Rozvoj přípojek FTTx

Rok / Year: 2010

Svazek / Volume: 12

Číslo / Number: 2

Rozvoj přípojek FTTx Expansion of FTTx Lines Pavel Lafata, Jiří Vodrážka [email protected], [email protected] Fakulta elektrotechnická, České vysoké učení technické v Praze

Abstrakt: Tento článek obsahuje popis koncepce optických přípojek FTTx, analýzu jejich současného rozšíření a krátkodobý výhled vývoje počtu řípojek v nejbližších letech. V souvislosti s optickými přípojkami jsou často zmiňovány i tzv. službytriple play. Vzhledem k tomu, že na Katedře telekomunikační techniky, FEL, ČVUT v Prazebylo vybudováno plně funkční pracoviště pasivních optických přístupových sítí, bude v tomto příspěvku popsána ukázka jejich možné konfigurace a využití.

Abstract: This paper describes the koncept of FTTx optical lines, the analysis of their current expansion and the estimation for the incoming years. The triple play services are often mentioned together with the FTTx lines. The fully functional workplace of passive optical network was built at the Department of Telecommunication Engineering, FEE, CTU in Pratur. This article also contains the description of this workplace and an example of its possible configuration.

2010/23 – 31. 3. 2010

VOL.12, NO.2, APRIL 2010

ROZVOJ PŘÍPOJEK FTTX Ing. Pavel Lafata, doc. Ing. Jiří Vodrážka, Ph.D. Katedra telekomunikační techniky, Fakulta elektrotechnická, České vysoké učení technické v Praze Technická 2, 166 27, Praha 6 Email: [email protected], [email protected] Tento článek obsahuje popis koncepce optických přípojek FTTx, analýzu jejich současného rozšíření a krátkodobý výhled vývoje počtu přípojek v nejbližších letech. V souvislosti s optickými přípojkami jsou často zmiňovány i tzv. služby triple play. Vzhledem k tomu, že na Katedře telekomunikační techniky, FEL, ČVUT v Praze bylo vybudováno plně funkční pracoviště pasivních optických přístupových sítí, bude v tomto příspěvku popsána ukázka jejich možné konfigurace a využití.

bodu optické přístupové sítě. Pokud je optická přístupová síť zakončena až u samotného koncového uživatele, optická síťová jednotka ONU (Optical Network Unit) či jednotka optického síťového zakončení ONT (Optical Network Termination) se tedy nachází přímo u koncového uživatele, je taková přípojka realizována čistě optickým způsobem. Oproti tomu však existuje několik odlišných variant, kdy je koncový uživatel připojen pomocí navazující metalické či bezdrátové sítě. V roli těchto navazujících systémů nejčastěji figurují sítě kabelové televize (CATV) na koaxiálních kabelech, digitální přípojky xDSL (VDSL2, ADSL2+), lokální datové sítě LAN založené na protokolu Etherent, či bezdrátové sítě WiFi a perspektivně i WiMAX. Tyto kombinované optickometalické a opticko-radiové přípojky se typicky označují jako hybridní [4]. Jejich primárním určením je snížit vysoké náklady na vybudování optické distribuční sítě až ke všem koncovým uživatelům. Díky využití stávajících metalických sítí a rozvodů, či sdružením většího počtu uživatelů ve stejné lokalitě, lze dosáhnout významné úspory celkových nákladů na jejich pokrytí za cenu snížení výsledných přenosových kapacit takového řešení.

1. ÚVOD Zejména díky rozvoji multimediálních služeb, náročných na přenosovou rychlost, se v poslední době začínají postupně v praxi objevovat řešení pro přístupové sítě založené částečně či zcela na optických vláknech a využívající některou z možných realizací optické přístupové sítě. Optické přístupové sítě lze dle [11] obecně rozdělit následujícím způsobem.

