raflögn hússins-vanalega Cat5e eða gömul símapör- höndla síðustu hundrað metra eða svo. Virkar þokkalega vel fyrir hóflega bandbreiddarþörf þó að þú sért strax bundinn bandbreidd- af því sem er innan þessara veggja.

FTTC og FTTN verða... sóðalegri. Trefjar endar við götuskáp eða hverfishnút, síðan ber eldri kopar merki um fjarlægðina sem eftir er. Fjarskiptafyrirtæki elska þetta af augljósum ástæðum: nýta núverandi verksmiðju, fresta stórum fjármagnskostnaði, markaðssetja samt "trefja" þjónustu við viðskiptavini sem vita ekki muninn. Frammistöðubilið á milli FTTC og ósvikins FTTH getur verið verulegt-við erum að tala um hugsanlega 10x hraðamun eftir lykkjulengd og koparástandi.

Það er líka FTTO fyrir skrifstofuumhverfi, FTTA sem þjónar endurflutningi farsímaturna (sífellt mikilvægari með 5G þéttingu), FTTD sem ýtir trefjum á einstök skrifborð í fyrirtækjastillingum. Flokkunin heldur áfram að stækka.

 

PON: arkitektúrinn sem gerir kleift

 

Óvirk ljósnet styðja nánast alla nútíma FTTx dreifingu. „Óvirka“ tilnefningin er ekki markaðsfléttur-það lýsir mikilvægu byggingarvali. Milli aðalskrifstofunnar OLT (Optical Line Terminal) og húsnæði viðskiptavina ONT (Optical Network Terminal) finnur þú engin virk rafeindatækni. Bara gler, tengi og óvirkir splitterar.

 

 

Af hverju skiptir þetta máli? Áreiðanleiki, fyrst og fremst. Virkur búnaður úti í verksmiðju bilar. Aflgjafar deyja, hringrásartöflur tærast, viftur grípa. Passive splitterar sitja í veðurheldu girðingunni? Þeir mistakast í rauninni ekki. Ég hef séð 15- ára gamla klofna dregna af stalla sem reyndust fullkomlega í lagi.

Kljúfahlutföllin segja þér mikið um nethagfræði. Skipting 1:32 þýðir að eitt OLT tengi þjónar 32 áskrifendum. Ýttu í 1:64 eða 1:128 og búnaðarkostnaður á hvern áskrifanda lækkar enn frekar, en þú ert að deila tiltækri bandbreidd á fleiri notendur. 2,5 Gbps samnýttir 64 leiðir GPON gefa þér um það bil 39 Mbps á hvern áskrifanda við fræðilega hámarksnýtingu-fínt fyrir breiðband í íbúðarhúsnæði, vandamál ef allir streyma 4K samtímis á álagstímum á kvöldin.

 

Stærðfræðin verður áhugaverð:

Skiptahlutfall	Innsetningartap	Áskrifendur/höfn	Virk bandbreidd (GPON)
1:8	~10,5 dB	8	~312 Mbps
1:16	~14 dB	16	~156 Mbps
1:32	~17,5 dB	32	~78 Mbps
1:64	~21 dB	64	~39 Mbps

Þessi innsetningartap dálkur takmarkar allt. Hvert klofningsstig étur sjónrænt fjárhagsáætlun. Keyra númerin rangt og ONTs þínir geta ekki viðhaldið hlekki-áskrifendur sjá hlé á tengingu eða beinlínis þjónustubilun.

 

GPON á móti EPON: samkeppni sem mótaði iðnaðinn

 

Tveir staðlar komu fram snemma á 20. áratugnum og sneru í raun heiminn á milli þeirra.

GPON (Gigabit Passive Optical Network) kom frá ITU-T, stjórnað af G.984 staðalröðinni. 2.488 Gbps downstream, 1.244 Gbps andstreymis. Notar GEM (GPON Encapsulation Method) ramma sem sér um hraðbanka, Ethernet og TDM umferð á innfæddan hátt. Samskiptakostnaður er hærri en sveigjanleiki er verulegur.

