ผู้เขียน: เฮมิง
ไฟเบอร์ถึงบ้าน (FTTH)เป็นเทคโนโลยีการเข้าถึงประเภทหนึ่งที่ส่งสัญญาณการสื่อสารจากจุดศูนย์กลางไปยังลูกค้าโดยตรงด้วยสายเคเบิลใยแก้วนำแสง เมื่อเปรียบเทียบกับเครือข่ายการเข้าถึงแบบดั้งเดิมที่ใช้เทคโนโลยีทองแดง- FTTH มีระดับแบนด์วิธและความเร็วข้อมูลที่สูงกว่ามาก ตลอดจนความสามารถในการส่งข้อมูลในระยะทางที่ไกลกว่ามาก
นอกจากนี้ เนื่องจากการเติบโตของการประมวลผลแบบคลาวด์ บริการวิดีโอสตรีมมิ่ง เกมออนไลน์ และอุปกรณ์สมาร์ทโฮม ความต้องการการเข้าถึงบรอดแบนด์ความเร็วสูง-จึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก ดังนั้น FTTH จึงกลายเป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด-ทั่วโลกสำหรับการใช้งานบรอดแบนด์รุ่นต่อไป
ไฟเบอร์สู่สถาปัตยกรรมบ้าน: PON และ AON
ปัจจุบันมีการใช้สถาปัตยกรรมไฟเบอร์ออปติกสองแบบในเครือข่าย FTTH:
เครือข่ายออปติคอลแบบพาสซีฟ (PON)
เครือข่ายออปติกที่ใช้งานอยู่ (AON)
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสถาปัตยกรรมทั้งสองคือ เครือข่าย PON ส่งข้อมูลโดยใช้ตัวแยกแสงแบบพาสซีฟ ในขณะที่เครือข่าย AON ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบแอคทีฟ (เช่นสวิตช์อีเธอร์เน็ตและเราเตอร์) เพื่อขยายและจัดการสัญญาณข้อมูล สถาปัตยกรรมทั้งสองประเภทนี้แสดงคุณลักษณะ จุดแข็ง จุดอ่อน และกรณีการใช้งานที่แตกต่างกันจำนวนหนึ่ง
ทำความเข้าใจกับเทคโนโลยีไฟเบอร์ออปติก
เพื่อทำความเข้าใจเครือข่าย FTTH ให้ดียิ่งขึ้น คุณควรทำความคุ้นเคยกับเทคโนโลยีใยแก้วนำแสงก่อน เทคโนโลยีไฟเบอร์ออปติกใช้ลำแสงที่เคลื่อนที่ไปตามสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกเป็นสื่อกลางในการส่งข้อมูล เส้นใยนำแสงสามารถสร้างได้จากแก้วหรือพลาสติก โดยให้การลดทอนที่ต่ำมาก และให้ความสามารถในการส่งข้อมูลที่มีความจุสูง- ทำให้เส้นใยเหล่านี้เป็นสื่อที่ต้องการสำหรับเครือข่ายการสื่อสารสมัยใหม่ส่วนใหญ่
หลักการส่งสัญญาณ:
ใช้ใยแก้วนำแสงการสะท้อนภายในทั้งหมดเป็นแนวคิดการส่งสัญญาณ การส่งผ่านแสงผ่านแกนไฟเบอร์จะสะท้อนแสงจากขอบเขตหนึ่งไปยังอีกขอบเขตหนึ่งอย่างต่อเนื่อง จึงมั่นใจได้ว่าสัญญาณสามารถส่งผ่านในระยะทางที่ไกลขึ้นโดยสูญเสียน้อยที่สุด
ประเภทไฟเบอร์:
ไฟเบอร์โหมดเดี่ยว (SMF)– เส้นผ่านศูนย์กลางแกนเล็ก (8–10 µm) ทำงานในโหมดการขยายพันธุ์เดียว การลดทอนต่ำและคุณลักษณะการส่งแบนด์วิดท์ระยะไกล-สูง-ทำให้ไฟเบอร์ประเภทนี้เหมาะมากสำหรับการใช้งานในระยะไกล
ไฟเบอร์หลายโหมด- (MMF)– เส้นผ่านศูนย์กลางแกนใหญ่ขึ้น (50 µm หรือ 62.5 µm) รองรับโหมดการแพร่กระจายหลายรูปแบบเนื่องจากการกระจายแบบโมดัล โดยทั่วไปแล้วไฟเบอร์หลายโหมด-จะใช้สำหรับการใช้งานในระยะไกล-
การส่งสัญญาณและการรับสัญญาณ:
