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Attivazione Fibra Ottica Open Fiber Pinerolo FTTH GPON ONT e OLT

Attivazione Fibra Ottica Open Fiber Pinerolo FTTH GPON ONT e OLT

GPON - Cos'è e come funziona?componenti hardware che compongono un'installazione GPON sono: L'OLT (scatola attiva alla fine della strada), gli splitter passivi (lungo la strada), l'ONT/ONU - la scatola nella tua casa o ufficio

I  dove termina la fibra e converte in Ethernet o Wi-Fi e i vari cavi, spine e prese. Nelle righe successive i dettagli.

F ibre T o T ha P remises ( FTTP ) o F ibre T o T ha H ome ( FTTH ) sono due termini usati per descrivere una end-to-end in fibra. Nonostante alcune campagne di marketing ambigue (e talvolta fuorvianti), se hai la banda larga VDSL non hai la fibra. Sia con VDSL che con G.Fast, la fibra in strada collega la rete principale agli armadi stradali, ma il cavo a casa o in ufficio avviene ancora tramite linee in rame. VDSL e G.Fast sono solo FTTC - F ibre T o The C abinet.


GPON ( G igabit P assive O ptical N etwork), designato come standard ITU-T G.984.2 è un mezzo per la fornitura di servizi di dati (inclusi i servizi TV, Internet e telefoni digitali) su cavi in fibra ottica. È un'alternativa alle tecnologie DSL e via cavo che sono i metodi di consegna più comunemente utilizzati per Internet, TV, VoIP.

I cavi in ​​fibra ottica sono fatti di fibre di vetro e, a differenza dei fili di rame, non sono elettricamente conduttivi. Invece trasportano la luce generata dai laser a ciascuna estremità. La luce visibile - la luce che gli esseri umani possono vedere - ha una frequenza da circa 400 a 800 nanometri (nm), dal viola al rosso. In GPON, vengono utilizzate due frequenze, una per l'upstream, l'altra per il downstream in modo che i dati possano essere inviati in entrambe le direzioni contemporaneamente (noto come "full duplex"). L'uso di più di una frequenza su un supporto è noto come Wavelength Division Multiplexing (WDM). GPON utilizza frequenze di 1490 nm a valle e 1310 nm a monte, entrambe nella gamma degli infrarossi, leggermente al di sopra della luce visibile. In alcune implementazioni, potrebbe esserci anche un altro canale sownstream a 1550 nm per i servizi TV.

Gli attuali standard GPON in uso forniscono una velocità di trasmissione dati di 2.488 Gb / s a ​​valle e di 1.244 Gb / s a ​​monte.

Questa è una velocità fissa. A differenza dei sistemi via cavo la velocità di GPON non diminuisce con la distanza, tuttavia ci sono distanze massime che la linea può percorrere, oltre le quali il segnale non è più percorribile. O hai il 100% del segnale a piena velocità o nessuno. Quel massimo è fino a 20 km a seconda della potenza del laser in uso, tuttavia ciò dipende dal numero di divisioni.

GPON di nuova generazione, noto come 10G GPON o XG-PON , fornirsce fino a 10 Gb / s in entrambe le direzioni. Utilizzerà gli stessi cavi in ​​fibra, quindi sarà necessario sostituire solo l'apparecchiatura a ciascuna estremità.

Zyxel PM7516 10gb GPON ONT

10G ONT

 

Passivo vs attivo

La "P" nello standard GPON per "Passivo". Passivo significa che una volta che il segnale ottico lascia l'armadio stradale non c'è elaborazione attiva del segnale prima che raggiunga l'ONT - la connessione in fibra è completamente passiva e non necessita di alimentazione, manutenzione o elettronica per tutta la sua corsa fino a 20Km (a meno che non subisce danni ovviamente).

Una rete ottica passiva a fronte di un A ctive O ptical N etwork ( AON ) che ha gamma molto maggiore di GPON ma ha unità attive di lavorazione lungo il percorso che ricevono, processo e ritrasmettere il segnale, dividendola in modo che il ciascun il cliente riceve i dati giusti (i propri dati) e una connessione in fibra dedicata. In una rete GPON, una fibra alimenta molti locali (domestici e uffici) su una strada. Ogni nodo in genere alimenta fino a un massimo di 64 endpoint (home).

