FTTH - Interview Fragen

Fiber to the Home (FTTH) ist die ultimative Glasfaserzugangslösung, bei der jeder Teilnehmer mit einer Glasfaser verbunden ist. Die in diesem Lernprogramm beschriebenen Bereitstellungsoptionen basieren auf einem vollständigen Glasfaserpfad vom OLT bis zum Teilnehmerstandort. Diese Auswahl ermöglicht die Bereitstellung von Diensten und Inhalten mit hoher Bandbreite für jeden Kunden und gewährleistet maximale Bandbreite für die zukünftigen Anforderungen der neuen Dienste. Daher sind Hybridoptionen mit 'Teil'-Glasfaser- und' Teil'-Kupferinfrastruktur-Netzwerken nicht enthalten.

Der Differenzfaserabstand ist der Unterschied im Abstand zwischen dem nächstgelegenen und dem am weitesten entfernten ONU / ONT vom OLT.

In GPON beträgt der maximale Differenzialfaserabstand 20 km. Dies wirkt sich auf die Größe des Bereichsfensters aus und stellt die Konformität mit [ITU-T G.983.1] sicher.

Die logische Reichweite ist definiert als die maximale Entfernung, die für ein bestimmtes Übertragungssystem unabhängig vom optischen Budget erreicht werden kann. Die logische Reichweite ist der maximale Abstand zwischen ONU / ONT und OLT mit Ausnahme der Begrenzung der physischen Schicht.

In GPON ist die maximale logische Reichweite als 60 km definiert.

Die mittlere Signalübertragungsverzögerung ist der Durchschnitt der Upstream- und Downstream-Verzögerungswerte zwischen Referenzpunkten. Dieser Wert wird durch Messen der Umlaufverzögerung und anschließendes Teilen durch 2 bestimmt.

GPON muss Dienste unterstützen, die eine maximale mittlere Signalübertragungsverzögerung von 1,5 ms erfordern. Ein GPON-System muss eine maximale mittlere Signalübertragungsverzögerungszeit von weniger als 1,5 ms zwischen den TV-Referenzpunkten haben.

Das OAN ist ein Satz von Zugriffsverbindungen, die dieselben netzwerkseitigen Schnittstellen verwenden und von optischen Zugriffsübertragungssystemen unterstützt werden. Das OAN kann eine Anzahl von ODNs enthalten, die mit demselben OLT verbunden sind.

Im PON-Kontext ein Baum von Lichtwellenleitern im Zugangsnetz, ergänzt durch Leistungs- oder Wellenlängensplitter, Filter oder andere passive optische Geräte.

Ein Gerät, das den gemeinsamen (Root-) Endpunkt eines ODN beendet. Implementiert dann ein PON-Protokoll wie das in [ITU-T G.984] definierte; und passt dann PONPDUs für die Uplink-Kommunikation über die Provider-Service-Schnittstelle an.

Das OLT bietet Verwaltungs- und Wartungsfunktionen für die übergeordneten ODN und ONUs.

Ein einzelnes Teilnehmergerät, das einen der verteilten (Blatt-) Endpunkte eines ODN terminiert, ein PON-Protokoll implementiert und PON-PDUs an Teilnehmerdienstschnittstellen anpasst. Ein ONT ist ein Sonderfall einer ONU.

Ein Oberbegriff für ein Gerät, das einen der verteilten (Blatt-) Endpunkte eines ODN terminiert, ein PON-Protokoll implementiert und die PON-PDU anpasst.

Die physische Reichweite ist definiert als die maximale physische Entfernung, die für ein bestimmtes Übertragungssystem erreicht werden kann. Da "Physische Reichweite" der maximale physische Abstand zwischen ONU / ONT und OLT ist. In GPON sind jedoch zwei Optionen für die physische Reichweite definiert: 10 km und 20 km. Es wird angenommen, dass 10 km die maximale Entfernung ist, über die FP-LD in der ONU für hohe Bitraten wie 1,25 Gbit / s oder mehr verwendet werden kann.

Dienste in FTTH werden als Netzwerkdienst definiert, der von den Betreibern benötigt wird. Der Dienst wird durch einen Namen beschrieben, der von jedem klar erkannt wird, unabhängig davon, ob es sich um einen Rahmenstrukturnamen oder einen allgemeinen Namen handelt.

