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Ces dernières années, les entreprises de télécommunication du monde entier ont commencé à attacher de l’importance à la Fibre Optique jusqu’au Domicile (FTTH), ce qui permet les technologies de se développer rapidement. Il existe deux types systèmes importants qui rendent les connexions FTTH à haut débit possibles : les réseaux optiques actifs (AON) et les réseaux optiques passifs (PON). Dans cet article, nous allons présenter les points fondamentaux du réseau PON qui concerne principalement les composants de base et la technologie associée, y compris OLT, ONT, ONU et ODN.

Qu’est-ce que le réseau optique passif (PON) ?

Le réseau optique passif (PON) est un système qui envoie tout ou partie du câblage et des signaux à fibres optiques aux utilisateurs finaux. Selon l’emplacement du terminal de PON, le système peut être décrit comme la fibre optique au bord de la route (FTTC), la fibre optique au bâtiment (FTTB) ou la fibre à la maison (FTTH). Nous vous prions de consulter la page suivante : la différence entre WDM-PON vs GPON vs XG-PON.

Composants du Réseau PON

Un réseau PON comprend un Terminal de Ligne Optique (OLT) au bureau de la société de communication et un certain nombre d’Unités de Réseau Optique (ONU) près des utilisateurs finaux. Il existe actuellement deux principaux standards de PON : le Réseau Optique Passif Gigabit (GPON) et le Réseau Optique Passif Ethernet (EPON). Mais quel que soit le type de PONs, ils ont une même structure de topologie de base. Un système de Réseau Optique Passif Gigabit Ethernet (GEPON) est généralement composé d’un terminal de ligne optique (OLT) au bureau central du fournisseur de services et d’un certain nombre d’unités de réseau optique (ONUs) ou des terminaux de réseau optique (ONTs) près des utilisateurs finaux. De plus, le réseau de distribution optique (ODN) est utilisé pendant la transmission entre l’OLT et l’ONU/ONT.

Terminal de Ligne Optique (OLT)

L’OLT est un équipement intégrant la fonction de commutateur L2/L3 dans le système GEPON. En général, l’équipement de l’OLT contient le rack, le CSM (Le Module de Contrôle et de Commutateur), l’ELM (Le Module de Link de EPON, la carte de PON), les modules d’alimentation de protection redondante -48V DC ou un module d’alimentation 110/220V AC, et les ventilateurs. Dans ces pièces, la carte de PON et l’alimentation sont échangeables à chaud, tandis que les autres modules sont intégrés en interne. La fonction principale de l’OLT est de contrôler la circulation de l’information sur l’ODN, dans les deux directions, tout en étant située dans un bureau central. La distance maximale supportée pour la transmission dans le réseau ODN est de 20 km. L’OLT a deux directions de circulation : en amont (obtention des différents types de débit de données et de la voix des utilisateurs) et en aval (réception du débit de données, de la voix et de la vidéo du réseau métropolitain ou d’un réseau à longue distance, et de l’envoyer à tous les modules de l’ONT du réseau ODN).

Unité de Réseau Optique (ONU)

L’ONU convertit les signaux optiques transmis par fibre en signaux électriques. Ces signaux électriques sont ensuite envoyés à des abonnés individuels. En général, il existe une distance ou un autre réseau d’accès entre l’ONU et les emplacements des utilisateurs finaux. En outre, l’ONU peut envoyer, agréger et classer différents types de données provenant des clients et les envoyer en amont à l’OLT. Le classement est le processus qui optimise et réorganise le flux de données afin de le rendre plus efficace. L’OLT supporte la répartition de la largeur de bande qui permet une transmission en douceur de données circulées à l’OLT, qui arrive généralement en rafale à partir des clients. L’OLT peut être connectée par différentes méthodes et types de câble, comme un câble en cuivre à paire torsadée, un câble coaxial, une fibre optique ou un Wi-Fi.