Componenti GPON

È importante avere familiarità con il nome di ciascun componente in una connessione GPON poiché ci riferiremo spesso a loro qui ei loro nomi non sono intuitivi:

  • L' O ptical L ine T erminal OLT ) è l'apparecchiatura del fornitore di fibre in strada. È l'equivalente dell '"ADSL DSLAM", del "VDSL MSAN" o del "Cable CMTS" (sebbene un ADSL DSLAM sia normalmente tornato alla centrale telefonica, non in strada). Un OLT avrà in genere fino a 72 porte, ognuna delle quali può servire fino a 64 client perché ciascuna porta può essere suddivisa.

  • L' O ptical N etwork T erminal ( ONT ), noto anche come O ptical N etwork U nit ( ONU ) è all'interno dei locali del cliente ed è l'equivalente del 'modem' su servizi via cavo / DSL. Prende l'ingresso della fibra ottica dalla strada e lo converte in un'uscita Ethernet per il collegamento alla rete (LAN), normalmente tramite un router / firewall

L'ONU può essere in una scatola con il router e la base Wi-Fi, o una scatola separata che si connette poi al tuo router (e ai computer) fornito dal gestore TIM, Vodafone, TISCALI o altri.

FTTH_ONT.jpg
A sinistra: ONT Open Fiber in arrivo a Pinerolo. A destra: Borchia a muro.

 


ONT TISCALI

ONT TISCALI

 

 CISCO ONT OLT

ONT e OLT CISCO

 

 

  • Splitter. Una singola porta GPON sull'OLT fornisce un'alimentazione in fibra che serve molti clienti. Per fare ciò, la fibra viaggia lungo la strada e all'esterno di ciascuno dei locali serviti, il segnale ottico viene suddiviso in due segnali identici su due fibre utilizzando un tipo di prisma. Una fibra entra nella casa e l'altra fibra continua lungo la strada fino alla casa successiva, dove si divide di nuovo e poi continua oltre. In questo modo, GPON è molto economico rispetto, ad esempio, alle tecnologie DSL, che richiedono un cavo per cliente per tornare in strada. 50 clienti significa 50 cavi - GPON ne richiede solo uno. Per il segnale a monte, il prisma funziona al contrario, combinando una o più sorgenti di segnali in un'uscita.

    Quando si divide un segnale luminoso in due, ciascuna delle due nuove uscite ha una potenza ridotta: ciascuna di esse è meno luminosa della sorgente poiché nella sorgente è presente energia finita. La riduzione è tipicamente di circa 3,6 dB di perdita, a seconda di come viene terminata la connessione e della qualità dei componenti. Ciò dà poco meno della metà di ciascuno perché il materiale dello splitter attenuerà un po 'il segnale. Al contrario, quando si combinano due sorgenti luminose simultanee, si aumenta l'intensità, tuttavia, in GPON, solo un abbonato (ONU) trasmette alla volta, come si apprenderà in seguito.

    Uno splitter è un dispositivo molto semplice: ha una presa su un lato che va a due (o più) prese sull'altro lato. Al centro c'è un prisma di vetro che divide il segnale in più uscite identiche. La luce di frequenze diverse si rifrange con un'angolazione leggermente diversa, motivo per cui un prisma o le gocce di pioggia causano arcobaleni quando la luce bianca viene suddivisa nei suoi componenti. In GPON, c'è solo una singola frequenza a valle in ciascuna direzione, quindi il prisma è progettato per dividere quella singola frequenza in più direzioni. Il prisma funziona anche in senso inverso, consentendo a ciascuno dei nodi divisi di trasmettere a monte sulla singola fibra di alimentazione. A monte, trasmette solo un abbonato alla volta (vedere DBA) in modo che i segnali a monte di diversi abbonati non entrino in collisione tra loro. Oltre che in strada per ogni abbonato, puoi utilizzare gli splitter all'interno di un edificio per dividere ulteriormente le diverse società in un edificio multi-occupazione o per più dispositivi ottici all'interno di una casa, anche se Ethernet in rame locale o Wi-Fi è più comunemente utilizzato all'interno dei locali.


