FTTx는 실제로 무엇을 의미합니까?

 

 

유형	성명	종료 지점	마지막 세그먼트	일반적인 시나리오
FTTH	집으로의 섬유	사용자의 집	모든-섬유	주거용 사용자
FTTB	건물에 섬유	건물	구리(네트워크/전화선)	상업용 건물
FTTC	연석에 섬유	길가(커뮤니티)	동축(구리) 라인	오래된 커뮤니티
FTTN	노드에 대한 광섬유	현지장비실	구리 케이블	농촌 지역
FTTO	사무실로의 섬유	사무실	섬유	기업 전용회선
FTTA	안테나에 대한 섬유	안테나	섬유	5G 기지국
FTTD	책상에 섬유	데스크탑	섬유	데이터 센터

 

"x" 변수는 생각보다 더 중요합니다.

 

작은 "x"에 관한 내용은 다음과 같습니다.-이것은 많은 무거운 작업을 수행합니다. 교체하면 완전히 다른 네트워크 경제성, 다른 성능 특성, 다른 설치 문제에 대해 이야기하게 됩니다.

FTTH는 광섬유가 누군가의 거실로 직접 연결된다는 것을 의미합니다. 액세스 부분에는 구리가 없습니다. 끝까지 순수한 유리. 이것은 분명히 금본위제이지만 금본위제는 금-표준 비용이 듭니다.

FTTB는 건물의 통신실에 정차합니다. 특히 아시아 전역의 아파트 단지에서 흔히 볼 수 있습니다. 건물의 내부 배선-보통 Cat5e 또는 기존 전화 쌍-은 마지막 100미터 정도를 처리합니다. 벽 내부에 있는 모든 요소에 의해 대역폭이 즉각적으로 제한되지만{6}}중간 대역폭 수요에는 합리적으로 잘 작동합니다.

FTTC와 FTTN은... 더 복잡해집니다. 광섬유는 거리 캐비닛이나 인접 노드에서 종료되고 레거시 구리선은 나머지 거리까지 신호를 전달합니다. 통신 사업자는 기존 공장을 활용하고, 막대한 자본 지출을 연기하고, 차이를 모르는 고객에게 여전히 "광섬유" 서비스를 판매한다는 분명한 이유 때문에 이러한 기능을 좋아합니다. FTTC와 정품 FTTH 사이의 성능 격차는 상당할 수 있습니다.{4}}루프 길이와 구리 상태에 따라 잠재적으로 10배의 속도 차이가 발생할 수 있습니다.

사무실 환경을 위한 FTTO, 셀 타워 백홀을 제공하는 FTTA(5G 집적화로 점점 더 중요해짐), 기업 환경의 개별 데스크에 광섬유를 전송하는 FTTD도 있습니다. 분류 체계는 계속해서 확장되고 있습니다.

 

PON: 활성화 아키텍처

 

수동 광 네트워크는 사실상 모든 최신 FTTx 배포를 뒷받침합니다. '수동' 지정은 마케팅 허풍이 아닙니다.-중요한 아키텍처 선택을 설명합니다. 중앙 사무실 OLT(광선 터미널)와 고객 구내 ONT(광 네트워크 터미널) 사이에는 활성 전자 장치가 없습니다. 유리, 커넥터, 패시브 스플리터만 있으면 됩니다.

 

 

이것이 왜 중요합니까? 주로 신뢰성. 외부 공장의 활성 장비에 오류가 발생했습니다. 전원 공급 장치가 죽고, 회로 기판이 부식되고, 팬이 작동하지 않습니다. 비바람에 견디는 인클로저에 패시브 스플리터가 설치되어 있습니까? 그들은 본질적으로 실패하지 않습니다. 저는 15-년 된 스플리터를 받침대에서 뽑아내 테스트 결과 완벽하게 괜찮은 것을 본 적이 있습니다.

분배기 비율은 네트워크 경제성에 대해 많은 것을 알려줍니다. 1:32 분할은 하나의 OLT 포트가 32명의 가입자에게 서비스를 제공한다는 의미입니다. 1:64 또는 1:128로 푸시하면 가입자당 장비 비용이 더 떨어지지만 사용 가능한 대역폭이 더 많은 사용자에게 나누어집니다. GPON의 2.5Gbps 다운스트림 공유 64방향은 주거용 광대역에 대한 이론적 최대 활용도에서 가입자당 약 39Mbps를 제공합니다.{13}}저녁 피크 시간대에 모든 사람이 동시에 4K를 스트리밍하는 경우 문제가 됩니다.