Obr. č. 1: Základní dělení optických přístupových sítí Podle typu použitého přenosového média lze optické sítě rozdělit na sítě s přenosem volným prostorem FSO (FreeSpace Optics) a sítě s optickými vlákny. Na základě způsobu připojení koncových uživatelů je možné sítě dále rozdělit na sítě využívající spoje typu bod-bod P2P (Pointto-Point), kdy na koncové straně každé přípojky je připojen pouze jeden uživatel a sítě mnohabodové P2MP (Point-to-Multipoint), které umožňují připojení většího množství uživatelů do jedné optické infrastruktury, přičemž je tak část sítě všemi uživateli sdílena. Pokud se v samotné optické distribuční síti ODN (Optical Distribution Network) nachází alespoň jeden aktivní prvek, vyžadující samostatné řízení a napájení (přepínač, směrovač, opakovač…), jedná se o aktivní optickou přístupovou síť AON (Active Optical Network). Naopak, pokud je optická distribuční síť tvořena pouze pasivními součástmi, je taková síť označována jako pasivní optická přístupová síť PON (Passive Optical Network). Základní principy těchto pasivních sítí a některé jejich specifické charakteristiky byly podrobně popsány v předchozích příspěvcích [1], [2] a [3].

Společně s dostatečně výkonnými řešeními v přístupové síti se na trhu postupně objevuje nabídka nových interaktivních a multimediálních služeb. Pro vzájemnou konvergenci hlasových, datových a multimediálních služeb do jedné uživatelské nabídky bylo postupně zavedeno označení triple play. Uvedenou nabídku tvoří typicky telefonní služba často realizovaná pomocí technologie VoIP (Voice over IP), vysokorychlostní datové připojení a multimediální služby pro distribuci videa ve standardním SD či vysokém HD rozlišení (např. IPTV, VoD - Video on Demand, HD TV vysílání apod.). Nabídka těchto služeb není již výsadou pouze dominantních a národních operátorů na telekomunikačním trhu, často jsou nabízeny přímo lokálními poskytovateli. V tomto příspěvku bude nejprve uveden popis koncepce optických přípojek typu FTTx, jejich možné realizace a uplatnění. Na základě údajů z [5], [6], [7] bude provedena analýza jejich současného stavu s krátkodobým odhadem vývoje v nejbližších letech. V další části bude v krátkosti představeno pracoviště pasivních optických přístupových sítí vybudované v laboratoři Katedry telekomunikační techniky, FEL, ČVUT v Praze. Na základě tohoto popisu a pomocí dostupného vybavení bude provedena ukázka možného návrhu pasivní optické přístupové sítě pro poskytování triple play služeb.

Uvedený způsob dělení optických sítí však není jediný, odlišný pohled nabízí možnost rozdělit optické přípojky podle způsobu realizace připojení vlastního koncového uživatele a dle umístění koncového bodu optické přístupové sítě. Tento fakt respektuje označení optických přípojek zkratkou FTTx (Fiber To The x), kde se za písmeno x dosazuje identifikátor umístění koncového 23-1

2010/23 – 31. 3. 2010

VOL.12, NO.2, APRIL 2010

Obr. č. 2: Základní typy FTTx přípojek 23-2

2010/23 – 31. 3. 2010

VOL.12, NO.2, APRIL 2010

obytných komplexů. Optické vlákno je přivedeno do suterénu budovy (panelový dům, výšková budova), kde je umístěna vlastní optická síťová jednotka ONU či jednotka síťového zakončení ONT a v této jednotce je optická část sítě zakončena. Výstup ONU/ONT je realizován typicky na bázi metalického Ethernetu 1 Gbit/s, ke kterému je připojen centrální přepínač či směrovač, nebo je tento přepínač přímo v jednotce ONU již implementován. Jednotliví koncoví uživatelé v rámci budovy jsou k přepínači připojeni lokální datovou sítí pomocí strukturované kabeláže a standardních kabelů typu UTP, která je omezena délkou na 100 metrů. Výhodou tohoto řešení je úspora nákladů nutných na pokrytí celé budovy díky možnosti využití stávajících metalických rozvodů a sítí. Perspektivně se rovněž uvažuje použití plastových optických vláken POF (Plastic Optical Fiber) pro lokální rozvody v rámci jednotlivých budov.