สัญญาณแสงจะถูกส่งและรับโดยใช้เครื่องส่งแสง (เลเซอร์ไดโอดหรือไดโอดเปล่งแสง-) ที่แปลงสัญญาณไฟฟ้าให้เป็นสัญญาณแสง ที่ปลายรับสัญญาณ สัญญาณแสงจะถูกแปลงกลับเป็นสัญญาณไฟฟ้าโดยใช้เครื่องตรวจจับแสง
มาตรการวัดประสิทธิภาพหลัก:
แบนด์วิธ– อัตราข้อมูลสูงสุดที่รองรับโดยไฟเบอร์
การลดทอน– การสูญเสียสัญญาณในหน่วย dB/กม
เวลาแฝง– เวลาที่สัญญาณเดินทางจากผู้ส่งไปยังผู้รับ
เครือข่ายออปติคอลแบบพาสซีฟ (PON)
ปอนคือชี้-ไปยัง-หลายจุดเครือข่ายการเข้าถึงใยแก้วนำแสงแบบพาสซีฟที่ไม่ต้องใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานระหว่างผู้ให้บริการและผู้ใช้ปลายทาง- ในการกำหนดค่า PON มาตรฐานOLT (เทอร์มินัลสายแสง)ตั้งอยู่ที่สำนักงานกลาง และ OLT จะกระจายสัญญาณแสงไปยังหลาย ๆหน่วยเครือข่ายออปติก (ONU)หรือเทอร์มินัลเครือข่ายออปติก (ONT)ผ่านตัวแยกแสงแบบพาสซีฟ
ระบบ PON ทำงานอย่างไร:
การใช้งานระบบ PONเวลา-การเข้าถึงหลายฝ่าย (TDMA):
ปลายน้ำ:OLT ออกอากาศไปยัง ONU ทั้งหมด
ต้นน้ำ:ONU ส่งในช่วงเวลาที่กำหนด
สถาปัตยกรรมนี้ให้การใช้ไฟเบอร์อย่างเหมาะสมที่สุดโดยมีปริมาณพืชทางกายภาพน้อยที่สุด
มาตรฐาน PON ที่สำคัญ:
GPON (เครือข่ายออปติคอลแบบพาสซีฟที่รองรับกิกะบิต-)– กำหนดโดย ITU-T และใช้กันอย่างแพร่หลาย
อัตราดาวน์สตรีม: 2.5 Gbps อัตราอัปสตรีม: 1.25 Gbps
ประสิทธิภาพการห่อหุ้มที่ดีเยี่ยมด้วย GEM
QoS ขั้นสูงสำหรับบริการเสียง วิดีโอ และข้อมูล
การใช้งาน:ชุมชนที่อยู่อาศัยขนาดใหญ่ เครือข่าย-การเข้าถึงบรอดแบนด์บริการที่หลากหลาย
EPON (เครือข่ายออปติคอลอีเธอร์เน็ตแบบพาสซีฟ)– ได้รับมาตรฐานโดย IEEE, อีเทอร์เน็ต-
อัปสตรีมและดาวน์สตรีมแบบสมมาตร: 1.0 Gbps (ตัวเลือก 10G-EPON)
การจัดการเครือข่ายอย่างง่าย
เข้ากันได้กับเครือข่ายอีเธอร์เน็ตที่มีอยู่
การใช้งาน:บรอดแบนด์ในเมืองและชนบท ต้นทุน-การปรับใช้ FTTH ที่ละเอียดอ่อน
เครือข่ายออปติกที่ใช้งานอยู่ (AON)
หนึ่งเอออนให้ชี้-ถึง-จุดสถาปัตยกรรมการเข้าถึงไฟเบอร์จากสวิตช์/เราเตอร์ส่วนกลางไปยังผู้ใช้แต่ละรายผ่านไฟเบอร์เฉพาะ พร้อมแบนด์วิธพิเศษและการควบคุมบริการที่ยืดหยุ่น
โดยทั่วไปจะรวมถึงเทคโนโลยีอีเธอร์เน็ต ซึ่งสามารถรวมเข้ากับเครือข่าย LAN/WAN ที่มีอยู่ได้อย่างง่ายดาย
สามารถปรับใช้เป็นเครือข่ายแบบสแตนด์อโลนโดยไม่ต้องใช้ PON
การเชื่อมต่อไฟเบอร์พอยต์-ถึง-พอยต์ (P2P):
สำนักงานกลางเชื่อมต่อโดยตรงกับสถานที่ของลูกค้าผ่านไฟเบอร์
ลูกค้าแต่ละรายมีไฟเบอร์เฉพาะ ซึ่งให้แบนด์วิธและความยืดหยุ่นเฉพาะตัว
สามารถใช้โครงสร้างพื้นฐานอีเธอร์เน็ตที่มีอยู่ (DSL/FTTH)
ขจัดเครือข่ายที่ใช้ร่วมกัน → แบนด์วิธสูงสุด ความซ้ำซ้อน และความยืดหยุ่น
Fiber Hook-อัพใน P2P:
แผงแพทช์แบน:ติดตั้งภายในพื้นที่ผนัง มีขั้วต่อไฟเบอร์หลายตัว
แผงแพทช์มุม:ติดตั้งที่จุดเริ่มต้น ตำแหน่งที่ยืดหยุ่น
แผงแพทช์ที่สดใส:เส้นทางแสงหลายเส้นทาง ช่วยให้เข้าถึงได้หลาย-จุด