 

수학이 흥미로워집니다.

분할 비율	삽입 손실	가입자/포트	유효 대역폭(GPON)
1:8	~10.5dB	8	~312Mbps
1:16	~14dB	16	~156Mbps
1:32	~17.5dB	32	~78Mbps
1:64	~21dB	64	~39Mbps

삽입 손실 열은 모든 것을 제한합니다. 모든 스플리터 단계는 광학 예산을 소비합니다. 번호를 잘못 입력하면 ONT가 링크를 유지할 수 없습니다.-가입자에게 간헐적인 연결이 끊어지거나 완전한 서비스 오류가 발생합니다.

 

GPON 대 EPON: 업계를 형성한 경쟁

 

2000년대 초반에 두 가지 표준이 등장했으며 본질적으로 두 표준 사이의 세계를 분할했습니다.

GPON(기가비트 수동 광 네트워크)은 G.984 표준 시리즈. 2.488 다운스트림, 1.244Gbps 업스트림이 적용되는 ITU{0}}T에서 나왔습니다. ATM, 이더넷 및 TDM 트래픽을 기본적으로 처리하는 GEM(GPON Encapsulation Method) 프레이밍을 사용합니다. 프로토콜 오버헤드는 높지만 유연성이 상당합니다.

EPON(이더넷 PON)은 IEEE 802.3ah를 통해 도착했습니다. 대칭 1.25Gbps 양방향. 순수한 이더넷 프레이밍-다른 것은 없습니다. 더 간단하고, 틀림없이 더 우아하며, 구현 비용이 확실히 더 저렴합니다.

지리적 채택 패턴은 거의 즉시 나타났습니다. 북미와 유럽 통신사들이 압도적으로 GPON을 선택했다. 아시아 시장-처음에는 일본, 한국, 중국이-EPON으로 전환되었습니다. 그 이유는 부분적으로는 기술적이었고 대부분은 정치적, 경제적이었습니다. 다양한 벤더 생태계, 다양한 규제 환경, 다양한 기존 선호도.

중국의 상황은 흥미롭게 전개됐다. China Telecom과 China Unicom은 2008~2009년경에 EPON 구축을 시작한 후 기술이 성숙되고 가격이 동일해짐에 따라 GPON으로 전환했습니다. 2015년쯤에는 새로운 중국 배포가 주로 GPON이었습니다. 그러나 설치된 EPON 기반은 여전히 ​​거대합니다.

 

ODN: 계획이 현실을 만나는 곳

 

광 분배 네트워크-OLT를 ONT에 연결하는 수동 인프라-는 모든 FTTx 배포에 대한 영구적이고 복구 불가능한 투자를 의미합니다.{2}} ODN 설계가 잘못되면 수십 년 동안 이러한 실수를 안고 살아가게 됩니다.

 

스플리터 배치 결정은 자체적으로 논의할 가치가 있습니다. 중앙 집중식 분할-은 CO 또는 첫 번째 전달 지점의 모든 것을-운영을 단순화하지만 피더에 더 많은 광섬유가 필요합니다. 분산 분할-고객에게 더 가까운 계단식 단계-는 광케이블 사용을 최적화하지만 잠재적인 장애 지점을 배가시키고 문제 해결을 복잡하게 만듭니다.

대부분의 운영자는 그 사이 어딘가에 착륙합니다. 첫 번째-단계는 이웃 캐비닛에서 분할(1:4 또는 1:8)되고, 두 번째 단계(1:8)는 구내에 더 가깝습니다. 결합된 1:32 또는 1:64 비율은 경쟁 문제의 균형을 적절하게 유지합니다.

 

전력 예산과 물리학의 폭정

 

광 링크 엔지니어링은 화려하지는 않지만 네트워크가 실제로 작동하는지 여부를 결정합니다.

GPON 클래스 B+ 시스템은 대략 28dB의 광학 예산을 제공합니다. 이는 OLT 송신기와 ONT 수신기 사이의 모든 손실 소스에 대한 총 허용량입니다.

 

 

섬유 감쇠: 1310/1490nm에서 ~0.35dB/km

스플리터 삽입 손실: 1:32/1:64의 경우 17-21dB

커넥터 손실: 각각 ~0.3dB(더러워지거나 손상된 경우 더 높음)

스플라이스 손실: 각각 ~0.1dB

시스템 마진: 최소 3dB 권장

실제 예시. 15km 광섬유 런, 1:32 스플리터, 4개 커넥터, 6개 스플라이스를 통해 작업해 보세요.