2. PŘÍPOJKY FTTX Schéma na obr. č. 2 uvádí pouze několik nejběžnějších variant FTTx přípojek, často se lze v praxi setkat i s jinými verzemi upravenými pro dané specifické prostředí a použití. Obecně lze přípojky rozdělit na čistě optické (FTTH a FTTO) a hybridní opticko-metalické či optickoradiové. Označení FTTx prakticky nerozlišuje způsob realizace ani typ vlastní optické či navazující metalické sítě. V praxi se však lze nejčastěji setkat s optickou částí založenou na některé variantě pasivní optické sítě PON (GPON, EPON, 10GEPON), tedy mnohabodové sítě P2MP, či optické sítě typu bod-bod P2P realizované většinou některou z variant optického Ethernetu [8]. Z pohledu umístění koncového bodu optické části přístupové sítě je možné dle [12] a [13] definovat několik základních typů přípojek: • FTTH (Fiber To The Home) - kdy je optické vlákno přístupové sítě přivedeno až do objektu samotného koncového uživatele. Protože se jedná o čistě optickou variantu, umožňuje nabídnout společně s variantou FTTO (v závislosti na typu a způsobu realizace optické sítě) nejvyšší přenosové rychlosti (dnes typicky 50 nebo 100 Mbit/s). Na druhou stranu je ze všech uvedených variant finančně nejnáročnější vzhledem k cenám optických vláken a jejich pokládce. FTTH je určena zejména pro residenční sektor a s přihlédnutím k náročným multimediálním službám (distribuce TV vysílání a videa ve vysokém rozlišení v sestupném směru) je většinou provozována v nesymetrickém režimu z pohledu přenosových rychlostí, s rychlostí v sestupném směru vyšší než vzestupném.

• FTTC (Fiber To The Curb) či FTTCab (Fiber To The Cabinet) - v případě zakončení optické části sítě ve větší vzdálenosti od koncových uživatelů (typicky 100-300 metrů), lze optickou síťovou jednotku ONU instalovat do venkovního rozvaděče či volně stojícího sloupku poblíž skupiny budov. Vzhledem k potřebě překlenout navazující metalickou sítí větší vzdálenost, než v případě FTTB, se místo lokální datové sítě využívají pro připojení koncových uživatelů digitální přípojky typu xDSL, zejména perspektivně uvažovaná varianta VDSL2 s implementovanou modulací VDMT pro dosažení vysokých přenosových rychlostí. Do společného rozvaděče je k optické jednotce ONU připojen digitální multiplexor DSLAM (Digital Subsciber Line Access Multiplexer) a jsou využity místní metalické rozvody pro připojení vlastních koncových uživatelů. Tímto způsobem lze dosáhnout další úspory nákladů díky potřebě vybudovat pouze kratší optické trasy, s prodlužující se vzdáleností koncového bodu optické sítě od koncového uživatele se však snižuje efektivita celého řešení. Digitální přípojky xDSL a zejména varianty VDSL a VDSL2 vykazují značnou závislost maximálních přenosových rychlostí na překlenutelné vzdálenosti.

• FTTO (Fiber To The Office) - obdobně jako přípojka FTTH přivádí i tato varianta optické vlákno přístupové sítě přímo až ke koncovému uživateli. Na rozdíl od varianty FTTH je však primárně určena především pro připojení kancelářských prostor, firemního a průmyslového sektoru, úřadů, škol, nemocnic apod. Díky tomu jsou u této přípojky předpokládány odlišné přenosové parametry. Vzhledem k zvýšenému požadavku na objem odesílaných dat ve vzestupném směru je varianta FTTO uvažována většinou v symetrickém režimu přenosových rychlostí, dále jsou na ni kladeny např. vyšší nároky na spolehlivost a ochranu proti výpadkům pomocí zálohování sítě, zvýšené nároky na rychlost odezvy apod.

• FTTN (Fiber To The Node) - dalším posunutím bodu, zakončujícímu optickou přístupovou síť, směrem dál od koncového uživatele byla odvozena varianta FTTN. Hranicí mezi variantami FTTC a FTTN se v praxi považuje většinou vzdálenost 1000 stop (přibližně 300 metrů) mezi bodem zakončení optické sítě a jednotlivými koncovými uživateli. Obdobně jako u varianty FTTC se i v případě FTTN uvažuje venkovní instalace optické jednotky ONU a digitálního multiplexoru DSLAM pro navazující

