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Das ABC des PON-Netzwerks: OLTs, ONUs, ONTs und ODNs

In den vergangenen Jahren legen Telekommunikationsunternehmen ihren Fokus immer stärker auf das Konzept des „Fiber to the Home“ (FTTH), wodurch sich die Technologien schnell und stetig weiterentwickeln. Es gibt zwei wichtige Arten von Systemen, die FTTH-Breitbandverbindungen ermöglichen: aktive optische Netzwerke (AON) und passive optische Netzwerke (PON). In diesem Beitrag stellen wir das ABC des PON-Netzwerks vor. Dieses umfasst die grundlegenden Komponenten und die zugehörige Technologie, einschließlich OLT, ONT, ONU und ODN.

Was ist ein passives optisches Netzwerk (PON)?

Ein passives optisches Netzwerk (PON) ist ein System, in dem Glasfaserkabel und Signale auf dem gesamten Weg oder dem Großteil des Weges zum Endnutzer zur Verfügung stehen. Je nachdem, wo das PON endet, kann das System als „Fiber to the Curb“ (FTTC), „Fiber to the Building“ (FTTB) oder „Fiber to the Home“ (FTTH) beschrieben werden. Der Unterschied zwischen WDM-PON vs GPON vs XG-PON.

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Komponenten eines PON-Netzwerks

Ein PON besteht aus einem Optical Line Terminal (OLT) in einer lokalen Vermittlungsstelle und mehreren Optical Network Units (ONUs) in der Nähe der Endnutzer. Es gibt aktuell zwei große PON-Standards: Gigabit Passive Optical Network (GPON) und Ethernet Passive Optical Network (EPON). Aber egal um welche Art von PON-Netzwerk es sich handelt, besteht die gleiche grundlegende Topologiestruktur. Ein Gigabit Ethernet Passive Optical Network (GEPON) System besteht im Allgemeinen aus einem Optical Line Terminal (OLT) in der Vermittlungsstelle des Service Providers und mehreren Optical Network Units (ONUs) oder Optical Network Terminals (ONTs) in der Nähe der Endnutzer. Zusätzlich wird ein Optical Distribution Network (ODN) bei der Übertragung zwischen OLT und ONU/ONT verwendet.

Optical Line Terminal (OLT)

Der OLT ist eine Apparatur, die die L2/L3-Schalterfunktion im GEPON-System integriert. OLT-Geräte enthalten im Allgemeinen ein Rack, das Steuerungs- und Schaltermodul (CSM), das EPON Link-Modul und die PON-Card (ELM), Redundanzschutz, 48V-DC-Stromversorgungsmodule oder ein 110/220V-AC-Stromversorgungsmodul sowie einen Lüfter. PON-Card und Netzteil unterstützen meißt Hot-Swaps, während andere Module fest verbaut sind. Die Hauptfunktion von OLTs besteht darin, den Informationsfluss über das ODN von einer zentralen Vermittlungsstelle aus in beide Richtungen zu steuern. Die maximale Entfernung, die für die Übertragung über das ODN unterstützt wird, beträgt 20 km. OLT hat zwei Floating-Richtungen: Upstream (Abrufen und Verteilen verschiedener Arten von Daten- und Sprachverkehr von Nutzern) und Downstream (Abrufen von Daten-, Sprach- und Videoverkehr vom Metro-Netzwerk oder von einem Langstrecken-Netzwerk und Senden an alle ONT-Module innerhalb des ODN).