ข้ามการเชื่อมต่อ:การเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายหรือสถานที่ที่ให้การเข้าถึงเครือข่ายทั่วไป
คุณสมบัติที่สำคัญ:
แบนด์วิธเฉพาะสูงสุด 10 Gbps
QoS ขั้นสูงและการจัดการการรับส่งข้อมูล
บูรณาการอย่างง่ายดายกับโครงสร้างพื้นฐานอีเธอร์เน็ตที่มีอยู่
การใช้งานทั่วไป:
การเข้าถึงบรอดแบนด์ระดับองค์กร
แอปพลิเคชันบริการประสิทธิภาพสูง-
เครือข่ายออปติกที่ใช้งาน WDM (WDM AON)
สรุป:กำหนดความยาวคลื่นเฉพาะสำหรับผู้ใช้แต่ละคนบนไฟเบอร์เส้นเดียว
คุณสมบัติที่สำคัญ:
การใช้แบนด์วิธสูงสุด
แบนด์วิธเฉพาะต่อผู้ใช้
การส่งสัญญาณทางไกล-โดยไม่มีตัวทวนเพิ่มเติม
การใช้งานทั่วไป:
วิสาหกิจขนาดใหญ่
การเชื่อมต่อระหว่างศูนย์ข้อมูล
เครือข่ายการเข้าถึงความจุสูง-ทางไกล-
ส่วนประกอบสำคัญ:
โอแอลที:มักจะรวมเข้ากับสวิตช์อีเธอร์เน็ต
ONU/ONT:การเลิกจ้างไฟเบอร์เฉพาะ
สวิตช์/เราเตอร์:การส่งต่อสัญญาณ การขยาย การจัดการเครือข่าย
ข้อดี:
แบนด์วิธเฉพาะสำหรับผู้ใช้แต่ละคน
การจัดการเครือข่ายที่ยืดหยุ่นและการควบคุม QoS
รองรับการส่งข้อมูลระยะไกล-
ข้อจำกัด:
ต้นทุนการใช้งานสูงกว่า PON
เพิ่มพลังและการบำรุงรักษา
ความล้มเหลวของอุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่อาจส่งผลให้บริการสูญหาย
การเปรียบเทียบ AON กับ PON
สถาปัตยกรรมเครือข่าย:
PON: ชี้-ไปยัง-มัลติพอยต์ผ่านตัวแยกสัญญาณแบบพาสซีฟ
AON: ชี้-ไปยัง-ชี้ด้วยการสลับที่ใช้งานอยู่
แบนด์วิธ:
PON แบ่งปันแบนด์วิธ
AON มีแบนด์วิธเฉพาะ
เวลาแฝง:
PON: ต่ำ โดยใช้การตั้งเวลา TDMA
AON: เสถียร เว้นแต่ว่าอุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่จะล้มเหลว
ระยะการส่งข้อมูล:
ปอน: ~20 กม
AON: ขยายผ่านการขยายสัญญาณแบบแอคทีฟ
ต้นทุนและการบำรุงรักษา:
PON: CAPEX และ OPEX ที่ต่ำกว่า
AON: ต้นทุนสูงขึ้น แต่ประสิทธิภาพดีขึ้น
การออกแบบและปรับใช้เครือข่าย FTTH
การออกแบบเครือข่ายประกอบด้วย:
การวางแผนและการเลือกโทโพโลยี
การเลือกอุปกรณ์และการวางแผนกำลังการผลิต
การปรับใช้ การติดตั้ง และการทดสอบ
โทโพโลยี:ดาว ต้นไม้ แหวน – แต่ละรายการมีการแลกเปลี่ยน-ระหว่างต้นทุนและความน่าเชื่อถือ
การทดสอบ:ทำการทดสอบ OTDR กับเส้นใยแต่ละชนิดเพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียร-ในระยะยาว
บทสรุป
เอออน:ดีที่สุดสำหรับองค์กรที่ต้องการแบนด์วิธสูง เวลาแฝงต่ำ และสภาพแวดล้อมการบริการเฉพาะ
ปอน:ดีที่สุดสำหรับการปรับใช้ FTTH ในที่พักอาศัยขนาดใหญ่-ซึ่งต้องการเครือข่าย-ที่ละเอียดอ่อนด้านต้นทุนและการดำเนินงานที่เรียบง่าย
สำหรับการปรับใช้ FTTH ในเมืองส่วนใหญ่ปอนเป็นโซลูชันที่ประหยัดและปรับขนาดได้มากที่สุดเอออนเป็นที่ต้องการสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการแบนด์วิธที่รับประกันและการควบคุมบริการขั้นสูง