• FTTP (Fiber To The Premises) - touto zkratkou jsou souhrnně označovány obě výše uvedené varianty FTTH a FTTO. • FTTB (Fiber To The Building) - představuje první možnou kombinaci optické a navazující metalické sítě. Jak již z jejího názvu vyplývá, je určena především pro připojení větších budov či 23-3

2010/23 – 31. 3. 2010

VOL.12, NO.2, APRIL 2010

Z grafu č. 2 je zřejmé, že celosvětově převládající jsou varianty, které optické vlákno přivádí až k samotnému koncovému uživateli (FTTH) nebo je koncový bod optické sítě umístěn v koncové budově (FTTB). Varianta označená v grafu jako FTTx+LAN představuje nejčastěji kombinaci optické přípojky FTTC s lokálními datovými sítěmi na bázi metalického Ethernetu (100 Base-T). Tato kombinace je rozšířena zejména v zemích východní Asie pro pokrytí okrajovějších oblastí, kde není ekonomicky výhodné budovat přípojky typu FTTH či FTTB. Varianta označená v grafu jako FTTx+VDSL představuje kombinaci optické přípojky obvykle typu FTTN a navazující technologie VDSL a lze se s ní setkat zejména v některých oblastech USA.

přípojky xDSL. Pro překlenutí prodlužující se vzdálenosti (v praxi stovky metrů) lze kromě digitální přípojky VDSL2 využít i ADSL2+, ovšem za cenu dalšího snížení maximálních přenosových rychlostí. • FTTEx (Fiber To The Exchange) - tato varianta nepředstavuje optickou přípojku v pravém slova smyslu. Připojení koncového uživatele k místní digitální ústředně s multiplexorem DSLAM je realizováno čistě pomocí metalického vedení, pouze samotný multiplexor je připojen v odchozím směru k páteřním telekomunikačním sítím pomocí optické sítě.

2.1. SOUČASNÁ SITUACE FTTX PŘÍPOJEK A BUDOUCÍ VÝHLED

Podrobnější pohled na podíl zastoupení varianty FTTH a FTTB prezentuje graf č. 3, který představuje procentuální podíl FTTx přípojek z celkového počtu všech datových přípojek v několika vybraných zemích ve světě. Údaje byly čerpány z [6] a představují situaci z června 2009. Z grafu také vyplývají dva poznatky:

Na konci roku 2007 bylo na celém světě přibližně 29 miliónů uživatelů připojených pomocí některé z optických přípojek FTTx (varianta FTTEx není v těchto a následujících statistikách uvažována). V roce 2008 to bylo již více než 40 miliónů uživatelů a tento trend bude v následujících letech zřejmě dále narůstat. Předpokládaný vývoj počtu FTTx uživatelů je dobře patrný z následujícího grafu, údaje byly získány z [5].

•

V absolutním i relativním počtu přípojek FTTx dominuje oblast východní Asie (Japonsko, Jižní Korea, Hong Kong), což je rovněž znázorněno i v grafu č. 4.

•

Náklady na vybudování hybridních přípojek typu FTTB (FTTC, FTTN) jsou mnohem nižší než v případě FTTB a kratší je rovněž čas potřebný k pokrytí určité lokality.

V grafu č. 3 je totiž patrné, že právě díky levnějším a na výstavbu časově méně náročnějším přípojkám typu FTTB (FTTC, FTTN) se v uvedených oblastech východní Asie podařilo brzy dosáhnout vysokého procentuálního počtu FTTx přípojek na trhu. Tento fakt potrhuje dále i graf č. 4.

Graf č. 1: Předpokládaný vývoj počtu uživatelů FTTx Základní rozložení variant FTTx přípojek ve světě (k červnu 2009) znázorňuje graf č. 2, údaje získány z [17]. Celosvětový podíl jednotlivých variant FTTx FTTx + VDSL 4% FTTx + LAN 35%

FTTH, FTTB 61%

Graf č. 3: Podíl počtu přípojek FTTx k celkovému počtu všech přípojek ve vybraných zemích Graf č. 2: Celosvětové zastoupení jednotlivých FTTx variant 23-4