EPON (Ethernet PON) kom í gegnum IEEE 802.3ah. Samhverft 1,25 Gbps báðar áttir. Hrein Ethernet ramma-ekkert annað. Einfaldara, að öllum líkindum glæsilegra, örugglega ódýrara í framkvæmd.

Landfræðileg ættleiðingarmynstur komu nánast strax fram. Flugfélög í Norður-Ameríku og Evrópu völdu GPON yfirgnæfandi. Asískir markaðir-Japan, Kórea, Kína- fóru upphaflega í EPON. Ástæðurnar voru að hluta til tæknilegar, aðallega pólitískar og efnahagslegar. Mismunandi vistkerfi söluaðila, mismunandi regluumhverfi, mismunandi óskir núverandi aðila.

Staða Kína þróaðist athyglisvert. China Telecom og China Unicom byrjuðu með uppsetningu EPON í kringum 2008-2009 og snerust síðan harkalega í átt að GPON þegar tæknin þroskaðist og verðlagning jafnaðist. Árið 2015 eða svo voru nýjar kínverskar dreifingar aðallega GPON. Uppsetti EPON grunnurinn er þó enn gríðarlegur.

 

ODN: þar sem skipulag mætir raunveruleikanum

 

Optical Distribution Network-óvirki innviðirnir sem tengja OLT við ONT- táknar varanlega, ó-endurheimtanlega fjárfestingu í hvaða FTTx uppsetningu sem er. Farðu rangt með ODN hönnunina og þú býrð við þessi mistök í áratugi.

 

Ákvörðun um skiptingu vistunar á skilið sína eigin umræðu. Miðstýrð skipting-alls í CO eða fyrsta afhendingarpunkti-einfaldar aðgerðir en krefst meiri trefja í fóðrinu. Dreifð skipting-þrep nær viðskiptavinum-hagræðir trefjanotkun en margfaldar hugsanlega bilunarpunkta og flækir bilanaleit.

Flestir rekstraraðilar lenda einhvers staðar á milli. Fyrsta-stigaskipting (1:4 eða 1:8) í hverfisskáp, annað þrep (1:8) nær húsnæði. Samanlagt hlutfallið 1:32 eða 1:64 kemur vel á móti samkeppnislegum áhyggjum.

 

Valdafjárveitingar og harðstjórn eðlisfræðinnar

 

Optical link engineering er ekki töfrandi en það ákvarðar hvort netið þitt virkar í raun.

GPON Class B+ kerfi veitir u.þ.b. 28 dB af sjónrænu fjárhagsáætlun. Þetta er heildarupphæð þín fyrir hvern tapgjafa milli OLT sendis og ONT móttakara:

 

 

Trefjadeyfing: ~0,35 dB/km við 1310/1490nm

Innsetningartap fyrir skiptinguna: 17-21 dB fyrir 1:32/1:64

Tengitap: ~0,3 dB hvert (meira ef það er óhreint eða skemmt)

Skeytatap: ~0,1 dB hvor

Kerfisbil: 3 dB lágmark mælt með

Vinndu í gegnum raunverulegt dæmi. 15 km trefjahlaup, 1:32 skiptingu, 4 tengi, 6 skeytir:

(15 × 0,35) + 17.5 + (4 × 0,3) + (6 × 0,1) + 3=5.25 + 17.5 + 1.2 + 0.6 + 3=27.55 dB

Það er að skera það nálægt. Bættu við slæmu tengi eða óvæntu beygjutapi og þú ert í vandræðum.

XGS-PON bætir ástandið nokkuð með Class N2 ljósfræði sem býður upp á 29 dB kostnaðarhámark, en grundvallarþvingunin eru enn. Eðlisfræðin semur ekki.