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Optical Network Unit (ONU)

ONUs wandeln optische Signale, die über Glasfaser übertragen werden, in elektrische Signale um. Diese elektrischen Signale werden dann an einzelne Teilnehmer gesendet. Im Allgemeinen gibt es eine gewisse Entfernung oder ein separates Zugangsnetz zwischen ONU und den Räumlichkeiten des Endnutzers. Darüber hinaus können ONUs verschiedene Arten von Daten, die vom Kunden kommen, senden, aggregieren und pflegen („grooming“) und sie an den OLT senden. Grooming ist ein Prozess, in dem der Datenstrom optimiert und neu organisiert wird um effizienter bereitgestellt werden zu können. OLT unterstützt Bandbreitenzuweisung, die eine reibungslose Übertragung der Daten an das OLT ermöglicht, die normalerweise in Form von Paketen vom Kunden ankommen. ONU kann mit verschiedenen Methoden und Kabeltypen wie Twisted-Pair-Kupferdraht, Koaxialkabel, Glasfaser oder Wi-Fi verbunden werden.

Optical Network Terminal (ONT)

Im Wesentlichen sind ONTs dasselbe wie ONUs. ONT ist ein Begriff der ITU-T (International Telecommunication Union), während ONU ein Begriff der IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) ist. Sie beziehen sich beide auf die Anwenderseite im GEPON-System. In der Praxis gibt es je nach ihrem Standort jedoch gewisse Unterschiede zwischen ONTs und ONUs. ONTs sind in der Regel direkt vor Ort beim Kunden.

Optical Distribution Network (ODN)

Das ODN stellt das optische Übertragungsmedium für die physikalische Verbindung der ONUs zu den OLTs bereit. Die Reichweite beträgt 20 km oder mehr. Innerhalb des ODN arbeiten Glasfaserkabel, faseroptische Stecker, passive optische PON Splitter und Hilfskomponenten eng miteinander zusammen. Die ODN beinhaltet insbesondere fünf Segmente: die Zuführfaser (Feeder Fiber), den optischen Verteilerpunkt (Optical Distribution Point), die Verteilungsfaser (Distribution Fiber), den optischen Zugangspunkt (Optical Access Point) sowie Glasfaserendkabel (Drop Fiber). Die Zuführfaser verläuft vom optischen Verteiler-Rahmen (Optical Distribution Frame, ODF) in der Leitstelle (Central Office, CO) bis zu den Verteilerpunkten für die Fernabdeckung. Die Verteilungsfaser verläuft vom optischen Verteilerpunkt zum optischen Zugangspunkt und verteilt optische Faserverbindungen auf daneben liegende Bereiche. Glasfaserendkabel verbinden den optischen Zugangspunkt mit Nutzeranschlüssen (ONTs) und schließen somit die Glasfaserverbindung bis in den Benutzerhaushalt ab. Darüber hinaus ist das ODN der eigentliche Pfad für die PON-Datenübertragung und seine Qualität wirkt sich direkt auf die Leistung, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit des PON-Systems aus.

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Fazit

Es gibt verschiedene Arten von OLTs, ONUs, ONTs und ODNs für GEPONs. Dies sind PON-Geräte der nächsten Generation, die hauptsächlich von Telekommunikationsbetreibern für FTTH-Projekte verwendet werden. All diese Geräte sind auf FS verfügbar und zeichnen sich durch hohe Anpassungsfähigkeit, Zuverlässigkeit sowie die Fähigkeit aus, QoS (Quality of Service), Web-Management sowie flexible Erweiterungskapazitäten zu bieten. Für weitere Informationen kontaktieren Sie uns bitte direkt über sales@fs.com.

Quelle: PON-Netzwerks: OLTs, ONUs, ONTs und ODNs

 

Telecom Hardware: NIC, Transceiver, Modem and Media Converter

People usually have the misconception about the devices like the network interface card, transceiver, modem and media converter in telecommunications fields. Some even don’t know how to use them correctly. In fact, these devices are all possessed with different functions. For example, a network interface card connects your computer to a local data network or the internet. A transceiver is responsible for taking the digital data represented by a series of zeros and ones. Modems takes the digital zeros and ones and converts it to an analog sound. While a media converter, as the name implies, is typically used to convert one media type to the other. To have a further understanding of their performances, you can have a look at the following article.