GPON strebt Übertragungsgeschwindigkeiten von mindestens 1,2 Gbit / s an. Dementsprechend identifiziert GPON zwei Übertragungsgeschwindigkeitskombinationen wie folgt:

• 1,2 Gbit / s nach oben, 2,4 Gbit / s nach unten
• 2,4 Gbit / s nach oben, 2,4 Gbit / s nach unten

Die wichtigste Bitrate beträgt 1,2 Gbit / s nach oben und 2,4 Gbit / s nach unten. Dies macht fast die gesamte bereitgestellte und geplante Bereitstellung der GPON-Systeme aus.

Je größer das Split-Verhältnis für GPON ist, desto wirtschaftlicher ist es aus Kostengründen. Ein größeres Aufteilungsverhältnis impliziert jedoch eine größere Aufteilung der optischen Leistung und der Bandbreite, was die Notwendigkeit eines erhöhten Leistungsbudgets zur Unterstützung der physischen Reichweite schafft. Split-Verhältnisse von bis zu 1:64 sind für die physikalische Schicht angesichts der aktuellen Technologie realistisch. In Erwartung der weiteren Entwicklung optischer Module muss die TC-Schicht jedoch Teilungsverhältnisse von bis zu 1: 128 berücksichtigen.

Vorteile von Glasfasern -

• Sehr lange Strecken
• Stark, flexibel und zuverlässig
• Ermöglicht Kabel mit kleinem Durchmesser und geringem Gewicht
• Gesichert und geladen
• Immun gegen elektromagnetische Störungen (EMI)
• Niedrigere Kosten

Verschiedene Module / Komponenten in der PON-Technologie sind -

• WDM-Koppler
• 1 × N Splitter
• Glasfaser und Kabel
• Connector
• ODF/Cabinet/Subrack

Die aktiven Module / Komponenten in der PON-Technologie sind -

In OLT −

• Lasersender (1490 nm) und
• Laserempfänger (1310 nm)

For CATV application −

• Laserverstärker (1550 nm) und
• EDFA zur Verstärkung des Videosignals

In ONU −

• Stromversorgung / Batterie für ONU
• Lasersender (1310 nm)
• Laserempfänger (1490 nm)
• Empfänger für CATV-Signal (1550 nm)

Die vollständige Form von GPON ist - Gigabit Passive Optical Network

GPON ist ein optisches System für die Zugangsnetzwerke, das auf den ITU-T-Spezifikationen der Serie G.984 basiert. Durch die Verwendung von Optik der Klasse B + mit einem Teilungsverhältnis von 1:32 kann eine Reichweite von 20 km mit einem optischen Budget von 28 dB erreicht werden.

Die bekanntesten Funktionen von GPON sind nachstehend aufgeführt.

Downstream transmission −

• 2.4Gbps
• BW für ein ONT reicht aus, um mehrere HDTV-Signale zu liefern
• QOS ermöglicht verzögerungsempfindlichen Verkehr (Sprache)

Upstream transmission −

• 1 24 Gbit / s
• Mindest-BW kann garantiert werden
• Nicht verwendete Zeitfenster können starken Benutzern zugewiesen werden
• QOS ermöglicht verzögerungsempfindlichen Verkehr (Sprache)

GPON-Standards bauen auf den vorherigen BPON-Spezifikationen auf. Diese Spezifikationen sind alle unten aufgeführt -

• G.984.1 - Dieses Dokument beschreibt die allgemeinen Merkmale des Gigabit-fähigen passiven optischen Netzwerks.

• G.984.2 - In diesem Dokument wird die Gigabit-fähige Spezifikation für ein passives optisches Netzwerk beschrieben.

• G.984.3 - Dieses Dokument beschreibt die Konvergenzschichtspezifikation für Gigabit-fähige passive optische Netzwerkübertragung.

• G.984.3 - Dieses Dokument beschreibt die Konvergenzschichtspezifikation für Gigabit-fähige passive optische Netzwerkübertragung.

GPON-Systeme haben im Wesentlichen dieselben physischen Komponenten, die auf dieselbe Weise wie in anderen PON-Netzwerken konfiguriert sind. Natürlich sind die für GPON-Systeme entwickelten Produkte speziell für GPON entwickelt und nicht mit EPON- oder BPON-Geräten austauschbar.

GPON-Systeme verfügen auch über viele der gleichen grundlegenden Funktionen wie andere PON-Systeme. Die Hauptunterschiede in der Architektur sind GPON im Datendurchsatz. Die Gigabit-GPON-Kapselungsmethoden ermöglichen das Übertragen einer Vielzahl von Diensten, einschließlich ATM, TDM-Sprache und Ethernet.

Eine der Grundanforderungen eines optischen Systems besteht darin, Komponenten mit ausreichender Kapazität bereitzustellen, um das optische Signal auf den erwarteten Bereich auszudehnen. Es gibt drei Kategorien oder Klassen von Komponenten, die auf Leistung und Empfindlichkeit basieren.

