ABC des PON: OLT, ONU, ONT und ODN verstehen

Fiber to the Home (FTTH) wird von Telekommunikationsunternehmen auf der ganzen Welt mittlerweile ernst genommen, wodurch sich die Technologien schnell entwickeln. Aktive optische Netzwerke (AON) und passive optische Netzwerke (PON) sind die beiden wichtigsten Systeme, die FTTH-Breitbandverbindungen ermöglichen. PON, die kostengünstige Lösungen bieten können, sind in der Mehrzahl der FTTH-Implementierungen allgegenwärtig. In diesem Artikel wird das ABC von PON vorgestellt, das hauptsächlich die grundlegenden Komponenten und die zugehörige Technologie einschließlich OLT, ONT, ONU und ODN umfasst.

PON erklärt: Definition, Standards und Vorteile

Ein passives optisches Netzwerk bezieht sich auf ein Glasfasernetz, das eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Topologie und optische Splitter verwendet, um Daten von einem einzigen Übertragungspunkt zu mehreren Benutzerendpunkten zu liefern. Im Gegensatz zu AON werden bei einer PON-Architektur mehrere Kunden über einen Verzweigungsbaum aus Fasern und passiven Splitter/Combiner-Einheiten mit einem einzigen Transceiver verbunden, der vollständig in der optischen Domäne und ohne Strom arbeitet. Es gibt zwei wichtige aktuelle PON-Standards: Gigabit Passive Optical Network (GPON) und Ethernet Passive Optical Network (EPON). Ihre Topologiestrukturen sind grundsätzlich gleich. Als erste Wahl in vielen FTTH-Einsatzszenarien hat die PON-Lösung mehrere herausragende Vorteile:

• Geringere Leistungsaufnahme

• Weniger Platzbedarf

• Höhere Bandbreite

• HöhereSicherheit

• Einfachere Installation und Erweiterung

• Reduzierte Betriebs- und Managementkosten

PON-Struktur und Komponenten

In einem Gigabit Ethernet Passive Optical Network (GEPON) System, gibt es ein optisches Leitungsendgerät (OLT) in der Zentrale des Dienstanbieters und eine Reihe von optischen Netzwerkeinheiten (ONUs) oder optischen Netzwerkendgeräten (ONTs) in der Nähe der Endkunden sowie den optischen Splitter (SPL). Zusätzlich wird bei der Übertragung zwischen OLT und ONU/ONT auch das optische Verteilernetz (ODN) verwendet.

Optical Line Terminal (OLT)

Das OLT ist der Ausgangspunkt für das passive optische Netzwerk, das über Ethernet-Kabel mit einem Core-Switch verbunden ist. Die primäre Funktion des OLT ist es, Signale für das PON-Netzwerk zu konvertieren, zu rahmen und zu übertragen und das Multiplexing der optischen Netzwerkterminals für die gemeinsame Upstream-Übertragung zu koordinieren. Im Allgemeinen besteht die OLT-Ausrüstung aus Rack, CSM (Control and Switch Module), ELM (EPON Link Module, PON-Karte), Redundanzschutz -48V DC-Stromversorgungsmodule oder ein 110/220V AC-Stromversorgungsmodul und Lüfter. In diesen Teilen unterstützen die PON-Karte und das Netzteil Hot-Swap, während ein weiteres Modul eingebaut ist. Der OLT hat zwei Übertragungsrichtungen: Upstream (Verteilung verschiedener Arten von Daten- und Sprachverkehr von den Benutzern) und Downstream (Daten-, Sprach- und Videodatenverkehr aus dem Metronetz oder einem Langstreckennetz holen und an alle ONT-Module im ODN senden). Die maximale Entfernung, die für die Übertragung über das ODN unterstützt wird, beträgt 20 km.

Optical Network Unit (ONU) / Optical Network Terminal (ONT)

Die ONU wandelt optische Signale, die über Glasfasern übertragen werden, in elektrische Signale um. Diese elektrischen Signale werden dann an die einzelnen Teilnehmer gesendet. In der Regel befindet sich zwischen der ONU und dem Standort des Endkunden eine Strecke oder ein anderes Zugangsnetz. Darüber hinaus kann die ONU verschiedene Arten von Daten, die vom Kunden kommen, senden, aggregieren und „groomen“ und sie an den OLT weiterleiten. Grooming ist der Prozess, der den Datenstrom optimiert und reorganisiert, so dass er effizienter zugestellt werden kann. OLT unterstützt die Bandbreitenzuweisung, die eine reibungslose Lieferung des Datenstroms zum OLT ermöglicht, der normalerweise in Bursts vom Kunden ankommt. ONU kann über verschiedene Methoden und Kabeltypen angeschlossen werden, wie z. B. Twisted-Pair-Kupferkabel, Koaxialkabel, Glasfaser oder über Wi-Fi.

Endgeräte können auch als optische Netzwerkterminals (ONT) bezeichnet werden. Eigentlich ist ONT im Wesentlichen das Gleiche wie ONU. ONT ist ein Begriff der ITU-T, während ONU ein Begriff der IEEE ist. Sie gehören zu unterschiedlichen Standardgremien und beziehen sich beide auf die benutzerseitige Ausrüstung im GEPON-System. Aber in der Praxis gibt es einen kleinen Unterschied zwischen ONT und ONU je nach Standort.

Optical Distribution Network (ODN)

Das ODN, ein integraler Bestandteil des PON-Systems, stellt das optische Übertragungsmedium für die physikalische Verbindung der ONUs zu den OLTs mit 20 km oder mehr Reichweite zur Verfügung. Innerhalb des ODN arbeiten Glasfaserkabel, Glasfaserstecker, passive optische Splitter und Zusatzkomponenten zusammen. Das ODN besteht im Einzelnen aus fünf Segmenten, nämlich der Zubringerfaser, dem optischen Verteilerpunkt, der Verteilerfaser, dem optischen Zugangspunkt und der Abzweigfaser. Die Zuführungsfaser beginnt am optischen Verteiler (ODF) im Telekommunikationsraum der Zentrale und endet am optischen Verteilerpunkt für die Fernabdeckung. Die Verteilerfaser vom optischen Verteilerpunkt zum optischen Zugangspunkt verteilt die optischen Fasern für die angrenzenden Bereiche. Die Abzweigfaser verbindet den optischen Zugangspunkt mit den Endgeräten (ONTs), wodurch die Abzweigung der Glasfaser in die Wohnungen der Benutzer erreicht wird. Darüber hinaus ist das ODN der eigentliche Pfad, der für die PON-Datenübertragung unerlässlich ist, und seine Qualität wirkt sich direkt auf die Leistung, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit des PON-Systems aus.

Fazit

OLT, ONU oder ONT und ODN sind die Hauptkomponenten in einem GEPON-System, die in den FTTH-Anwendungen bisher weit verbreitet sind. Die reduzierte Verkabelungsinfrastruktur (keine aktiven Elemente) und die flexible Medienübertragung tragen dazu bei, dass die passiven optischen Netze idealer für Internet-, Sprach- und Videoanwendungen zu Hause sind. Darüber hinaus können passive optische Netzwerke auch in Universitätsgeländen und Geschäftsumgebungen eingesetzt werden und bieten so kostengünstige Lösungen. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der PON-Technologie haben sich auch die möglichen Anwendungen erweitert.