FTTH – řešení pro současné i budoucí nároky na přenosovou kapacitu

různé architektury PON

CorningNároky na přenosovou kapacitu rostou neustále: čím více přenosové kapacity mají uživatelé k dispozici, tím více jí spotřebovávají. Provozovatelé sítí, kteří investují do síťové infrastruktury tak, aby zajistili současné i budoucí nároky na přenosovou kapacitu, budou schopni poskytovat svým zákazníkům vysoce kvalitní služby po celou dobu trvání investice.

Sítě FTTH (Fiber-To-The-Home) jsou konečným řešením pro poskytování přenosové kapacity koncovým uživatelům. Síť FTTH propojuje prostřednictvím optických vláken ústřednu (kde jsou umístěna optická linková zakončení) na straně provozovatele sítě a optickou účastnickou zásuvku na straně koncového uživatele. Přenosová kapacita sítě FTTH není omezena samotným optickým vláknem, ale přenosovým zařízením, které je na optickém vlákně využíváno. Provozovatelé sítí tak mohou své sítě FTTH modernizovat jednoduše výměnou přenosových zařízení.

Přenosové rychlosti pro stahování nabízené provozovateli sítí FTTH se pohybují obvykle mezi 70 až 100 Mb/s (např. Verizon Fios nebo BT Infinity Service), mohou však být až 1 Gb/s nebo i více. Typický uživatel FTTH může stahovat filmy s vysokým rozlišením během několika minut a snadno přehrávat filmy s maximálním rozlišením 4K.

Nejčastější implementací sítě FTTH je architektura pasivní optické sítě (Passive Optical Network, PON). Síť PON je navržena tak, aby umožňovala sdílení přenosové kapacity a infrastruktury prostřednictvím topologie bod-více bodů (point to multipoint). Tato topologie využívá pro sdílení optického signálu přicházejícího z ústředny mezi několik uživatelů optické rozbočovače (splitter). Obvykle je datový tok z ústředny rozdělen mezi 32 uživatelů, ale v případě potřeby to může být až 256 uživatelů. Optický rozbočovač je pasivní prvek, který nevyžaduje žádné napájení ani řízení. Koncový uživatel je připojen pomocí přípojného optického vlákna, které zajišťuje propojení mezi síťovou infrastrukturou a prostorem uživatele. Ve škálovatelných sítích může být toto propojení zřízeno, až když zákazník požaduje připojení k internetu, což odkládá určitou kapitálovou investici, dokud není k dispozici platící účastník.

Dostupnou přenosovou kapacitu lze mezi jednotlivé uživatele rozdělit pomocí časových intervalů (Time Division Multiplexed) nebo pomocí optických signálů různých vlnových délek (Wavelength Division Multiplexed). V nejnovějších standardech pro PON je topologie bod-více bodů kombinována s časovým a vlnovým multiplexováním, aby bylo zajištěno co nejefektivnější a nejflexibilnější využití dostupné přenosové kapacity sítě. Obrázek nahoře ukazuje různé architektury PON.

Standardizační organizace jako Mezinárodní telekomunikační unie (ITU) a Institut elektrotechnických a elektronických inženýrů (IEEE) vyvíjí standardy, které telekomunikačnímu průmyslu umožňují dodávat standardizované produkty do sítí FTTH.

FTTH v Indii

Indie je druhým největším telekomunikačním trhem na světě s celkovou populací 1,18 miliardy (2018). Díky velkému nárůstu poptávky po datových službách se telekomunikační odvětví v Indii v poslední době rychle rozvíjí, mimoto v Indii je také největší spotřeba mobilních dat. V roce 2017 vzrostla spotřeba dat v mobilních sítích 4G 7,8krát. Téměř 250 milionů lidí si prohlíží online videa a od roku 2017 se Indie stala druhým největším trhem pro velké společnosti provozující sociální sítě.

Všechny trendy směřují k rostoucí poptávce po přenosové kapacitě. Aby bylo možné vyhovět těmto požadavkům na přenosovou kapacitu a zavádět nové technologie, zaměřují se telekomunikační společnosti v Indii na výstavbu optický sítí a zavádění optického vlákna co nejblíže ke koncovým uživatelům, např. FTTH. Indie s 0,1 optickým vláknem na obyvatele (fiber per capitta, fKm) patří k nejhorším na světě (např. Čína má 0,9 fkm a USA 1,4 fKm). Proto je kladen důraz na budování optických přístupových sítí a FTTH, aby bylo možné koncovým uživatelům poskytovat výrazně lepší služby.

V současné době je v Indii 1,25 milionu přípojek FTTH, což představuje pouze 0,5 % z celkového počtu domácností. Indický trh s téměř 1,2 miliardou obyvatel má obrovský potenciál pro budoucí zavádění optických vláken. Vzhledem k velkému úsilí o zvýšení penetrace FTTH oznámilo mnoho telekomunikačních operátorů v Indii významné investice do této oblasti. V návrhu Národní politiky digitální komunikace pro rok 2018 je rovněž zmíněna podpora zavádění FTTH a pokyny a postupy pro usnadnění rychlejšího nasazení. Dobrá výkonnost indické ekonomiky a stabilní růst je tak dobrou zárukou pro světlou budoucnost tohoto trhu.