Die Klassen von Komponenten sind -

• Klasse-A-Optik: 5 bis 20 dB
• Klasse-B-Optik: 10 bis 25 dB
• Klasse C-Optik: 15 bis 30 dB

Die vollständige Form von EPON ist - Ethernet Passive Optical Network.

Das passive optische Ethernet-Netzwerk (EPON) ist ein PON, der Daten mit Ethernet kapselt und eine Kapazität von 1 Gbit / s bis 10 Gbit / s bietet. EPON folgt der ursprünglichen Architektur eines PON. Hier wird das DTE mit dem Stamm des Baums verbunden und als Optical Line Terminal (OLT) bezeichnet.

Es befindet sich normalerweise beim Dienstanbieter, und die verbundenen DTE-Zweige des Baums werden als Optical Network Unit (ONU) bezeichnet und befinden sich in den Räumlichkeiten des Teilnehmers. Die Signale vom OLT durchlaufen einen passiven Splitter, um die ONU zu erreichen und umgekehrt.

Viele PON-Anwendungen erfordern eine hohe QoS (z. B. IPTV).

EPON leaves QoS to higher layers −

• VLAN-Tags
• P-Bits oder DiffServ DSCP

Darüber hinaus gibt es einen entscheidenden Unterschied zwischen LLID und Port-ID -

• Es gibt immer 1 LLID pro ONU
• Es gibt 1 Port-ID pro Eingangsport - es können viele pro ONU vorhanden sein
• Dies macht die portbasierte QoS auf PON-Ebene einfach zu implementieren

In der folgenden Tabelle wird der Unterschied zwischen GPON und EPON erläutert.

Ein im OLT implementierter Algorithmus, der Report- und Gate-Nachrichten verwendet, um ein Übertragungsprogramm zu erstellen und die ONUs zu übergeben, wird als DBA-Algorithmus (Dynamic Bandwidth Allocation) bezeichnet.

Der EPON-Betrieb basiert auf den Ethernet-MAC- und EPON-Frames (basierend auf GbE-Frames), es sind jedoch Erweiterungen erforderlich -

• MultiPoint Control Protocol PDUs - Dies ist das Steuerprotokoll, das die erforderliche Logik implementiert.

• Punkt-zu-Punkt-Emulation (Abstimmung) - Dadurch sieht der EPON wie eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung aus, und EPON-MACs unterliegen einigen besonderen Einschränkungen.

• Anstelle von CSMA / CD senden sie, wenn sie gewährt werden.

• Die Zeit durch den MAC-Stapel muss konstant sein (± 16 Bit Dauer).

• Die genaue Ortszeit muss eingehalten werden.

Standard-Ethernet beginnt mit einer im Wesentlichen inhaltsfreien 8B-Präambel -

• 7B von abwechselnden Einsen und Nullen 10101010
• 1B von SFD 10101011

Um den neuen PON-Header auszublenden, überschreibt EPON einige der Präambelbytes.

Der DS-Verkehr wird an alle ONUs gesendet, sodass die Verschlüsselung für einen böswilligen Benutzer im Wesentlichen einfach ist, die ONU neu zu programmieren und die gewünschten Frames zu erfassen. US-Verkehr wird von anderen ONUs nicht gesehen, daher wird die Verschlüsselung nicht benötigt. Berücksichtigen Sie keine Glasfasertapper, da EPON keine Standardverschlüsselungsmethode bietet, sondern -

• Kann mit IPsec oder MACsec ergänzt werden.
• Viele Anbieter haben proprietäre AES-basierte Mechanismen hinzugefügt.

BPON verwendete einen Mechanismus namens Churning - Churning war eine kostengünstige Hardwarelösung (24b-Schlüssel) mit mehreren Sicherheitslücken -

• Die Engine war linear - einfacher Angriff mit bekanntem Text
• Der 24b-Schlüssel erwies sich in 512 Versuchen als ableitbar

Daher hat G.983.3 die AES-Unterstützung hinzugefügt, die jetzt in GPON verwendet wird.

XPON ist das PON der nächsten Generation, das Datenraten von bis zu 10 G unterstützt. XPON kann in zwei Kategorien unterteilt werden, nämlich XG-PON1 und XG-PON2. XG-PON1 ist abwärtskompatibel mit GPON, während XG-PON2 eine völlig neue Entwicklung ist.

Die vollständige Form von WDM-PON ist - Wavelength Division Multiplex PON.