2010/23 – 31. 3. 2010

VOL.12, NO.2, APRIL 2010

celosvětově dáno zejména jejich vysokým počtem v zemích východní Asie (např. již zmiňovaný plán e-Japan počítá v Japonsku s výstavbou optických přístupových sítí výhradně typu EPON a 10GEPON). Se staršími generacemi PON sítí, tedy APON či BPON, se již perspektivně do budoucna nepočítá, jejich zastoupení v grafu č. 5 představuje sítě, které již byly vybudovány a jsou momentálně v provozu, další sítě tohoto typu již budovány nebudou. Ačkoliv varianta GPON nabízí oproti EPON některé výhody (vyšší přenosové rychlosti, delší překlenutelné vzdálenosti, větší variabilita v otázce návrhu sítě, větší maximální rozbočovací poměr, lepší podporu hlasových a multimediálních služeb), jsou obecně aktivní a koncové optické prvky (jednotky OLT a ONU/ONT) pro tuto variantu dražší. I tato skutečnost způsobuje větší rozšířenost právě varianty EPON.

Graf č. 4: Procentuální rozložení FTTx přípojek ve světě Rychlému rozvoji optických sítí a přípojek ve východní Asii a v poslední době i USA obecně napomáhají různé faktory. V Japonsku byl například již v roce 2001 představen celostátní program pro výstavbu moderních optických přístupových sítí nazvaný e-Japan [14], v rámci kterého vznikají různé motivační a podpůrné programy určené jednotlivým operátorům. Existují zde rovněž přísnější regulační pravidla a časté jsou i přímé zásahy vlády, díky čemuž vzniká na telekomunikačním trhu takřka dokonalé konkurenční prostředí. Podstatnou roli hrají také místní geografické podmínky, hustota zalidnění území, většina obyvatelstva žijící v rozlehlých městských aglomeracích aj. Oproti tomu v Evropě se projevuje odlišný nejen historický a technologický vývoj, ale i současný stav na telekomunikačním trhu, vliv regulačních orgánů a je poznamenán i celkovým přístupem Evropské Unie aj.

2.2. SITUACE V ČR V rámci Evropy lze nalézt vyšší zastoupení optických přípojek zejména ve skandinávských zemích, dále např. ve Slovinsku a Slovensku. V České republice stále výrazně dominují digitální účastnické přípojky xDSL, bezdrátové sítě WiFi a ve větších městech kabelové rozvody CATV. Graf č. 6 představuje situaci v oblasti přípojek v ČR k 31.12. 2008, údaje byly získány z [15]. Rozložení způsobu přístupu k Internetu v ČR bezdrátové sítě (WiFi, FWA) 30%

xDSL Telefonica O2 32%

FTTx přípojky 3%

Zajímavé je rovněž porovnání jednotlivých technologií v optických přístupových sítích. V návaznosti na obr. č. 1 obsahuje následující graf č. 5 podíl zastoupení jednotlivých variant PON sítí – GPON (Gigabit PON), EPON (Ethernet PON) a BPON (Broadband PON) a sítí typu P2P realizovaných většinou některou z variant optického Ethernetu. Údaje jsou platné k červnu 2009 a byly čerpány z [17].

mobilní sítě (CDMA, UMTS) 14%

Celosvětový podíl jednotlivých typů optických sítí

CATV - ostatní operátoři 3%

xDSL - ostatní operátoři 3% CATV - UPC 15%

Graf č. 6: Rozložení jednotlivých variant přístupu k Internetu v ČR

GPON 17%

Optické přípojky FTTx jsou v ČR budovány prozatím pouze lokálními operátory zejména na okrajích větších aglomerací a v satelitních a residenčních čtvrtích v blízkosti větších měst. Pomalý rozvoj optických přípojek v ČR je způsoben zejména celkově velkým podílem digitálních účastnických přípojek xDSL na trhu, které byly zaváděny tehdejším dominantním operátorem (Český Telekom) oproti jiným evropským zemím se značným zpožděním (90. léta 20. století). Nevzniká proto zatím dostatečně silná motivace pro investice do nové optické infrastruktury ani tlak ze strany potenciálních uživatelů. V rámci Evropské Unie nebyly rovněž uspokojivě dořešeny některé legislativní otázky spojené zejména s vlastnictvím a nutností zpřístupnění optických sítí a

