3TON
Nahajate se tukaj: Domov ZANIMIVOSTI RF V OPTIČNIH OMREŽJIH

RF V OPTIČNIH OMREŽJIH

Konec leta 2010 je bil s strani Society of Cable Telekommunications Engineers sprejet standard SCTE 174 2010 za »Radio Frequency over Glass (RFoG) Fibre-to-the-Home Specifications«. Standard določa prenos RF oz. VF signalov prek optičnih vlaken do končnega uporabnika in dovoljuje uporabo vlaken za RFoG enako znotraj pasivnih optičnih omrežij po standardu IEEE (PON), kot tudi znotraj Ethernet (EPON) omrežij.

Signal, kot je na primer signal kabelske televizije, se kot Downstream-prenos (prenos k uporabniku) prenaša od centralne enote prek optičnega distribucijskega omrežja do končnega uporabnika na sprejemni strani omrežja. V primeru kompleksnih rešitev, kot je na primer Video-on-Demand oz. Video-na-zahtevo, lahko končni uporabnik pošilja povratne informacije v centralo. Tak Upstream-prenos (prenos od uporabnika) je mogoč po istem optičnem vlaknu. Oba signala (Downstream in Upstream) se namreč prenašata na različnih valovnih dolžinah svetlobe. Glede na to, da je Multiplex enota za različne valovne dolžine enostavna pasivna WDM enota, se različne valovne dolžine enostavno združuje in ločuje.

Downstream signal se prek delilnikov razdeli na več končnih uporabnikov. Upoštevati je treba, da je, zaradi nemotenega sprejema signala, treba zagotoviti zadostno moč optičnega signala do končnega uporabnika, ki mora biti znotraj zahtevanih specifikacij, določenih s strani proizvajalec sprejemne optične enote. Na oddajni strani se temu zadosti z uporabo optičnih ojačevalcev ter z občutljivimi foto-diodami na strani uporabnika, s čemer se omogoči uporaba cenovno ugodnih rešitev pri uporabniku.

Aktivni ethernet

Leta 2004 je bil določen standard za aktivne ethernet povezave, s čemer je omogočen prenos Triple-play storitev (trojčki) do končnega uporabnika. Enako kot v primeru običajnega ethernet prenosa, se tudi tukaj stalno oz. neprekinjeno prenašajo podatki. Namesto običajnih delilnikov se tukaj uporabijo optična ethernet stikala za aktivno razdelitev in distribucijo signala.

Aktivni ethernet uporablja za Downstream-prenos valovno dolžino 1550 nm pri prenosni hitrosti 100 MBit/s in 1490 nm pri prenosni hitrosti 1 GBit/s. Pri končnem uporabniku se uporablja cenovno ugodni Fabry-Perot laser z valovno dolžino 1310 nm. Fabry-Perot laserji so cenovno ugodni, vendar je pomanjkljivost v nihanju in odstopanju centralne valovne dolžine, ki je precej večje, kot pri DFB laserjih. Standardno odstopanje znaša približno ± 20 nm v delovnem temperaturnem območju. S to vrsto laserja se na drugi strani dobi večja spektralna širina med 1260 nm in 1360 nm in je zato to valovno območje rezervirano za Upstream-prenos podatkov.

Pasivna ethernet omrežja (PON)

Pri PON omrežjih se distribucija ne dogaja kot pri aktivnem ethernetu. Distribucija je določena enako z IEEE standardi in pripadajočimi specifikacijami za ethernet, kot tudi International Telecommunication Union (ITU) specifikacijami.

ITU-T standard za PON omrežja se je spreminjal in za Downstream-prenos standardiziral prenosne hitrosti 155,22 MBit/s, 622,08 MBit/s in 1.244,14 MBit/s enako, kot je v Upstream-prenosu standardiziral prenosne hitrosti 155,52 MBit/s, 622,08 MBits/s (širokopasovni PON, BPON) ter nato Gigabit-PON (GPON) in 10 Gigabit-PON (XGPON).

Valovni pasovi so ostali nespremenjeni in ustrezajo tistim pri aktivnem Ethernetu. Sicer je Downstream-pas  na 1550 nm postal nekoliko ožji, vendar se je z uvedbo razširjenega področja (Enhanced-Band), ki je rezerviran za bodoče Downstream- in Upstream-prenose, znova razširil. Tako je za prihodnje namene bil rezerviran pas (Intermedia-Band) od 1380 nm do 1460 nm.

Gigabit-pasivna-optična omrežja (GPON) z Downstream-prenosnimi prenosnimi hitrostmi 1244,16 MBit/s in 2488,32 MBit/s ter 155,52 MBit/s in 622,08 MBit/s v Upstream-prenosu, so usklajena z obstoječimi standardi.

Dodatni razširitveni pas od 1530 nm do 1580 nm je rezerviran za dostopna omrežja naslednje generacije (NGA), ki se po potrebi lahko razširi do 1625 nm.

XG-PON je 10-Gigabit/s različica PON-a. V različici ena leži Upstream prenosna hitrost pri 2,5 GBit/s za razliko od 10 GBit/s v Downstream-prenosu. Značilnosti PON in GPON prenosov se bodo še naprej ohranjale. Zaradi tega se bo GPON v Upstreamu omejil na reducirani pas od 1290 nm do 1330 nm tako, da XG-PON lahko uporablja ožji pas valovnih dolžin od 1260 nm do 1280 nm. Na ta način  se določi enako pri GPON kot tudi pri XG-PON uporaba DFB laserjev. Za Downstream-pas se tako določi pas od 1575 nm do 1580 nm.

