מחבר: המינג
סיבים עד הבית (FTTH)היא סוג של טכנולוגיית גישה שבה אותות תקשורת נשלחים מנקודה מרכזית ישירות ללקוחות באמצעות כבלי סיבים אופטיים. בהשוואה לרשתות גישה מסורתיות המבוססות על טכנולוגיה מבוססת-נחושת, FTTH מציע רמה גבוהה בהרבה של רוחב פס ומהירות נתונים, כמו גם את היכולת להעביר נתונים למרחקים ארוכים בהרבה.
בנוסף, עקב הצמיחה של מחשוב ענן, שירותי הזרמת וידאו, משחקים מקוונים ומכשירי בית חכם, הצורך בגישה לפס רחב במהירות גבוהה- גדל באופן משמעותי. לפיכך FTTH הפכה לטכנולוגיה-הנוצלת ביותר ברחבי העולם עבור פריסות פס רחב מהדור הבא.
ארכיטקטורת Fiber To The Home: PON ו-AON
שתי ארכיטקטורות סיבים אופטיים משמשות כיום ברשתות FTTH:
רשת אופטית פסיבית (PON)
רשת אופטית פעילה (AON)
ההבדל העיקרי בין שתי הארכיטקטורות הוא שרשתות PON משדרות נתונים באמצעות מפצלים אופטיים פסיביים, בעוד שרשתות AON משתמשות באלקטרוניקה אקטיבית (כגון מתגי Ethernet ונתבים) כדי להגביר ולנהל את אותות הנתונים. שני סוגי ארכיטקטורה אלה מציגים מספר מאפיינים, חוזקות, חולשות ומקרי שימוש שונים.
הבנת טכנולוגיית סיבים אופטיים
כדי להבין טוב יותר את רשתות FTTH, תחילה עליך להכיר את טכנולוגיית הסיבים האופטיים. טכנולוגיית סיבים אופטיים משתמשת באלומות אור הנעות במורד כבל סיבים אופטיים כתווך המוביל להובלת נתונים. ניתן לבנות סיבים אופטיים מזכוכית או מפלסטיק, מספקים הנחתה נמוכה במיוחד ומספקים יכולות העברת נתונים-בקיבולת גבוהה - מה שהופך אותם למדיום המועדף עבור רוב רשתות התקשורת המודרניות.
עקרון שידור:
סיבים אופטיים משתמשיםהשתקפות פנימית מוחלטתכמושג שידור. שידור אור דרך ליבת הסיבים מחזיר אור ברציפות מגבול אחד לאחר, ובכך מבטיח שניתן להעביר אותות למרחקים ארוכים יותר עם אובדן מינימלי.
סוגי סיבים:
סיבים במצב יחיד (SMF)- קוטר ליבה קטן (8-10 מיקרומטר), פועל במצב התפשטות אחד. הנחתה נמוכה ומאפייני שידור ברוחב פס-למרחק-ארוך הופכים את סוג הסיבים הזה למתאים מאוד ליישומים למרחקים ארוכים.
סיבים מרובים-מצבים (MMF)- קוטר ליבה גדול יותר (50 מיקרומטר או 62.5 מיקרומטר), תומך במספר מצבי התפשטות עקב פיזור מודאלי. סיבים במצב רב-משמשים בדרך כלל ליישומים-למרחקים קצרים.
שידור וקליטה של אותות:
אותות אופטיים משודרים ומתקבלים באמצעות משדרים אופטיים (דיודות לייזר או דיודות פולטות-אור) הממירים אותות חשמליים לאותות אופטיים. בקצה המקבל, אותות אופטיים מומרים בחזרה לאותות חשמליים באמצעות photodetectors.
מדדי ביצועים מרכזיים:
רוחב פס- קצב נתונים מרבי נתמך על ידי סיב
הנחתה– אובדן אות ב-dB/km
חֶבִיוֹן– זמן לאות לעבור מהשולח למקבל
רשת אופטית פסיבית (PON)
PONהוא אהצבע-ל-ריבוי נקודותרשת גישה סיבים אופטיים פסיביים שאינה דורשת התקנים פעילים אלקטרוניים בין הספק למשתמשי הקצה-. בתצורת PON סטנדרטית, הOLT (מסוף קו אופטי)ממוקם במשרד המרכזי, וה-OLT מפיץ את האות האופטי למספר רביחידות רשת אופטיות (ONUs)אוֹמסופי רשת אופטיים (ONTs)באמצעות מפצלים אופטיים פסיביים.
כיצד פועלת מערכת PON:
שימוש במערכות PONזמן-גישה מרובה (TDMA):
בְּמוֹרַד הַזֶרֶם:OLT משדר לכל ONUs
בְּמַעֲלֶה הַזֶרֶם:ONUs משדרים במשבצות זמן שהוקצו
ארכיטקטורה זו מספקת שימוש אופטימלי בסיבים עם הכמות הנמוכה ביותר של צמחים פיזיים.