BPON 9% EPON 60% Ethernet P2P 14%

Graf č. 5: Podíl jednotlivých technologií pro optické přístupové sítě Vysoké zastoupení PON sítí založených na protokolu Ethernet, tedy EPON (a do budoucna též 10GEPON) je 23-5

2010/23 – 31. 3. 2010

VOL.12, NO.2, APRIL 2010

tras, tzv. Local Loop Unbundling. V neposlední řadě představují bariéru pro úspěšný rozvoj FTTx přípojek stále vysoké pořizovací ceny optických komponent (které díky rychlému vývoji v této oblasti rychle zastarávají) a zejména náklady na výstavbu optických distribučních sítí.

jednotky optického linkového zakončení OLT (Optical Line Termination) pro dosažení maximální variability a v neposlední řadě pak rozhodovala i přijatelná cena celého řešení. Centrální jednotka MiniMAP 9100 má celkem tři pozice pro instalaci různých modulů účastnických rozhraní, čtvrtá pozice je obsazena řídícím modulem, který zajišťuje lokální i vzdálenou správu centrální jednotky. Řídící modul zajišťuje také propojení jednotky OLT s lokálními sítěmi telekomunikačních služeb prostřednictvím dvojice portů 1000 Base-T. Aktuální konfigurace jednotky OLT MiniMAP 9100 obsahuje EPON modul pro připojení celkem 32 koncových uživatelů a modul s 10 porty pro připojení typu P2P Ethernet 100 Base-FX prostřednictvím optických vláken. Pracoviště disponuje dvěma kompaktními optickými síťovými jednotkami ONU AT-ON1000, které zajišťují konverzi signálů mezi optickou sítí EPON a koncovým zařízením, případně navazující metalickou infrastrukturou. Připojení koncových zařízení uživatelů je možné pomocí rozhraní Ethernet 10/100/1000 Base-T. Pro připojení koncových uživatelů pomocí P2P přípojky byla zakoupena i dvojice klasických opticko-elektrických konvertorů FE 100 BaseFX Ethernet.

Pro snižování vysokých nákladů zejména optických vláken jsou určeny projekty, které se zabývají možnostmi využití levnějších plastových vláken pro koncové úseky optických tras a využití plastových optických vláken pro vysokorychlostní datové přenosy, např. projekty POF-TO či POF-ALL. Optimálním návrhem optické infrastruktury již ve fázi jejího plánování lze rovněž dosáhnout výrazné úspory nákladů. Důležitá je nejen kalkulace útlumové bilance a její minimalizace, viz [16], díky které lze snížit energetické nároky optické sítě a lze následně použít méně výkonné a tedy levnější optické zdroje, nutné je ale provést i výběr vhodné varianty optické sítě s ohledem na místní podmínky, geografické podmínky, polohu a umístění jednotlivých koncových uživatelů, celkovou délku optické trasy apod. S ohledem na obr. č. 2 se jeví např. vhodnější budovat rozvětvené pasivní optické sítě, pokud se jednotliví koncoví uživatelé nacházejí v rámci jedné lokality, v případě jejich většího počtu v rámci několika budov lze např. využít variantu FTTB. Naopak v případě pokrytí uživatelů, mezi kterými existují navzájem značné vzdálenostní rozdíly, je výhodnější použít optickou přípojku typu bod-bod, nutnost vybudovat samostatné optické přípojky k jednotlivým uživatelům je v takovém případě vyvážena možností individuální optimalizace výsledné struktury sítě. Literatura [12] a [13] například uvádí rozdělení celkových nákladů v poměru 80% pasivní optická infrastruktura (z toho 70% tvoří výkopové a manuální práce a 10% pokládka), zatímco zbylých 20% představují náklady na nákup aktivních optických zařízení a jednotek umístěných u poskytovatele a koncových uživatelů.