Ethernet-PON

Ethernet optična omrežja so definirana s strani Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Gigabit-Etherne-PON (GEPON) podpira prenosno hitrost 1 GBit/s enako v Downstreamu kot v Upstreamu. Kombinira uporabo Ethernet transportnega protokola za Točka-več točk PON omrežno topologijo. Podpira na primer tudi Voice-over-IP (Telefon-po-IP-ju) storitve.

BPON, GPON, EPON in GEPON uporabljajo enako shemo valovnih dolžin in zasedajo 1490 nm za Downstream in 1310 za Upstream prenos podatkov. Valovna dolžina 1550 nm je rezervirana za opcijske Overlay-storitve, običajno pa za RF-analogni video.

10G-EPON ustreza 10-GBit /s-Ethernet standardu za pasivna omrežja. Podpira tudi simetrično konfiguracijo z 10 GBit/s hitrostjo prenosa podatkov v obeh smereh, kot tudi nesimetrično konfiguracijo, pri kateri je Upstream prenos zreduciran na hitrost 1 GBit/s. S porastom Clod-Computing storitev, ki se jih prenaša v obeh smereh po internetu do oblaka, raste tudi pomen simetrične konfiguracije.

Različni pasovi valovnih dolžin so dodeljeni 10G-EPON-standardu zaradi sodelovanja med GEPON in Video-Overlay storitev na istem optičnem distribucijskem omrežju. Zaradi tega so mu dodeljeni isti pasovi valovnih dolžin kot pri XGPON omrežjih.

Skupno sodelovanje SCTE- in obstoječih standardov

SCTE je definiral FTTH-sisteme za hibridna Vlakno-Koax (HFC) omrežja. Pri HFC-omrežjih se prenos in distribucija signala izvaja po optičnem vlaknu do bližine končnega uporabnika, kjer se transformira v koaksialni kabel. Na ta način se že obstoječi del omrežja pri naročniku uporablja še naprej, dober del omrežja pa je že pripravljen na prihodnje storitev. Cilj tega je, da se obdrži čim večja kompatibilnost s PON in EPON sistemi.     

Valovni pas 1550 nm se tukaj uporablja za video in druge Downstream signale tako, da je to izbor SCTE-a.

Za nasprotno smer je izbran pas 1610 nm ter kot alternativa še 1310 nm. Fabry-Perot laserji imajo dobro lastnost, da so stroškovno ugodni, vsekakor pa jih uporabljajo PON in EPON omrežja vendar ne istočasno. Prednostni izbor je običajno pas valovnih dolžin med 1600 nm in 1620 nm. Pri tem na žalost pride do preklapljanja z razširitvenimi pasovi GPON-a in XGPON-a.

Izdelki za RF prek optičnega vlakna

Na centralni lokaciji se uporabljajo sorazmerno dragi in zmogljivi oddajniki in sprejemniki. Hlajeni Butterfly laserji omogočajo visoko izhodno moč pri stabilni oddajni valovni dolžini in dobri linearni karakteristiki, s čemer lažje kompenzirajo izgube v distribucijskem in prenosnem delu omrežja. Analogne foto-diode kažejo enako visoko občutljivost in linearnost. Za pokrivanje video pasov je frekvenčni obseg od 50 MHz do 1002 MHz več kot zadosten.

Pri končnem uporabniku bi se na splošno morale uporabiti majhne naprave. V ta namen dovoljuje SCTE standard poleg običajnih Single-Mode vlaken za telekomunikacije (ITU-T G. 652) tudi uporabo na zvijanje neobčutljivih vlaken po standardu ITU-T G.657. S tem se dosežejo manjši premeri ukrivljanja vlaken, s čemer so tudi sprejemni moduli postali manjši. Vlakna A kategorije ustrezajo tudi ITU-T G.652 standardu, nasprotno pa tista kategorije B dovoljujejo ožje premere ukrivljanja, vendar pa ne ustrezajo več nekaterim drugim standardom, ki jih uporabljajo veliki sistemi (kot je na pr. Deutsche Telekom).

Da bi se dosegle razdalje do 20 km pri z 32-mi uporabniki, so standardizirane moči laserja v povratni smeri 1,4 mW, 2 mW in 4 mW. Na strani končnega uporabnika se zato uporabijo cenovno ugodne rešitve, kar pomeni uporabo nehlajenih laserjev in foto-diod. Da bi se dosegle te visoke moči laserjev in stabilna centralna valovna dolžina tudi pri visoki temperaturah okolja, so posamezni proizvajalci razvili posebne tehnike in rešitve za povezovanje laserskih chipov na optična vlakna.

Novi standard SCTE za prenos radijskih frekvenc prek optičnih vlaken za FTTH namene, dovoljuje uporabo PON in EPON-sistemov, ki so že prilagojeni novim funkcijam oz. v prihodnje omogoča implementacijo teh storitev . S tem narejen še en korak v smeri širitve Triple-play storitev prek optičnih vlaken.

Naslednji korak, ki temu sledi, je polni FTTH dostop do naročnika. Rešitve, tehnologija in tržno sprejemljivi izdelki že obstajajo in se jih uporabi predvsem v primerih, ko se optična omrežja gradijo na popolnoma novih območjih, kjer še ni bilo takih omrežij. Dober del tukaj omenjenih standardov že podpira take rešitve.

Operaterji

Unknown

logo novi_manji

Tritel d.o.o.

Nadgoriška cesta 37
1231 Ljubljana-Črnuče

T/F: +386 (0)1 56 110 15
T: +386 59 110 186
M: +386 51 692 460
E: info@tritel.si