In WDM-PON ist für unterschiedliche ONT eine unterschiedliche Wellenlänge erforderlich. Jeder ONT erhält eine exklusive Wellenlänge und verfügt über die Bandbreitenressourcen der Wellenlänge. Mit anderen Worten, WDM-PON arbeitet mit einer logischen Punkt-zu-Mehrpunkt-Topologie (P2MP).

Die vollständige Form von ODSM-PON ist - Opportunistisches Spektrum und dynamisches PON. In ODSM-PON bleibt das Netzwerk von CO zu Benutzerstandorten unverändert, mit Ausnahme einer Änderung, bei der es sich um einen aktiven WDM-Splitter handelt. Zwischen OLT und ONT befindet sich ein WDM-Splitter, der den passiven Splitter ersetzt. In ODSM-PON verwendet der Downstream WDM, dh Daten in Richtung ONT verwenden unterschiedliche Wellenlängen für unterschiedliche ONT und in Upstream und ODSN-PON verwendet die dynamische TDMA + WDMA-Technologie.

In der folgenden Tabelle werden die XGPON-Standards erläutert.

In der folgenden Tabelle wird die optische Leistungsklasse XG-PON beschrieben.

In der folgenden Tabelle wird der Dämpfungsbereich für Klasse A, B und C gemäß ITU beschrieben.

In der folgenden Tabelle wird der OLT-Übertragungsbereich für Klasse A, B und C gemäß ITU erläutert.

In der folgenden Tabelle wird der ONU-Empfängerbereich für Klasse A, B und C gemäß ITU erläutert.

In der folgenden Tabelle wird der ONU-Senderbereich für Klasse A, B und C gemäß ITU erläutert.

In der folgenden Tabelle wird der OLT-Empfängerbereich für Klasse A, B und C gemäß ITU beschrieben.

Die von OLT ausgehende Einzelfaser wird durch passive optische Splitter aufgeteilt, um 64 ONTs für Kunden zu bedienen. Dieselbe Faser überträgt sowohl den Downstream- (OLT in Richtung ONT) als auch den Upstream- (ONT in Richtung OLT) Bitstrom, nämlich 2,488 Mbit / s / 1490 nm (1480 - 1500 nm Fenster) und 1,244 Mbit / s / 1310 nm (1260 - 1360 nm Fenster). durch WDM (Wavelength Division Multiplexing) für Duplexbetrieb (bidirektional).

Dieselbe einzelne Glasfaser-Downstream-Übertragung vom OLT zu den ONTs wird gesendet, wobei ein ONT nur den an ihn adressierten Verkehr akzeptiert. Die Upstream-Übertragung erfolgt über Time Division Multiple Access (TDMA), wobei jedes ONT nacheinander sendet.

Die TV-Signale (abgeleitet von einem Satelliten-Head-End) werden optional auf einer dritten optischen Wellenlänge von 1550 nm auf derselben (oder einer zusätzlichen) Faser gesendet, die über ein RF-Overlay-Subsystem in das FTTx-System eingeführt wird. Das CATV-Signal kann nach der Verstärkung durch EDFA mit dem GPON-Signal gekoppelt werden.

Die RF-CATV-Signale werden auf die Wellenlänge von 1550 nm moduliert. Es wird über eine in ONT integrierte Demux-Funktion extrahiert und an die Backplane-Serviceverbindung für STB / TV weitergeleitet.

Die maximal zulässige optische Leistungsdämpfung zwischen dem optischen OLT-Port und dem ONT-Eingang beträgt 28 dB unter Verwendung sogenannter optischer Netzwerkelemente der Klasse B. Die ODN-Klassen A, B und C unterscheiden sich hauptsächlich nach der Leistung des optischen Senders und der Empfindlichkeit des optischen Empfängers mit Bitrate. Klasse A bietet das am wenigsten optische Budget und Klasse C das höchste, während beide Kosten in derselben Reihenfolge liegen. Für ein Split-Verhältnis von maximal 1:64 werden Optiken der Klasse B üblicherweise auf kommerzieller Basis eingesetzt.

Die folgenden Punkte erklären NGPON1 -

• Der XGPON-Standard G.987 / G.988 wurde 2011 veröffentlicht.
• Es standardisierte den XGPON mit 2,5 Gbit / s Upstream / 10 Gbit / s Downstream.
• GPON und XGPON verwenden unterschiedliche Wellenlängen für die Koexistenz in einem Netzwerk.

Die folgenden Punkte erklären NGPON2 -

• Betrachtet nicht die Kompatibilität mit dem vorhandenen ODN-Netzwerk, einem offeneren Standard der PON-Technologie.

• Konzentriert sich auf WDM PON und 40G PON.