 

Bylgjulengdarúthlutun: deila glerinu

 

Einn trefjar bera margar þjónustur samtímis með bylgjulengdaskiptingu. Hefðbundin GPON verkefni:

1490 nm: Niðurstraumsgögn

1310 nm: Uppstreymisgögn

1550 nm: RF myndbandsyfirlag (þar sem það er notað)

Þetta fyrirkomulag gerir rekstraraðilum kleift að afhenda útvarpssjónvarp samhliða internetþjónustu á sömu innviðum. 1550 nm vídeóyfirlagið er sífellt sjaldgæfara í nýjum dreifingum-IPTV yfir gagnabylgjulengd er skynsamlegra í efnahagslegu tilliti-en eldri kerfi bera enn RF myndband.

Næsta-kynslóð kerfi grípa til viðbótar bylgjulengdar fasteignir. XGS-PON notar 1577 nm niðurstreymis til að vera samhliða GPON á sama ODN. Gerir fræðilega kleift að flytja smám saman: GPON áskrifendur halda áfram að vera tengdir á meðan XGS-PON ONTs virkjast á sömu trefjum, sömu splitterum, sama öllu.

Samlífshlutinn hljómar einfaldur en krefst bylgjulengdar-blokkandi sía á GPON ONTs til að koma í veg fyrir að 1577 nm merkið yfirgnæfi móttakara þeirra. Upplýsingar skipta máli.

 

OLT arkitektúr: aðalskrifstofuheilinn

 

 

Nútíma OLTs líkjast litlu snemma búnaði. Núverandi undirvagnspallar frá Huawei (MA5800 röð), ZTE (ZXA10 C6xx), Nokia (ISAM FX) og fleirum pakka ótrúlegum þéttleika-hundruða PON tengi, mörgum 100GE upptengingum, samþættri leið og áskrifendastjórnun.

Dæmigert-afkastagetu stillingar:

16 raufa undirvagn

Tvö óþörf stjórnkort (skylda fyrir dreifingu símafyrirtækis)

Mörg PON línukort (16 tengi hvert, GPON/XGS-PON/combo)

100GE uplink kort sem tengjast neðanjarðarlest/kjarnakerfi

Umhverfisvöktun, deyjandi gaspskynjun, venjulegar-kröfur um burðarþol

PON MAC (Media Access Control) virknin sér um erfiða hlutana: DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) gerðardómur í andstreymistímaraufum meðal hugsanlega hundruða ONTs, allt samskiptareglur sem tryggja að sprengjasendingar frá ONTs á mismunandi vegalengdum berist rétt í takt við OLT móttakara, dulkóðunarlyklastjórnun, ONU.

DBA reiknirit eru verulega mismunandi milli söluaðila. Forskriftin skilgreinir þjónustutegundir (fastar, tryggðar, ó-tryggðar, besta-viðleitni) en útfærsluupplýsingar-hve fljótt kerfið bregst við breytingum á umferðarþörf, hversu réttlátlega bandbreidd dreifist undir þrengslum-þetta eru sérsniðnar aðgreiningar.

 

Dropauppsetningarveruleikinn

 

Verkfræðiskjöl fanga aldrei alveg hvað FTTH uppsetning felur í sér í reynd.

Ein íbúðaruppsetning þýðir: að staðsetja næsta dreifistað, beina trefjum þaðan að húsnæðinu (loftnet, niðurgrafið eða byggja brautir), komast í gegn um mannvirkið einhvers staðar sem húseigandinn ásættanlegt, keyra innri snúrur að ONT-staðnum, stöðva báða enda, prófa, virkja þjónustu.

Hvert skref hefur bilunarstillingar. Leyfi frestað. Rör full. Húseigandi neitar að bora. Innri leið er læst af loftræstingu eða burðarvirkjum. Núverandi ONT staðsetning er ekki með rafmagnsinnstungu. Trefjar skemmdir við uppsetningu. Prófunarniðurstöður lélegar.