Optickou trasu, představující reálnou topologii optické distribuční sítě ODN, lze v laboratoři vytvořit pomocí jednovidových vláken o délkách 1 600 m, 2 200 m a 7 800 m. Ještě vyšší variabilita může být dosažena využitím dvou dvojic optických útlumových článků 10 dB a 3 dB. Rozbočení optické trasy lze realizovat za pomoci tří pasivních optických rozbočovačů s rozbočovacím poměrem 1:4. Všechny zmíněné prvky laboratorní sítě jsou instalovány do 19” skříně (rack) a jejich vzájemné propojení je možné v centrálním optickém panelu pomocí krátkých propojovacích optických kabelů (patch cord). Z výše uvedeného vyplývá, že celé pracoviště je koncipováno s maximální univerzálností. Pro základní diagnostiku pasivní optické sítě, měření jejích parametrů a parametrů optické distribuční sítě je pracoviště vybaveno příručním reflektometrem OTDR JDSU - MTS/T-BERD 6000L a dvojicí PON Power Meteru PPM-350B (od společnosti EXFO Inc.). Princip měření a ukázka využití těchto přístrojů byla uveřejněna v příspěvku [9].

3. PRACOVIŠTĚ PASIVNÍCH OPTICKÝCH SÍTÍ NA KATEDŘE TELEKOMUNIKAČNÍ TECHNIKY, FEL, ČVUT V PRAZE Na Katedře telekomunikační techniky, FEL, ČVUT v Praze bylo vybudováno plně funkční laboratorní pracoviště pasivních optických přístupových sítí a přípojek FTTx. Pracoviště bylo vhodnou formou zakomponováno do výuky předmětů z oblasti přenosových a přístupových sítí a systémů a to jak formou demonstrací nových optických technologií, tak i praktickými úlohami v rámci cvičení z těchto předmětů. Studenti tak díky němu mají možnost seznámit se novými technologiemi přístupových sítí a prakticky realizovat jednotlivé kroky zapojení či konfigurace pasivní optické sítě, porovnat možnosti pasivních optických sítí se stávajícími digitálními přípojkami ADSL2+ aj.

3.1. USPOŘÁDÁNÍ LABORATORNÍ PASIVNÍ OPTICKÉ SÍTĚ

Pro demonstraci praktického nasazení pasivních optických sítí bylo vytvořeno následující zapojení inspirované dokumentací výrobce k jednotce OLT [10].

Pro realizaci pasivní optické sítě EPON bylo vybráno řešení od firmy Allied Telesis, které splňovalo požadavky na nenáročnou konfiguraci, dobrou podporu od výrobce včetně dostupné dokumentace, modulární koncepci 23-6

2010/23 – 31. 3. 2010

VOL.12, NO.2, APRIL 2010

nově i 10GEPON nabízejí v současné době dostatečné přenosové rychlosti a potřebné překlenutelné vzdálenosti i pro náročné aplikace. V další fázi navyšování přenosových rychlostí optických přípojek dojde k zařazení vlnového multiplexu WDM a využití přenosu na více vlnových délkách.

PODĚKOVÁNÍ Článek vznikl za MSM6840770014.

podpory

Výzkumného

záměru

LITERATURA [1] LAFATA, P., VODRÁŽKA, J.: Pasivní optická síť GPON. Access server [online]. 2009, roč. 7, č. 200905, [cit. 2010-11-01]. Dostupný z WWW: . ISSN 1214-9675 [2] LAFATA, P.: Pasivní optická přístupová síť EPON. Access server [online]. 2009, roč. 7, č. 200905, [cit. 2010-11-01]. Dostupný z WWW: . ISSN 1214-9675 Obr. č. 3: Navržené zapojení optické sítě

[3] LAFATA, P., VODRÁŽKA, J.: Současné a budoucí varianty pasivních optických přístupových sítí. Elektrorevue [online]. 2009, č. 2009/39, s. 39-1-3910 [cit. 2010-11-01]. Dostupný z WWW: . ISSN 1213-1539

Do systému dohledu a řízení jednotky optického linkového zakončení OLT byla implementována podpora pro konfiguraci přenosových parametrů jednotlivých poskytovaných služeb. Pro každou virtuální síť VLAN lze vytvořit profil s definovanými parametry, jako je např. maximální rychlost ve směru vzestupném a sestupném, minimální garantovaná rychlost pro oba směry, maximální velikost současně odesílaných multirámců pro dávkový provoz, systém priorit pro různé druhy obsahu rámců, citlivost přenášených dat na zpoždění aj. Takto nastavené profily lze aplikovat na jednotlivé virtuální podsítě a do těchto sítí následně přiřadit jednotlivá rozhraní jednotek ONU i OLT. Tato praktická ukázka studenty seznamuje s možnostmi konfigurace optických přístupových sítí a přípojek a systémem poskytování triple play služeb v praxi.