(15 × 0.35) + 17.5 + (4 × 0.3) + (6 × 0.1) + 3=5.25 + 17.5 + 1.2 + 0.6 + 3=27.55dB

그것은 그것을 가깝게 자르는 것입니다. 잘못된 커넥터나 예상치 못한 굽힘 손실을 추가하면 문제가 발생합니다.

XGS-PON은 29dB 예산을 제공하는 클래스 N2 광학 장치를 사용하여 상황을 다소 개선하지만 근본적인 제약은 여전히 ​​남아 있습니다. 물리학은 협상하지 않습니다.

 

파장 할당: 유리 공유

 

단일 광섬유는 파장 분할을 통해 여러 서비스를 동시에 전달합니다. 표준 GPON 할당:

1490nm: 다운스트림 데이터

1310nm: 업스트림 데이터

1550nm: RF 비디오 오버레이(배포된 경우)

이 합의를 통해 사업자는 동일한 인프라에서 인터넷 서비스와 함께 방송 TV를 제공할 수 있습니다. 1550 nm 비디오 오버레이는 새로운 배포에서는 점점 더 드물어지고 있습니다.{2}}데이터 파장을 통한 IPTV는 경제적으로 더 합리적이지만{3}}레거시 시스템은 여전히 ​​RF 비디오를 전송합니다.

차세대-세대 시스템은 추가 파장 공간을 확보합니다. XGS-PON은 1577nm 다운스트림을 사용하여 동일한 ODN에서 GPON과 공존합니다. 이론적으로 점진적인 마이그레이션이 가능합니다. GPON 가입자는 XGS-PON ONT가 동일한 광섬유, 동일한 스플리터, 동일한 모든 항목에서 활성화되는 동안 연결을 유지합니다.

공존 부분은 간단해 보이지만 1577nm 신호가 수신기를 압도하는 것을 방지하기 위해 GPON ONT에 파장{0}}차단 필터가 필요합니다. 세부 사항이 중요합니다.

 

OLT 아키텍처: 중앙 사무실의 두뇌

 

 

최신 OLT는 초기 장비와 거의 유사하지 않습니다. Huawei(MA5800 시리즈), ZTE(ZXA10 C6xx), Nokia(ISAM FX) 등의 현재 섀시 플랫폼에는 놀라운 밀도-수백 개의 PON 포트, 다중 100GE 업링크, 통합 라우팅 및 가입자 관리 기능이 포함되어 있습니다.

일반적인 고용량-구성:

16슬롯 섀시

이중 중복 제어 카드(캐리어 배포 시 필수)

다중 PON 라인 카드(각각 16개 포트, GPON/XGS-PON/콤보)

메트로/코어 네트워크에 연결되는 100GE 업링크 카드

환경 모니터링, 죽어가는 숨소리 감지, 일반적인 캐리어 등급 요구사항-

PON MAC(미디어 액세스 제어) 기능은 어려운 부분을 처리합니다. 잠재적으로 수백 개의 ONT 사이에서 업스트림 타임슬롯을 조정하는 DBA(동적 대역폭 할당), 다양한 거리에 있는 ONT의 버스트 전송이 OLT 수신기에 올바르게 정렬되도록 보장하는 프로토콜 범위 지정, 암호화 키 관리, ONU 인증.

DBA 알고리즘은 공급업체마다 크게 다릅니다. 사양은 서비스 유형(고정, 보장, 비-보장, 최선의{2}}노력)을 정의하지만 구현 세부정보는-시스템이 트래픽 수요 변화에 얼마나 빨리 응답하는지, 혼잡 시 대역폭이 얼마나 공정하게 분배되는지-이러한 독점적 차별화 요소입니다.

 

드롭 설치 현실

 

엔지니어링 문서는 실제로 FTTH 설치와 관련된 내용을 전혀 포착하지 않습니다.

단일 주거용 설치란 다음을 의미합니다. 가장 가까운 배포 지점 찾기, 그곳에서 구내(공중, 매설 또는 건물 통로)로 광섬유 라우팅, 주택 소유자가 허용하는 어딘가에 구조 침투, ONT 위치까지 내부 케이블 연결, 양쪽 끝 종료, 테스트, 서비스 활성화를 의미합니다.