Fagmenntaðir tæknimenn klára staðlaðar uppsetningar á innan við tveimur klukkustundum. Vandamálsuppsetningar taka heila daga. Meðaluppsetningarkostnaður er mjög breytilegur - 150beintMDUumhverfi til150beintMDUumhverfi1,500+ fyrir langa dreifbýlisdropa sem krefjast nýrrar loftsmíði.

Fallhagfræðin ákvarðar oft hagkvæmni FTTx viðskiptanna meira en nokkur annar þáttur. Rekstraraðilar eru þráhyggju yfir „kostnaði á hverja leið“ (innviði byggður) á móti „kostnaði á hvern áskrifanda“ (innviði virkjaður) af góðri ástæðu.

 

Úrræðaleit: finna vandamál í kílómetrum af gleri

 

Bilanaleit trefjaverksmiðja er í grundvallaratriðum frábrugðin kopargreiningum. Þú getur ekki mælt viðnám eða athugað hvort það sé opið og stuttbuxur. Optical Time Domain Reflectometers (OTDR) verða ómissandi-þeir sprauta ljóspúlsum og greina afturdreifða skil til að kortleggja trefjarnar, bera kennsl á atburði (splæsingar, tengi, brot) og mæla tap á hverjum stað.

Að læra að lesa OTDR spor er eitthvað af list. Þú ert að túlka undirskriftir: endurskinsbroddur gefur til kynna tengi eða vélræna skeyti, skref sem ekki-endurskin gefur til kynna samrunasplús eða beygju, skyndilegt fall í hávaðagólf þýðir brot.

Algeng bilun:

 

• Macro-beygja: Trefjar beygðar of þétt um horn eða muldar í rás. Birtist oft sem aukið tap án augljóss endurskins atburðar. Lausnin er venjulega líkamleg skoðun og endurskipulagning.
• Tengi mengun: Ein rykögn getur aukið innsetningartap um nokkra dB. Trefjahreinsun er ekki valfrjáls-það er skylda fyrir hverja tengingu. Gæða tæknimenn bera skoðunarumfang og hreinsiefni á trúarlegan hátt.
• Skemmdir á nagdýrum: Merkilega algengt í lofti og sumum niðurgrafnum plöntum. Íkornum finnst greinilega gaman að tyggja trefjasnúrur. Tjónamynstur á OTDR líta út eins og brot en vettvangsskoðun leiðir í ljós raunverulega orsökina. Brynvarðar snúrur hjálpa. Aðallega.
• Bilun í skiptingunni: Sjaldgæft en ekki óþekkt. Vatn sem berast inn í ó-gel-fylltar splæsingarlokar geta skemmt klofningslok. Misheppnuð skipting hefur áhrif á marga áskrifendur samtímis-greiningarvísbending þegar nokkrir ONT á sömu dreifingarleið fara án nettengingar saman.

 

Árangurseftirlit: það sem netið segir þér

 

Nútíma OLTs safna umfangsmikilli fjarmælingu: mótteknu sjónrænu afli frá hverjum ONT, bitavilluhlutfalli, FEC leiðréttingartölum, umferðartölfræði. Snjallir rekstraraðilar vinna þessi gögn.

Sjónaflsþróun sýnir niðurlægjandi tengingar áður en þær bila algjörlega. ONT-lestur á -24 dBm sem veikist smám saman í -26 dBm á sex mánuðum bendir til vandamáls við að þróast - niðurbrot tengis, kapalskemmdir, gróður sem vex upp í loft. Fyrirbyggjandi viðhald tekur á vandamálum áður en bilun hefur áhrif á áskrifendur.

Tölfræði FEC (Forward Error Correction) býður upp á annan viðvörunarvísi. Hækkuð leiðrétt villufjöldi þýðir að hlekkurinn virkar nálægt framlegðarmörkum sínum, jafnvel þótt engar óleiðréttar villur komi upp. Þetta er kerfi sem segir þér að það sé að vinna erfiðara en það ætti að gera.