Terminal de Réseau Optique (ONT)

En fait, l’ONT est le même que l’ONU en substance. L’ONT est un terme de l’UIT-T, tandis que l’ONU est un terme de l’IEEE. Tous les deux se réfèrent au terminal des utilisateurs dans le système GEPON. Mais dans la pratique, il existe une petite différence entre l’ONT et l’ONU en fonction de leur emplacement. L’ONT est généralement dans les emplacements des utilisateurs.

Réseau de Distribution Optique (ODN)

L’ODN fournit le support de transmission optique pour la connexion physique des ONUs aux OLTs. Sa portée est de 20 km ou plus. Dans le réseau ODN, un câble à fibre optique, des connecteurs de fibre optique, des splitter à optique passif et des composants auxiliaires collaborent les uns avec les autres. L’ODN comprend spécifiquement cinq segments : la fibre d’alimentation, le point de distribution optique, la fibre de distribution, le point d’accès optique et la fibre optique. La fibre d’alimentation commence à partir du cadre de distribution optique (ODF) dans la salle de télécommunication du bureau central (CO) et se termine au point de distribution optique pour une couverture à longue distance. La fibre de distribution du point de distribution optique au point d’accès optique de distribution à fibres optiques pour les zones adjacentes. La fibre optique connecte le point d’accès optique à des terminaux (ONTs), permettant ainsi une transmission de la fibre optique dans les maisons des utilisateurs. De plus, l’ODN est le chemin essentiel pour la transmission de données PON et sa qualité affecte directement les performances, la fiabilité et l’évolutivité du système PON.

Conclusion

Il existe différents types d'OLT, ONU, ONT, ODN pour le système GEPON, qui sont le terminal de PON de nouvelle génération et principalement appliqués par les opérateurs de télécommunications dans le projet FTTH. Tous ces terminaux sont fournis en FS.COM et ont les caractéristiques d’une haute intégration, d’une adaptation flexible, d’une fiabilité et d’une capacité de QOS, d’une gestion Web ainsi qu’une capacité d’extension flexible. Pour plus d’informations, veuillez contactez-nous via sales@fs.com.

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Composants du Réseau d'Accès GPON FTTH

Un terminal de ligne optique, des splitters à fibre optique et un terminal de réseau optique sont trois composants du réseau d’accès GPON FTTH.

OLT (Terminal de Ligne Optique)

Le terminal de ligne optique est l’élément principal du réseau et il est généralement placé dans le commutateur local. C'est le moteur qui fait fonctionner le système FTTH. La planification du trafic, le contrôle de la mémoire tampon et l’allocation de la bande passante sont les fonctions les plus importantes du terminal de ligne optique. Typiquement, l’OLT utilise une alimentation DC redondante et comporte au moins une Carte de Ligne pour l’entrée sur l’internet, une Carte de Système pour la configuration intégrée et une à plusieurs cartes GPON. Chaque carte GPON comprend un certain nombre de ports GPON.

Splitter à Fibre Optique

Le splitter à fibre optique divise la puissance du signal. C'est-à-dire que chaque lien de fibre entrant dans le splitter peut être divisé en un nombre donné de fibres quittant le splitter. Normalement, trois ou plus niveaux de fibres correspondent à deux ou plus niveaux de splitter. Cela permet le partage de chaque fibre par de nombreux utilisateurs. Le splitter à fibre optique passif présente les caractéristiques suivantes : large plage de longueurs d'onde de fonctionnement, faible perte d'insertion et uniformité, dimensions minimales, fiabilité élevée, ainsi que politique de protection et de capacité de survie du réseau.

ONT (Terminal de Réseau Optique)

ONT est déployé dans les localités du client. Il est connecté à l'OLT au moyen d'une fibre optique et aucun élément actif n'est présent dans la liaison. Dans GPON, l'émetteur-récepteur de l’ONT est la connexion physique entre les localités du client et l'OLT du bureau central.

Architecture du Réseau d'Accès GPON FTTH

Avec une topologie en arborescence, GPON maximise la couverture avec un minimum de scission du réseau, réduisant ainsi la puissance optique. Un réseau d'accès FTTH comprend cinq zones : une zone centrale, une zone de bureau centrale, une zone d'alimentation, une zone de distribution et une zone d’utilisateur (voir l'image ci-dessous).