각 단계에는 실패 모드가 있습니다. 허가가 지연되었습니다. 도관이 가득 찼습니다. 집주인이 시추를 거부합니다. HVAC 또는 구조적 요소로 인해 내부 라우팅이 차단되었습니다. 기존 ONT 위치에는 전원 콘센트가 없습니다. 설치 중 광섬유가 손상되었습니다. 테스트 결과는 미미합니다.

숙련된 기술자가 2시간 이내에 표준 설치를 완료합니다. 문제가 있는 설치에는 하루 종일 소요됩니다. 평균 설치 비용은 새로운 공중 건설이 필요한 장거리 시골 낙하의 경우 150간단한 MDU 환경에서 150간단한 MDU 환경에서 1까지 매우 다양합니다.500+

낙하 경제학은 다른 어떤 요인보다 FTTx 비즈니스 사례의 실행 가능성을 결정하는 경우가 많습니다. 사업자가 "통과당 비용"(인프라 구축)과 "가입자당 비용"(인프라 활성화)에 집착하는 데는 그럴 만한 이유가 있습니다.

 

문제 해결: 유리 킬로미터 단위로 문제 찾기

 

광케이블 플랜트 문제 해결은 구리 진단과 근본적으로 다릅니다. 저항을 측정하거나 개방 및 단락을 확인할 수 없습니다. OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)은 필수적입니다.{2}}광 펄스를 주입하고 후방 산란 반사를 분석하여 광섬유를 매핑하고 이벤트(스플라이스, 커넥터, 파손)를 식별하고 각 지점의 손실을 측정합니다.

OTDR 추적을 읽는 방법을 배우는 것은 일종의 예술입니다. 서명을 해석하고 있습니다. 반사 스파이크는 커넥터 또는 기계적 스플라이스를 나타내고, 비-반사 손실 단계는 융합 스플라이스 또는 굽힘을 나타내며, 노이즈 플로어의 급격한 감소는 파손을 의미합니다.

일반적인 실패 시나리오:

 

• 매크로-벤딩: 섬유가 모서리 주변에서 너무 촘촘하게 구부러졌거나 도관에서 찌그러졌습니다. 종종 명백한 반사 사건 없이 증가된 손실로 나타납니다. 해결책은 일반적으로 물리적 검사와 경로 변경입니다.
• 커넥터 오염: 먼지 입자 1개로 인해 삽입 손실이 수 dB 증가할 수 있습니다. 광케이블 청소는 선택사항이 아닙니다.-매 연결 전 필수입니다. 품질 기술자는 검사 범위와 청소 용품을 종교적으로 운반합니다.
• 설치류 피해: 지상식물 및 일부 매설식물에 매우 흔하다. 다람쥐는 광섬유 케이블을 씹는 것을 좋아하는 것 같습니다. OTDR의 손상 패턴은 파손된 것처럼 보이지만 현장 조사를 통해 실제 원인이 밝혀졌습니다. 장갑 케이블이 도움이 됩니다. 주로.
• 스플리터 오류: 드물지만 알려지지 않았습니다. 비-겔-채워진 접합 마개로 물이 유입되면 스플리터 피그테일이 손상될 수 있습니다. 실패한 스플리터는 여러 가입자에게 동시에 영향을 미칩니다.{4}}동일한 배포 경로에 있는 여러 ONT가 함께 오프라인 상태가 될 때 진단 단서가 됩니다.

 

성능 모니터링: 네트워크가 알려주는 내용

 

최신 OLT는 각 ONT로부터 수신된 광 전력, 비트 오류율, FEC 수정 횟수, 트래픽 통계 등 광범위한 원격 측정을 수집합니다. 똑똑한 운영자는 이 데이터를 채굴합니다.

광전력 추세를 보면 연결이 완전히 실패하기 전에 성능이 저하된 연결이 드러납니다. 6개월에 걸쳐 점차적으로 -26dBm으로 약화되는 ONT 판독값 -24dBm은 커넥터 성능 저하, 케이블 손상, 식물이 공중으로 자라는 문제가 있음을 나타냅니다. 사전 유지 관리는 가입자에게 영향을 미치는 장애가 발생하기 전에 문제를 해결합니다.