    GPON Splitter

  • Cavi.Il cavo in fibra è costituito da più fili flessibili in fibra di vetro all'interno di una guaina esterna protettiva. Nella strada, ogni cavo conterrà tipicamente 96 fibre che poi si separano in cavi più piccoli di 12 fibre ciascuno, quindi si dividono di nuovo in cavi di 6 fibre per ogni casa o condominio. Più fibre vengono fatte passare in ogni casa in modo che ci siano ricambi (in caso di danni) ma anche in modo che le case adiacenti possano essere collegate senza dover far passare più trincee / cavi attraverso giardini anteriori o passi carrai. Un appartamento più grande o un edificio per uffici può avere cavi con più fibre. Sebbene un segnale luminoso a fibra singola possa essere diviso e nuovamente suddiviso (vedere "splitter" sopra), con ogni divisione, il segnale diventa sempre più debole, quindi più fibre in un edificio più grande potrebbero essere migliori per mantenere un'adeguata potenza del segnale.

  • Spine e prese . Le spine GPON utilizzano connettori SC . Questi collegano due fibre insieme premendo le due punte lucide della spina e della presa insieme. Questo suggerimento è il P hysical C onnector ( PC ). È importante che le sue superfici di contatto siano pulite e prive di graffi. In caso contrario, può esistere un traferro e la luce si rifrange in modo diverso nell'aria rispetto alla fibra e la velocità della luce varia a seconda del mezzo (quando parliamo di velocità della luce "fissa" ci riferiamo alla luce nel vuoto).


SC Fibre connector into Fibre ONT

  • Modulo SFP. L'ONT presso la sede dell'abbonato può avere l'interfaccia ottica incorporata, nel qual caso il cavo in fibra va direttamente nell'ONT o l'interfaccia in fibra può essere fornita da un modulo di tipo SFP plug-in che si inserisce in uno slot SFP sul ONU. Caso raro per i gestori italiani.

Modulo SFP

Zoccoli GPON SC

All'interno di tutti i connettori in fibra, ST, SC, LC o di qualsiasi tipo, è presente una ghiera centrale, ovvero il perno conduttore di luce che si collega alla fibra. La boccola ha una molla in modo che vi sia tensione per tenerla saldamente contro il connettore di accoppiamento per garantire che le boccole di collegamento siano il più vicine e strette possibile l'una all'altra.

Un connettore SC può avere diversi gradi di qualità: PC standard , SPC ( S uper P hysical C onnector), UPC ( U ltra P hysical C onnector) a livello crescente di lucidatura e APC (Angled Physical Connector) che ha una punta angolata che rende il miglior contatto fisico. Sono tutti compatibili tra loro a parte APC che deve essere collegato solo a un altro connettore APC (maschio a femmina) - altrimenti danneggerebbe gli altri connettori che hanno estremità piatte.

I servizi GPON normalmente utilizzano connettori APC: il cavo APC corretto viene generalmente fornito dal provider di servizi con il modem, ma in caso contrario, assicurati di utilizzare il tipo di terminazione del cavo corretto. I tipi PC, SPC, UPC e APC utilizzano tutti la stessa spina SC; varia solo la ghiera centrale. Il cavo in fibra nell'edificio può essere multistrand, per consentire la sostituzione di una fibra danneggiata o un'espansione futura, ma in ogni connettore viene utilizzato solo un singolo filo di fibra.

Il cavo GPON termina in una scatola a muro con presa SC noto come OTO ( O ptical T elecomunicazioni Outlet). La qualità di tutte le spine e prese contribuisce alla perdita lungo il percorso totale della fibra, nonché alla perdita di segnale ogni volta che il segnale viene suddiviso. Normalmente con le fibre ottiche, a meno che tu non sia vicino agli intervalli massimi, la qualità di un giunto ha molta tolleranza ma con GPON, poiché stai dividendo ripetutamente, vuoi perdere il minor segnale possibile. Idealmente, le divisioni in strada utilizzano giunzioni fuse in modo permanente (ovvero le due fibre fuse insieme - niente a che fare con i fusibili elettrici) e le spine / prese vengono utilizzate solo all'interno dei locali dell'abbonato per connettersi all'ONU dove è necessario collegare o scollegare quando installazione o sostituzione di apparecchiature. Una giunzione fusa non ha traferro e non si basa su fibre premute l'una contro l'altra, quindi, se ben realizzata, una giunzione dovrebbe introdurre una perdita di segnale trascurabile.

