La fibra ottica fino a casa (FTTH) ha iniziato a essere presa sul serio dalle compagnie di telecomunicazioni.
In tutto il mondo, le tecnologie abilitanti si stanno sviluppando rapidamente. Le reti ottiche attive (AON) e le reti ottiche passive (PON) sono i due sistemi principali che rendono possibili le connessioni a banda larga FTTH. Le PON, in grado di fornire soluzioni economicamente vantaggiose, sono più diffuse nella maggior parte delle implementazioni FTTH. In questo articolo verranno presentati i principi fondamentali delle PON, che comprendono principalmente i componenti di base e le tecnologie correlate, tra cui OLT, ONT, ONU e ODN.
PON spiegato: definizione, standard e vantaggi
Una rete ottica passiva (PON) si riferisce a una rete in fibra ottica che utilizza una topologia punto-multipunto e splitter ottici per trasmettere dati da un singolo punto di trasmissione a più endpoint utente. A differenza dell'AON, in un'architettura PON più clienti sono collegati a un singolo ricetrasmettitore tramite una struttura ad albero di fibre e unità splitter/combinatrici passive, operando interamente nel dominio ottico e senza alimentazione. Attualmente esistono due principali standard PON: Gigabit Passive Optical Network (GPON) ed Ethernet Passive Optical Network (EPON). Le loro strutture topologiche sono sostanzialmente identiche. Essendo la prima scelta in molti scenari di implementazione FTTH, la soluzione PON offre diversi vantaggi significativi:
Minore consumo energetico
Minore spazio richiesto
Larghezza di banda maggiore
Sicurezza di livello superiore
Più facile da installare ed espandere
Riduzione dei costi operativi e di gestione.
Struttura e componenti della rete PON
In un sistema Gigabit Ethernet Passive Optical Network (GEPON), sono presenti un terminale di linea ottica (OLT) presso la centrale del fornitore di servizi e una serie di unità di rete ottica (ONU) o terminali di rete ottica (ONT) in prossimità degli utenti finali, nonché uno splitter ottico (SPL). Inoltre, durante la trasmissione tra OLT e ONU/ONT viene utilizzata anche la rete di distribuzione ottica (ODN).
Terminale di linea ottica (OLT)
L'OLT è il punto di partenza della rete ottica passiva, collegata a uno switch centrale tramite cavi Ethernet. La funzione principale dell'OLT è quella di convertire, incapsulare e trasmettere i segnali per la rete PON e di coordinare la multiplazione dei terminali di rete ottica per la trasmissione upstream condivisa. In genere, un'apparecchiatura OLT contiene un rack, un CSM (Control and Switch Module), un ELM (EPON Link Module, scheda PON), moduli di alimentazione a -48 V CC con protezione ridondante o un modulo di alimentazione CA a 110/220 V e ventole. In queste parti, la scheda PON e l'alimentatore supportano la sostituzione a caldo, mentre un altro modulo è integrato all'interno. L'OLT ha due direzioni di flusso: upstream (ricezione e distribuzione di diversi tipi di traffico dati e voce dagli utenti) e downstream (ricezione di traffico dati, voce e video dalla rete metropolitana o da una rete a lunga distanza e invio a tutti i moduli ONT sulla ODN). La distanza massima supportata per la trasmissione attraverso la ODN è di 20 km.
Unità di rete ottica (ONU) / Terminale di rete ottica (ONT)
L'ONU converte i segnali ottici trasmessi tramite fibra in segnali elettrici. Questi segnali elettrici vengono poi inviati ai singoli abbonati. In genere, esiste una rete di accesso o di altro tipo tra l'ONU e la sede dell'utente finale. Inoltre, l'ONU può inviare, aggregare e riorganizzare diversi tipi di dati provenienti dal cliente e inviarli a monte all'OLT. La riorganizzazione è il processo che ottimizza e riorganizza il flusso di dati in modo che venga trasmesso in modo più efficiente. L'OLT supporta l'allocazione della larghezza di banda che consente una trasmissione fluida dei dati verso l'OLT, che di solito arrivano a raffiche dal cliente. L'ONU può essere collegata tramite vari metodi e tipi di cavo, come cavo in rame a doppino intrecciato, cavo coassiale, fibra ottica o tramite Wi-Fi.
I dispositivi dell'utente finale possono anche essere indicati come terminali di rete ottica (ONT). In realtà, ONT e ONU sono sostanzialmente identici. ONT è un termine ITU-T, mentre ONU è un termine IEEE. Pur appartenendo a enti di standardizzazione diversi, entrambi si riferiscono alle apparecchiature lato utente nel sistema GEPON. Tuttavia, in pratica, esiste una piccola differenza tra ONT e ONU a seconda della loro posizione.
Rete di distribuzione ottica (ODN)
La rete di distribuzione ottica (ODN), parte integrante del sistema PON, fornisce il mezzo di trasmissione ottica per la connessione fisica delle ONU agli OLT con una portata di 20 km o superiore. All'interno della ODN, cavi in fibra ottica, connettori in fibra ottica, splitter ottici passivi e componenti ausiliari collaborano tra loro. La ODN è nello specifico composta da cinque segmenti: fibra di alimentazione, punto di distribuzione ottica, fibra di distribuzione, punto di accesso ottico e fibra di derivazione. La fibra di alimentazione parte dal telaio di distribuzione ottica (ODF) nella sala telecomunicazioni della centrale e termina al punto di distribuzione ottica per la copertura a lunga distanza. La fibra di distribuzione, dal punto di distribuzione ottica al punto di accesso ottico, distribuisce le fibre ottiche alle aree limitrofe. La fibra di derivazione collega il punto di accesso ottico ai terminali (ONT), consentendo la connessione in fibra ottica alle abitazioni degli utenti. Inoltre, la ODN rappresenta il percorso essenziale per la trasmissione dei dati PON e la sua qualità influisce direttamente sulle prestazioni, l'affidabilità e la scalabilità del sistema PON.
Conclusione
OLT, ONU o ONT e ODN sono i componenti principali di un sistema GEPON, ampiamente utilizzati nelle applicazioni FTTH. La ridotta infrastruttura di cablaggio (assenza di elementi attivi) e la flessibilità nella trasmissione dei media rendono le reti ottiche passive ideali per applicazioni domestiche di Internet, voce e video. Inoltre, le reti ottiche passive possono essere applicate anche in campus universitari e ambienti aziendali, offrendo soluzioni economicamente vantaggiose. Con il continuo miglioramento della tecnologia PON, anche le potenziali applicazioni si sono ampliate.
Data di pubblicazione: 14 giugno 2022