FEC(Forward Error Correction) 통계는 또 다른 조기 경고 지표를 제공합니다. 수정된 오류 수가 증가하면 수정되지 않은 오류가 발생하지 않더라도 링크가 마진 한계 근처에서 작동하고 있음을 의미합니다. 그것은 필요한 것보다 더 열심히 일하고 있음을 알려주는 시스템입니다.

트래픽 분석은 용량 계획을 알려줍니다. 피크 시간대에는 어떤 PON 포트가 정체에 접근합니까? 어떤 ONT가 불균형한 대역폭을 소비합니까? 다음 Splitter 업그레이드는 어디에서 이루어져야 합니까?

 

진화: 10G, 25G 및 그 이상

 

대역폭 확대는 끊임없이 계속됩니다.

XGS-PON(10Gbps 대칭)은 현재 주류이며 전 세계적으로 적극적으로 배포되고 있습니다. GPON-운영자와 동일한 ODN 인프라는 외부 플랜트를 건드리지 않고도 OLT 카드와 ONT를 교체하여 업그레이드할 수 있습니다.

25G-PON 및 50G-PON은 다음 증분을 나타냅니다. IEEE 802.3ca는 25/50G EPON 변형을 정의합니다. ITU-T G.9804는 50G-PON을 포괄합니다. 이는 2025~2027년경에 대량 배포될 가능성이 높습니다.

그 외에도 일관된 PON 기술이 등장합니다. 기존 PON은 송신기에서 직접 감지-강도 변조를 사용하고 수신기에서는 간단한 포토다이오드를 사용합니다. 코히어런트 시스템은 위상 및 편광 정보를 추가하여 더 나은 수신기 감도와 더 빠른 속도를 가능하게 하지만 더 복잡한(비싼) ONT 광학 장치가 필요합니다. 일관된 PON이 대중-시장 주거용 서비스에 경제적으로 실행 가능한지 여부는 여전히 불확실합니다.

ETSI의 F5G(5세대 고정 네트워크) 프레임워크는 향상된 고정 광대역, 전체{1}}광섬유 연결, 안정적인 환경 보장과 같은 기능과 사용 사례를 정의하려고 시도합니다. 마케팅은 표준화를 충족합니다. 아래 기술 내용에는 50G-PON, Wi-Fi 7, 확정적 네트워킹 기능, 지능형 ODN 관리가 포함됩니다.

 

산업 및 기업: 주거용을 넘어선 PON

 

주거용 인터넷은 초기 FTTx 배포를 주도했지만 엔터프라이즈 애플리케이션의 중요성은 점점 더 커지고 있습니다.

FTTO(Fiber To The Office)는 기존 구조의 케이블을 PON으로 대체합니다. 각 책상에 단일 광섬유, 천장 공간에 패시브 스플리터, 통신실에 OLT 1개. 지지자들은 감소된 구리 케이블링, 단순화된 이동/추가/변경, 낮은 전력 소비를 언급합니다. 비평가들은 표준 이더넷 스위칭이 성숙하고 잘 이해되어 있으며 전문적인 교육이 필요하지 않다고 지적합니다. 채택률은 아직 미미하지만 증가하고 있으며, 특히 케이블링 인프라가 아직 설치되지 않은 신축 건설 분야에서 더욱 그렇습니다.

산업용 PON은 제조 환경을 대상으로 합니다. 가치 제안: 전자기 간섭에 대한 섬유 내성, 열악한 조건에서도 고장이 나지 않는 수동 부품, 리피터 없이 긴 도달 거리. 실질적인 과제에는 표준화된 산업용 PON 장비가 부족하고 기존 운영 기술 시스템과의 통합이 포함됩니다.

5G 프런트홀은 대규모 PON 기회를 나타냅니다. 기지국에는 고용량-백홀이 필요합니다. 수동형 광 전송은 전용 광섬유 실행 또는 마이크로웨이브 링크에 비해 뛰어난 경제성을 제공합니다.. 25G-PON은 특히 적절한 대기 시간 및 지터 특성을 갖춘 모바일 프론트홀 애플리케이션을 대상으로 합니다.

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FTTx는 하나의 것이 아닙니다.{0}}다양한 경제 및 지리적 상황에 맞게 조정된 아키텍처, 기술 및 절충의 스펙트럼입니다. 약어는 간단하게 들립니다. 현실에는 수십 년간의 표준화 작업, 수십억 달러의 인프라 투자, 실제 제약 조건 하에서 내려진 수많은 엔지니어링 결정이 포함됩니다.- 그 작은 "x"는 많은 영역을 포괄합니다.