Základy FTTx

Fundamentals of FTTx

Abstract

Digitální účastnické přípojky xDSL na metalických místních vedeních se staly běžnou součástí života mnoha lidí. Vedle toho začíná postupně pronikat do podvědomí veřejnosti nová zkratka FTTx (Fiber to the …) označující řešení přístupových sítí na základě optických vláken. Základní přehled poskytl již článek Optické přístupové sítě a na něj navazující článek Optické přístupové sítě EPON a CWDM, který rozvádí dvě perspektivní koncepce, a sice koncepci pasivních optických sítí na bázi Ethernetu (zahájena již standardizace PON s rychlostí 10 Gbit/s) a na bázi hrubého vlnového dělení CWDM.

Příklady řešení FTTx

Nejprve se podíváme na řešení FTTEx (Fibre to the Exchange), které je založeno na zakončení optická vlákna v místě telefonní ústředny, kde je umístěn účastnický multiplexor DSLAM a přes hlavní rozvod ústředny jsou účastníci připojeni prostřednictvím metalického vedení a přípojek ADSL, SHDSL, případně VDSL.

Řešení FTTEx je dnes nejběžnější, protože využívá existujících metalických vedení, ale nejedná se o optickou přístupovou síť v pravém slova smyslu. Nevýhodou je pak omezená hodnota přenosové rychlosti značně klesající se vzdáleností od ústředny (viz články v sekci xDSL).

Vyšší rychlosti pro více účastníků v přístupové síti zajistí přivedení optického vlákna blíže koncovým bodům a hybridní řešení přístupové sítě. V řešení FTTCab (Fibre to the Cabinet) jsou optická vlákna přivedena do rozvaděče v terénu, u FTTC (Fibre to the Curb) k okraji chodníku do blízkosti skupiny domů a u FTTB (Fibre to the Building) až do budov, kde se dále signál rozvádí metalickým vedením (telefonní rozvody nebo strukturovaná kabeláž) či bezdrátově.

Hybridní řešení sítě je dnes vhodným kompromisem v návaznosti na nové generace přípojek ADSL2+ VDSL2. Vedle kombinace optického vlákna a symetrického vedení je běžná návaznost optiky na koaxiální rozvody kabelových televizí (CATV) v koncepci HFC.

Čistě optické řešení představuje koncepce FTTO (Fibre to the Office), u které jsou optická vlákna zavedena do prostor důležitých zákazníků s velkými nároky na přenosovou kapacitu, a FTTH (Fibre to the Home), kde jsou optická vlákna zavedena až ke koncovým bodům sítě, tj. až do účastnické zásuvky.

Optické řešení přitom může být založeno na přenosu mezi dvěma body (point-to-point - PTP, P2P) s individuálními vlákny z centrální jednotky provozovatele, na větvení s použitím mezilehlých aktivních prvků (AON), nebo na mnohabodové architektuře (point-to-multipoint - PTMP, P2MP) s pasivním odbočováním (PON). Každé z uvedených řešení může využívat buď dvou vláken, tj. separátně pro každý směr přenosu, nebo jednoho vlákna s vlnovým dělením, tj. s vyhrazenými vlnovými délkami pro každý směr přenosu.

U pasivních optických sítí se řeší větvení pomocí pasivních rozbočovačů (splitter) s poměrem nejčastěji 1:8 až 1:32 (maximálně 1:64 či 1:128). Propustnost sítě lze zvýšit pomocí hrubého vlnového dělení CWDM.

Rozvoj FTTx

Dnes již je k dispozici celá řada řešení optického přenosu od jednoduchých elektricko-optických převodníků (media-konvertory) přes AON až k APON, GPON a EPON od různých dodavatelů. Diskutuje se vhodnost řešení bod-bod a mnohabodových sítí pro různé aplikace. V případě pasivních optických sítí se řeší dilema, zda použít koncepci GPON podle doporučení ITU-T či EPON (někdy též GEPON) na bázi Ethernetu.

Ceny komponent pro optickou síť postupně klesají, avšak v našich národních podmínkách ještě stále představují těžko překročitelnou bariéru. Specifická je situace v Japonsku, kde již přípojky FTTH přibývají rychleji než xDSL – viz článek. Úspěšně se rozvíjí optický přístup i v USA a s mírným zpožděním i v Evropě. U nás vzniklo pro podporu rozvoje optických přístupových sítí FTTx Forum-czsk pod záštitou České a slovenské společnosti pro fotoniku.

Tento příspěvek vznikl za podpory výzkumného záměru Výzkum perspektivních informačních a komunikačních technologií č. MSM6840770014.

Odkazy

[1] Vodrážka, J.: Přenosové systémy v přístupové síti. Vydavatelství ČVUT. Praha 2003.
[2] Doporučení G.983.1. Broadband optical access systems based on Passive Optical Network (PON). 10-1998.
[3] Doporučení G.983.8. B-PON OMCI support for IP, ISDN, video, VLAN tagging, VC crossconnections and other select functions. 03-2003.
[4] Doporučení G.984.1. Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON): General characteristics. 03-2003.
[5] Doporučení G.984.2. Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON): Physical Media Dependent (PMD) layer specification. 03-2003.
[6] Doporučení G.985. 100 Mbit/s point-to-point Ethernet based optical access systém. 03-2003.
[7] Standard IEEE 802.3ah. Part 3: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Metod and Physical Layer Specifications. Amendment: Media Access Kontrol Parameters, Physical Layers, and Management Parameters for Subscriber Access Network. 2004.