Non importa quanto bene le estremità delle fibre siano levigate e pulite, nessuna connessione fatta solo al tatto farà passare perfettamente tutta la luce. Su un connettore monomodale, dove c'è un segnale luminoso e corre parallelo ai bordi della fibra, ci sarà sempre qualche riflesso quando colpisce l'estremità del connettore dove incontra il connettore di accoppiamento (spina o presa). Se la luce colpisce l'estremità "diritta", qualsiasi riflesso rimbalzerà nella direzione della sorgente, il che potrebbe danneggiare o interferire con il laser della sorgente. Con il connettore fisico angolato (APC), poiché l'angolo di accoppiamento è di 8 °, qualsiasi riflesso tornerebbe a 352 ° (o -8 °), quindi entrerebbe e verrebbe assorbito dal rivestimento in fibra. Notare che 8 ° è relativo alla superficie dell'estremità della ghiera della fibra nel connettore.

Larghezza di banda condivisa

Come accennato in precedenza, una singola porta GPON su un OLT alimenterà molti abbonati, dividendosi a ciascuno mentre la fibra viaggia lungo la strada. Con una velocità di linea fissa di 2,488 Gb / s, ciò significa che ciascuno di quei client su quella fibra condivide la stessa larghezza di banda. Se ognuno dei 64 clienti stesse scaricando alla massima velocità contemporaneamente, sarebbero solo 38 Mb / s ciascuno. Sulla base dell'utilizzo tipico nel 2021, 38 Mb / s sono ancora sufficienti per guardare video 4K, ma in realtà, tutti i clienti non funzionano alla massima velocità contemporaneamente e una porta OLT raramente servirà effettivamente 64 client. L'allocazione della larghezza di banda a ciascun abbonato è controllata da un sistema chiamato DBA.

Sicurezza su GPON

Poiché è presente un solo laser a valle presso l'OLT (la centrale delle telecomunicazioni), tutti ricevono la stessa luce e possono vedere lo stesso flusso di dati. I tuoi dati e tutti i dati del tuo vicino sono contenuti nello stesso flusso di dati da 2.488 Gb / s. Se prendi il tuo router e lo colleghi alla porta accanto, riceverai i tuoi dati, non i loro. Pertanto, affinché solo tu possa decodificare i dati destinati a te e ai dati di altri clienti, l'OLT e la tua ONU creeranno un'associazione di crittografia AES e tutti i dati verranno crittografati con quella. Questo è un sistema molto simile a quello utilizzato per i sistemi modem via cavo DOCSIS, che condividono anche i media con i vicini.

Allocazione dinamica della larghezza di banda (DBA)

Poiché più abbonati (e le loro ONT) condividono un feed in fibra, non possono trasmettere quando lo desiderano poiché il traffico entrerebbe in collisione. Invece, ai T-CONT di ogni utente vengono assegnati intervalli di tempo per la loro trasmissione. Questo è chiamato multiplexing a divisione di tempo (TDM). Se c'è poco traffico da altri utenti, un utente attivo otterrà una maggiore larghezza di banda (intervalli di tempo più frequenti o più lunghi), con conseguente maggiore velocità effettiva. Il processo di allocazione della larghezza di banda in base alla domanda è noto come D ynamic B andwidth A llocation ( DBA ). Ogni frame upstream su GPON è lungo solo 125us (0,000125 di secondo) e ogni ONU trasmette entro quel tempo in modo che l'ONT possa adattarsi e allocare molto rapidamente.

Opzioni per gli abbonati

GPON funziona sempre a 2.488 Gb / s in downstream, quindi ogni abbonato ha la stessa velocità di connessione fisica. I gestori di telecomunicazioni / ISP, tuttavia, in genere offrono abbonamenti diversi in base alla velocità desiderata, generalmente 1 Gb / s. Se nessun altro utente sullo stesso ONT fosse attivo e il backhaul avesse una larghezza di banda sufficiente, otterresti il ​​pieno 2.488Gb / s. Per soddisfare gli abbonati a velocità diverse, l'ONT limiterà semplicemente ogni utente in base al piano scelto, limitando la velocità con cui consegnerà i carichi all'ONU.

  

Conclusioni

Questo è stato un riepilogo di come funziona GPON, le sue differenze rispetto ad altre tecnologie a "banda larga" e cosa ci si potrebbe aspettare da esso. 

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