Réseau Central

Le réseau central comprend l’équipements ISP des fournisseurs de services Internet, PSTN (commutation de paquets ou le circuit existant commuté) et l’équipement de fournisseur de télévision par câble.

Bureau Central

La fonction principale du bureau central est d’héberger l’OLT et les ODF (boîtes de distribution optiques) et de fournir l’alimentation nécessaire. Parfois, il peut même inclure certains des composants du réseau principal.

Réseau d'Alimentation

La zone d’alimentation s'étend de l’ODF dans le bureau central aux points de distribution. Ces points, généralement des baies de rue, appelés FDT (Boîtes de Distribution des Fibres), où résident généralement les splitters de niveau 1. Le câble d'alimentation est généralement connecté en tant que topologie en anneau à partir d'un port GPON et se termine sur un autre port GPON, comme indiqué dans l'image ci-dessus pour assurer une protection de type B.

Réseau de distribution

Le câble de distribution relie le splitter de niveau 1 (à l'intérieur de FDT) au splitter de niveau 2. Le splitter de niveau 2 est généralement hébergé dans une boîte montée sur poteau, appelée FAT (Terminal d’Accès des Fibres), généralement placée à l'entrée du quartier.

Zone d’Utilisateur

Dans la zone d’utilisateur, des câbles de dérivation sont utilisés pour connecter le splitter de niveau 2 à l’intérieur de FAT aux localités de l’abonné. Pour faciliter la maintenance, un câble de dérivation d’antenne se termine généralement à l’entrée du domicile de l’abonné par une TB(Boîte à Bornes), puis un câble de dérivation intérieur relie la TB à une ATB (Boîte à Bornes d'Accès) située dans la maison. Enfin, un cordon de raccordement connecte l’ONT à l’ATB.

Budget de Puissance Optique et Analyse des Coûts dans le Réseau GPON FTTH

Budget de Pertes GPON

Le PON est généralement composé d'OLT, d'ONU et d'autres supports de transmission optique, tels que des câbles à fibre optique et des connecteurs déjà indiqués ci-dessus. La perte de liaison peut être causée par ces composants (câble, connecteurs, cordons de brassage, épissures, coupleurs et splitters). La perte de liaison est très importante dans la conception du réseau d'accès optique. Le budget de liaison est présenté dans le tableau suivant. Ce budget couvre tous les composants optiques entre OLT et ONU.

Tableau 1. Budget des pertes pour le système GPON

Budget de Puissance GPON

La puissance du transmetteur et la sensibilité du récepteur sont deux paramètres qui influencent la portée du réseau d’accès. Comment calculer le budget de puissance ? La formule est "P = FCA * L + SL + Pénalités". P représente le budget de puissance. FCA correspond à l'atténuation du câble à fibres en dB/m. L est la distance et SL est une perte de splitter. Pénalités représente des pertes supplémentaires telles que l’épissure et les connecteurs. Le tableau suivant indique le budget énergétique requis pour différentes configurations GPON.

Tableau 2. Le budget énergétique minimum pour différentes configurations GPON

Calculons maintenant la portée d’un système de réseau. Supposons que le budget de puissance soit d'environ 23 dB. Un câble à fibre monomode fonctionnant à la longueur d'onde de 1550 nm est utilisé. SL est de 14 dB et il existe deux épissures mécaniques (0,5 dB/par épissure) et deux connecteurs (0,5 dB/par connecteur). Ainsi, la portée maximale du réseau peut être calculée comme suit : (23-14-2 * 0,5-2 * 0,5) /0,3 ≈ 23km.

Conclusion

GPON est le plus complexe de tous les réseaux PON. GPON présente les avantages suivants : réduction des coûts de déplacement, d’ajouts ou d’autres modifications, faible prix par port pour les composants passifs, installation facile et faibles coûts d’installation. Donc, GPON gagne en popularité dans les applications technologiques diverses et en constante évolution.

Mots-clés : GPON FTTH, OLT, ONT, Splitter à Fibre Optique