Network Interface Card

Just as said before, a network interface card (NIC) is used to connect your computer to a local data network. It functions as a middleman between your computer and the data network by translating the computer data into electrical signals. An Ethernet NIC is an indispensable transmission medium for Ethernet network. Note that we need to choose the right networking adapter that matches the transmission medium and network architecture we are connecting to. Today, most computers come with built-in Network Adapters, and the most popular one is Ethernet NIC see in Figure 1.

NIC

Optical Transceiver

On an Ethernet network, a transceiver is mainly use to convert the digital signal to an electrical, radio or light signal by a method of encoding scheme. This method uses the number zero and one to represent the voltage. A 0 might be represented as a zero voltage on the wire, while a 1 might be represented by a positive voltage. Through this method, optical technician can easily know the performance of the transceiver. The old transceiver is just an adapter that took digital signals from an AUI port on one end and translated those into an electrical signal using RJ45 or some other port. Besides this transceiver type, there are several new types that will be introduced in the below part.

  • SFP Module

SFP short for Small Form Factor Pluggable, is typically used on switches and routers to easily modify the media type used by a port. SFP module is one of the common type of optical transceivers that is gaining used today, especially for Gigabit Ethernet application. Other than the former devices with a fixed media type, the port accepts the SFP module. As a result, to change the media type, we can simply plug in a different SFP module. For example, we can get an SFP to support copper or a different specifications of fiber optic. Figure 2 shows a SFP modules connected by a LC LC single mode fiber patch cable in a switch.

SFP module

  • GBIC

GBIC (GigaBit Interface Converter) module is an old transceiver module, which is slightly larger than an SFP but performs the same function. A GBIC is a larger-sized transceiver that fits in a port slot and is used for gigabit media including copper and fiber optic. Besides the GBIC and SFP (or mini-GBIC), we should also mention an XFP transceiver, which is similar in size to an SFP but is used for 10 Gigabit networking. Additionally, there are QSFP+ modules for 40 Gigabit Ethernet and CFP or QSFP28 for 100G infrastructure.

Modem

Optical transceiver is mainly used to achieve the conversion between electrical signals and digital signals by the encoding scheme. A modem takes the digital zeros and ones and converts it to an analog sound signal that can be carried across the telephone wires. Modem is actually an abbreviated term that means modulator & demodulator. Modulation is happening on the sending end where binary data is converted to analog waves, and Demodulation is happening on the receiving end where the analog waves are converted back to binary data. Note that there is an encoding scheme that identifies when the signal represents a 0 or a 1, and the Network Adapter must match both the architecture and the transmission medium that is used.

modem

Media Converter

A media converter is usually used when you need to convert from one media type to another like from copper to fiber or vice versa. Supposing you had an Ethernet network that uses copper cabling but we had a server that had a fiber optic network adapter card. In this case we could use a fiber optic to Ethernet copper cable media converter. But one thing you should remember is that media converters work within the same network architecture. It means the media converter can convert from one type of Ethernet to another that uses a different transmission cable, but it is not used to convert from something such as Ethernet to a different networking standard.

1000Base 1SFP+1RJ45 Ports Gigabit Fiber Media Converter

In order to accomplish the process of converting from one architecture to another, it would require modifying the Frame contents to modify the Data Link layer address. Media converters operate at the Physical layer, since they simply transform the signal from one encoding scheme to another. However, media converters don’t read or modify the MAC address. The following image shows a SFP to RJ45 1000BASE Gigabit Fiber Media Converter.

Conclusion

At the end of the article, you might have a basic knowledge of the above devices. These devices are equipped with unique performances that play an important role in telecommunication fields. Equipment in telecom field must be correctly selected and mixed use of the is prohibited. Therefore, if you are not sure to how to use them, please seek advice from an expert. FS.COM is a rising and professional manufacturer. We not only offers a full selections of telecom products, but aim to provide the best services to the customers. If you want professional advises from us, you can directly visit http://www.fs.com.