Umferðargreining upplýsir getuáætlun. Hvaða PON hafnir nálgast þrengsli á álagstímum? Hvaða ONTs nota óhóflega bandbreidd? Hvar ætti næsta splitter uppfærsla að eiga sér stað?

 

Þróun: 10G, 25G og lengra

 

Bandbreiddaraukningin heldur áfram án afláts.

XGS-PON (10 Gbps samhverft) er almennt núna, virkur dreifing um allan heim. Sami ODN innviði og GPON-rekstraraðilar geta uppfært með því að skipta um OLT kort og ONT án þess að snerta utanaðkomandi verksmiðju.

25G-PON og 50G-PON tákna næsta hækkun. IEEE 802.3ca skilgreinir 25/50G EPON afbrigði. ITU-T G.9804 nær yfir 50G-PON. Þetta mun líklega ná magndreifingu í kringum 2025-2027.

Fyrir utan það er samfelld PON tækni yfirvofandi. Hefðbundin PON notar beina uppgötvun-styrkleikastýringu við sendi, einfalda ljósdíóða við móttakara. Samhæfð kerfi bæta við fasa- og skautunarupplýsingum, sem gerir næmni móttakara kleift og meiri hraða, en krefjast flóknari (dýrari) ONT ljósfræði. Óvíst er hvort samhangandi PON verði efnahagslega hagkvæmt fyrir fjölda-markaðsíbúðaþjónustu.

F5G (Fifth Generation Fixed Network) ramminn frá ETSI reynir að skilgreina getu og notkunartilvik: aukið fast breiðband, full-trefjatenging, tryggð áreiðanleg upplifun. Markaðssetning mætir stöðlun. Tækniefnið að neðan felur í sér 50G-PON, Wi-Fi 7, ákveðinn neteiginleika, snjalla ODN-stjórnun.

 

Iðnaður og fyrirtæki: PON utan íbúðarhúsnæðis

 

Internet í íbúðarhúsnæði knúði snemma uppsetningu FTTx en fyrirtækjaforrit skipta sífellt meira máli.

FTTO (Fiber To The Office) kemur í stað hefðbundinnar uppbyggðrar kaðalls fyrir PON. Einn trefjar á hvert skrifborð, óvirkir klofnar í loftrými, einn OLT í fjarskiptaherberginu. Talsmenn vitna í minni koparlagnir, einfaldaðar hreyfingar/bætir við/breytingar, minni orkunotkun. Gagnrýnendur benda á að staðlað Ethernet skipti sé þroskað, vel-skilið og krefst ekki sérhæfðrar þjálfunar. Samþykkt er enn hófleg en vaxandi, sérstaklega í nýbyggingum þar sem kapalinnviðir eru ekki enn settir upp.

Industrial PON miðar að framleiðsluumhverfi. Gildistillagan: trefjaónæmi fyrir rafsegultruflunum, óvirkir íhlutir sem bila ekki við erfiðar aðstæður, langt umfang án endurvarpa. Hagnýtar áskoranir fela í sér skortur á stöðluðum PON búnaði í iðnaði og samþættingu við núverandi rekstrartæknikerfi.

5G fronthaul táknar gríðarlegt PON tækifæri. Grunnstöðvar krefjast mikillar-afkastagetu; aðgerðalaus sjónflutningur býður upp á sannfærandi hagkvæmni samanborið við sérstakar trefjakeyrslur eða örbylgjutengla. 25G-PON miðar sérstaklega á farsímaforrit með framlínuforritum með viðeigandi leynd og skjálftaeiginleika.

---

FTTx er ekki eitt-það er litróf byggingarlistar, tækni og málamiðlana sem eru aðlagaðar að mismunandi efnahagslegum og landfræðilegum aðstæðum. Skammstöfunin hljómar einfalt. Raunveruleikinn felur í sér áratuga stöðlunarvinnu, milljarða dollara í innviðafjárfestingu og ótal verkfræðilegar ákvarðanir sem teknar eru undir raunverulegum-heiminum. Þetta litla "x" þekur mikið af jörðu.