[4] YUE, W., MOCERINO, J., V.: Broadband Access Technologies for FTTx Deployment. IEEE Xplore [online], [cit. 2010-12-01]. Fujitsu Network Communications. Optical Fiber Communication and the National Fiber Optic Engineers Conference, 2007. Dostupný z WWW: . [5] HUTCHESON, L.: FTTx: Current Status and the Future. IEEE Xplore [online], [cit. 2010-12-01]. Ovum RHK. IEEE Communications Magazine, 2008. Dostupný z WWW: .

4. ZÁVĚR Optické přípojky a optické přístupové sítě se ukazují jako jedno z perspektivních řešení pro pokrytí budoucích nároků na přenosové rychlosti a celkovou kapacitu přístupových sítí. Díky postupnému snižování nákladů na výstavbu optických tras a cen koncových optických jednotek nahradí optické přístupové sítě dosud dominující metalické přípojky. Z pohledu nabízených přenosových kapacit se jako nejvhodnější řešení jeví mnohabodové pasivní optické sítě zakončené až u samotných koncových uživatelů, tedy varianty FTTH a FTTO. Nicméně tam, kde bude nutná úspora nákladů, nebo při požadavku na zachování části původních metalických vedení, budou vybudovány hybridní optickometalické sítě s využitím moderních přípojek VDSL2. Moderní pasivní optické přístupové sítě GPON, EPON a

[6] FTTH Council APAC and Ovum: Asia Pacific Dominates Worldwide FTTx Deployments. FTTH Council APAC and Ovum Sept. 2009 [online], [cit. 2010-12-01]. Dostupný z WWW: . [7] EL-SAYED, M.: Fiber-To-The-X: Technologies & Economics. IEEE Xplore [online], [cit. 2010-12-01]. 13th Internation Telecommunications Network Strategy and Planning Symposium. Networks 2008, Budapest, Hungary. Dostupný z WWW: . [8] KOONEN, A., M., J.: Technologies and Applications of FTTx. IEEE Xplore [online], [cit. 2010-12-01]. COBRA 23-7

2010/23 – 31. 3. 2010

VOL.12, NO.2, APRIL 2010

Institute, Eindhoven University of Technology, Eindhoven, The Netherlands, 2006. Dostupný z WWW: . [9] LAFATA, P., VODRÁŽKA, J.: Možnosti měření v pasivních optických přístupových sítích. Elektrorevue [online]. 2010, č. 2010/01, [cit. 201012-01]. Dostupný z WWW: . ISSN 1213-1539 [10] ALLIED TELESIS: Allied Telesis User Guide 11 - iMAP User Guide. Allied Telesis Networks, 2008, [cit. 2010-12-01]. [11] VODRÁŽKA, J.: Optické přístupové sítě EPON a CWDM. Access server [online]. 2005, roč. 3, č. 2005070401, [cit. 2010-04-03]. Dostupný z WWW: . ISSN 1214-9675 [12] GIRARD, A.: FTTx PON, Technology and Testing. EXFO Electro-Optical Engineering Inc., Quebec City, Canada, 2005. ISBN 1-55342-006-3. [13] LAM, C. F.: Passive Optical Networks: Principles and Practice. Academic Press of Elsevier Inc., Burlington, USA, 2007. ISBN 0-12-373853-9. [14] IT Strategy Headquarters: e-Japan Strategy. Kantei Go, [online], 2001, [cit. 2010-03-03]. Dostupný z WWW: . [15] Český telekomunikační úřad: Zpráva o vývoji trhu elektronických komunikací se zaměřením na vývoj v roce 2008. ČTÚ, [online], 2009, [cit. 2010-03-03]. Dostupný z WWW: . [16] LAFATA, P.: Útlumová bilance pasivních optických přístupových sítí. Access server [online]. 2009, roč. 7., č. 200906, s. 0002 [cit. 2009-03-03]. Dostupný z WWW: . ISSN 1214-9675. [17] IDATE Consulting & Research: World FTTx Markets: FTTx Market Report. IDATE, [online], 2009, [cit. 2010-03-03]. Dostupný z WWW: .

23-8