תקני PON עיקריים:
רשת אופטית פסיבית עם יכולת GPON (Gigabit-)– מוגדר על ידי ITU-T ונמצא בשימוש נרחב
קצב ירידה בזרם: 2.5 Gbps, קצב Upstream: 1.25 Gbps
יעילות עטיפה מעולה עם GEM
QoS מתקדם עבור שירותי קול, וידאו ונתונים
יישומים:קהילות מגורים גדולות, רשתות גישה בפס רחב מרובות-
EPON (רשת אופטית פסיבית של Ethernet)- סטנדרטי על ידי IEEE, מבוסס על Ethernet-
סימטרי במעלה ומורד: 1.0 Gbps (10G-EPON אופציונלי)
ניהול רשת פשוט
תואם לרשתות Ethernet קיימות
יישומים:פס רחב עירוני וכפרי, פריסות FTTH רגישות לעלות-
רשת אופטית פעילה (AON)
אAONמספק אנקודה-לנקודה-ארכיטקטורת גישת סיבים ממתג/נתב מרכזי לכל משתמש קצה באמצעות סיבים ייעודיים, עם רוחב פס בלעדי ובקרת שירות גמישה.
כולל בדרך כלל טכנולוגיית Ethernet, הניתנת לשילוב בקלות עם רשתות LAN/WAN קיימות
ניתן לפרוס כרשת עצמאית ללא צורך ב-PON
חיבור סיבים לנקודת-ל-נקודה (P2P):
המשרד המרכזי מתחבר ישירות למתחם הלקוח באמצעות סיבים
לכל לקוח יש סיב ייעודי, המספק רוחב פס וגמישות ייחודיים
יכול להשתמש בתשתית Ethernet קיימת (DSL/FTTH)
מבטל רשתות משותפות → רוחב הפס הגבוה ביותר, יתירות וגמישות
סיבים תזונתיים-עליות ב-P2P:
פאנל תיקון שטוח:מותקן בתוך שטח קיר, מחברי סיבים מרובים
לוח תיקון זווית:מותקן בנקודת הכניסה, מיקום גמיש
לוח תיקון בהיר:מסלולי אור מרובים, מאפשרים גישה מרובת-נקודות
חיבור צולב:חיבור בין רשתות או מיקומים המספקים גישה לרשת משותפת
תכונות עיקריות:
רוחב פס ייעודי של עד 10 Gbps
QoS מתקדם וניהול תעבורה
שילוב קל עם תשתית Ethernet קיימת
שימושים נפוצים:
גישה לפס רחב ארגונית
יישומי שירות-בעלי ביצועים גבוהים
WDM Active Optical Network (WDM AON)
תַקצִיר:מקצה אורך גל ייעודי לכל משתמש על סיב בודד
תכונות עיקריות:
ניצול מירבי של רוחב פס
רוחב פס ייעודי לכל משתמש
שידור- למרחקים ארוכים ללא משחזרים נוספים
שימושים נפוצים:
מפעלים גדולים
חיבורי מרכז נתונים
רשתות גישה קיבולת-למרחקים-ארוכים
רכיבי מפתח:
OLT:משולב בדרך כלל במתג Ethernet
ONU/ONT:סיום סיבים ייעודי
מתגים/נתבים:העברת אותות, הגברה, ניהול רשת
יתרונות:
רוחב פס ייעודי לכל משתמש
ניהול רשת גמיש ובקרת QoS
תומך בשידור-למרחקים ארוכים
מגבלות:
עלות פריסה גבוהה יותר מ-PON
הגברת הספק ותחזוקה
כשל פעיל במכשיר עלול לגרום לאובדן שירות
השוואת AON לעומת PON
ארכיטקטורת רשת:
PON: הצבע-אל-ריבוי נקודות באמצעות מפצלים פסיביים
AON: הצבע-ל-נקודה עם החלפה פעילה
רוחב פס:
PON חולק רוחב פס
AON מספק רוחב פס ייעודי
חֶבִיוֹן:
PON: נמוך, באמצעות תזמון TDMA
AON: יציב, אלא אם מכשיר פעיל נכשל
מרחק שידור:
PON: ~20 ק"מ
AON: מורחבת באמצעות הגברה פעילה
עלות ותחזוקה:
PON: הורדת CAPEX ו-OPEX
AON: עלות גבוהה יותר, אך ביצועים טובים יותר
עיצוב ופריסה של רשת FTTH
עיצוב רשת כולל:
תכנון ובחירה בטופולוגיה
בחירת ציוד ותכנון קיבולת
פריסה, התקנה ובדיקה
טופולוגיות:כוכב, עץ, טבעת - לכל אחד יש פשרות-בין עלות ואמינות
בּוֹחֵן:בדיקת OTDR שבוצעה עבור כל סיב כדי להבטיח יציבות-לטווח ארוך
מַסְקָנָה
AON:הטוב ביותר עבור ארגונים הדורשים רוחב פס גבוה, זמן אחזור נמוך וסביבות שירות ייעודיות
PON:הטוב ביותר עבור פריסות FTTH בקנה מידה גדול-למגורים הדורשות רשתות רגישות-עלויות ופעולות פשוטות
עבור רוב פריסות ה-FTTH העירוניות,PONהוא הפתרון החסכוני והניתן להרחבה ביותר.AONמועדף עבור יישומים הזקוקים ברוחב פס מובטח ובקרת שירות מתקדמת.