Optická vlákna pro sítě FTTH

Při návrhu přístupové sítě s mnoha přípojkami jsou pro zajištění přenosové kapacity a konektivity nejdůležitější tyto požadavky: snadná instalace, možnost bezproblémového připojení k existující infrastruktuře, efektivní využití volného prostoru v kabelovodech a uličních kabinetech, robustnost a spolehlivost.

Aby bylo možné tyto požadavky splnit, a při tom minimalizovat náklady provozovatele sítě, musí být optická vlákna odolná vůči manipulaci, odolná vůči nízkonákladovým instalačním technikám, kompatibilní se stávající infrastrukturou sítě a pokud není v kabelovodech dostatek prostoru, k dispozici v kabelech s co nejmenším průměrem.

Ve většině sítí jsou využívána klasická optická vlákna, což jsou standardní jednovidová vlákna definovaná v doporučení ITU-T G.652.D. Pokud je takové vlákno vystaveno radiálnímu ohybu, zvýší se útlum optického vlákna. To se nazývá útlum makroohybu. Klíčovým parametrem vlákna je tedy minimální poloměr ohybu, což je nejmenší radiální ohyb. V poslední době jsou v instalacích FTTH stále více využívány optická vlákna podle doporučení ITU-T G.657, které jsou více odolná vůči makroohybům. To umožňuje menší kabely s hustějším uspořádáním optických vlakem a levnější instalaci s nižším rizikem útlumu signálu díky makroohybům.

Část optického vlákna, kterým je přenášen optický signál, je definována jmenovitým průměrem vidového pole (Mode Field Diameter, MFD). Optická vlákna s vyšší odolností vůči makroohybům mají obvykle menší průměr vidového pole, což může způsobit problémy během instalace. Mimoto, propojení optických spojek a testování sítě mohou trvat déle kvůli nepřizpůsobení průměru vidového pole.

Optické vlákno SMF-28 Ultra Corning je příkladem vlákna, které nabízí nižší vložný útlumu a současně vyšší odolnost vůči makroohybům, což je ideální pro venkovní instalace FTTH. Má nízký vložný útlum na všech vlnových délkách, používaných v systémech PON a je odolné vůči ohýbání při instalaci i v provozních podmínkách očekávaných v sítích FTTH. Průměr vidového pole optického vlákna SMF-28 Ultra Corning je 9,2 µm, což kompatibilní s běžně využívanými jednovidovými vlákny podle doporučení ITU-T G.652.

Vlákna uvnitř budovy v aplikacích FTTH

Jak vlákno prochází z venkovní sítě do vnitřku budovy, mění se prostředí. Uvnitř budovy může být kabel veden kolem rámů dveří a rohů stěn přichycený pomocí svorek nebo jiným způsobem, což může vyžadovat více ohybů nebo těsnější ohyby kolem dveří nebo oken. Právě v těchto případech jsou pro optické kabely v přípojné síti nejvhodnějším řešením vlákna odolná vůči ohybům.

Optická vlákna podle doporučení ITU-T G.657.A2 s velmi vysokou odolností vůči makroohybům jsou odolná vůči ohybům s poloměrem 7,5 mm a vlákna podle doporučení ITU-T G.657.B3 s nejvyšší možnou odolností proti makroohybům mají charakteristiky ohybu jako metalické kabely s odolností vůči ohybům s poloměrem 5 mm. Tyto vyšší ohybové odolnosti jsou užitečné zejména v prostředích, které se nachází v budovách a domácnostech.

Optické vlákna ClearCurve společnosti Corning jsou ideální pro vnitřní kabelové instalace v sítích FTTH. Vlákno ClearCurve LBL odpovídající charakteristikám doporučení ITU-T G.657.A2 a je vhodné pro použití v případech, kdy může být v rámci návrhu sítě tolerován určitý útlum ohybem. Vlákno ClearCurve ZBL podle doporučení ITU-T G.657:B3 je vhodné pro řešení, kde jsou potřeba charakteristiky ohybu jako u metalických kabelů, a kde jsou vyžadovány optické instalace s prakticky nulovým útlumem ohybu.

Poptávka po vyšší přenosové kapacitě mobilních i pevných přípojek v Indii nadále roste. Optické sítě, jako je FTTH, dovolují poskytovat dostatek přenosové kapacity nyní i v budoucnosti. Optická vlákna společnosti Corning poskytují charakteristiky, které potřebují provozovatelé sítí i koncový účastníci.

Roshene McCoolová, Prutha Chaudhari, Corning Incorporated

Distributorem produktů v ČR je společnost Telco VNT.

TelcoVNT

Související příspěvky

Leave a Comment