Optikai hálózatok és FTTH rendszerek

Bevezetés

A modern távközlési és számítógépes hálózatokban:

• egyre nagyobb szerepet kapnak
  az optikai kábelek.

Az optikai hálózatok:

• nagy sebességet,
• alacsony késleltetést,
• és nagy távolságú adatátvitelt
  biztosítanak.

Ma már:

• internetszolgáltatók,
• adatközpontok,
• vállalati gerinchálózatok,
• és FTTH rendszerek
  is optikai technológiát használnak.

Az emberiség hosszú utat tett meg a pattogó modemhangoktól addig, hogy fényimpulzusokat lövöldözünk hajszálvékony üvegszálakban több gigabites sebességgel.

Mi az optikai adatátvitel?

Az optikai kommunikáció:

• fény segítségével történő adatátvitel.

Az adat:

• fényimpulzusok formájában
  halad az optikai szálban.

Az optikai kábel felépítése

Az optikai szál fő részei:

Teljes visszaverődés

Az optikai kábel működésének alapja:

• a teljes belső visszaverődés.

Ez tartja:

• a fényt a szálban.

Optikai kábel típusok

Két fő típus:

• Singlemode
• Multimode

Singlemode optikai kábel

A singlemode:

• nagyon vékony maggal rendelkezik.

Általában: 9/125 µm

Singlemode jellemzők

Előnyök:

• nagy távolság
• nagy sebesség
• kisebb csillapítás

Hátrány:

• drágább aktív eszközök

Singlemode felhasználás

Példák:

• szolgáltatói hálózat
• gerinchálózat
• FTTH
• WAN kapcsolatok

Multimode optikai kábel

A multimode:

• nagyobb magátmérővel rendelkezik.

Gyakori méret: 50/125 µm

Multimode jellemzők

Előnyök:

• olcsóbb
• egyszerűbb optikai eszközök

Hátrány:

• kisebb távolság
• nagyobb szóródás

Multimode felhasználás

Példák:

• adatközpont
• épületen belüli kapcsolat
• rövid távolságú hálózat

Singlemode vs Multimode

Optikai csatlakozók

Az optikai kábelek:

• speciális csatlakozókat használnak.

SC csatlakozó

SC:

• négyszögletes kialakítású,
• egyszerűen csatlakoztatható.

LC csatlakozó

LC:

• kisebb méretű,
• nagy sűrűségű rendszerekhez ideális.

Egyéb csatlakozók

Példák:

• ST
• FC
• MPO/MTP

Patchkábelek

A patchkábel:

• rövid optikai összekötő kábel.

Patchkábel típusok

APC és UPC

Az optikai csatlakozók:

• különböző polírozásúak lehetnek.

UPC

Ultra Physical Contact

Általános csatlakozó.

APC

Angled Physical Contact

Döntött végfelület.

Kisebb visszaverődést biztosít.

Optikai hegesztés

Az optikai kábeleket:

• speciális hegesztőgéppel
  illesztik össze.

Miért kell hegesztés?

Mert:

• az optikai szálak
  nagyon pontos illesztést igényelnek.

Hegesztési folyamat

Lépések:

1. Külső burkolat eltávolítása
2. Szál tisztítása
3. Precíz vágás
4. Hegesztés
5. Védelem elhelyezése

Fusion Splicer

Az optikai hegesztőgép:

• elektromos ívvel
  olvasztja össze a szálakat.

Hegesztési veszteség

A rossz hegesztés:

• csillapítást,
• jelveszteséget
  okoz.

Optikai csillapítás

A csillapítás:

• a jel gyengülése.

Mértékegysége: dB

Mi okozhat csillapítást?

Példák:

• rossz hegesztés
• törés
• szennyezett csatlakozó
• túl hosszú kábel

Csillapításmérés

A hálózatokat:

• optikai műszerekkel mérik.

Mérőeszközök

Példák:

• OTDR
• optikai teljesítménymérő
• fényforrás

OTDR

Optical Time Domain Reflectometer

Az OTDR működése

Az OTDR:

• fényimpulzust küld a szálba,
• majd elemzi a visszaverődést.

Mire használható?

Példák:

• kábelhossz mérés
• szakadás keresés
• hegesztési hibák
• csillapítás mérés

OTDR grafikon

Az OTDR:

• grafikusan jeleníti meg
  a szál állapotát.

OTDR események

FTTH

FTTH: Fiber To The Home

Az optikai hálózat:

• közvetlenül az előfizetőig fut.

FTTH előnyei

Előnyök:

• nagyon nagy sebesség
• stabil kapcsolat
• kis késleltetés
• jövőbiztos technológia

GPON

Gigabit Passive Optical Network

A GPON:

• passzív optikai hálózati technológia.

GPON működése

A szolgáltató:

• egyetlen optikai szálat
  több előfizető között oszt meg.

GPON fő elemei

OLT

Optical Line Terminal

A szolgáltató központi eszköze.

Splitter

Passzív optikai osztó.

Nem igényel:

• tápellátást.

ONT / ONU

Az előfizetői optikai végberendezés.

Feladata:

• optikai jel átalakítása Ethernetre.

GPON előnyei

Előnyök:

• kevés aktív eszköz
• olcsóbb üzemeltetés
• nagy sávszélesség

GPON sebességek

Tipikusan:

• letöltés: 2.5 Gbit/s
• feltöltés: 1.25 Gbit/s

Optikai hálózati hibák

Gyakori problémák:

• törött szál
• rossz hegesztés
• szennyezett csatlakozó
• túl nagy csillapítás

Optikai csatlakozók tisztítása

Az optikai csatlakozók:

• rendkívül érzékenyek a szennyeződésre.

Fontos szabály

SOHA:

• ne érintsük meg
  az optikai véget.

Igen, egyetlen porszem képes tönkretenni több gigabites kapcsolatot. Az optikai hálózatok néha úgy viselkednek, mint sértődékeny laboratóriumi műszerek.

Biztonság

Az optikai rendszereknél:

• lézersugárzás is jelen lehet.

Fontos:

• ne nézzünk a szálba,
• ne használjunk sérült optikai kábelt.

Optikai hálózat dokumentálása

Dokumentálni kell:

• hegesztések helye
• csillapítási értékek
• patch panelek
• szálazonosítók

Gyakorlati példa

Feladat:

Mérj meg egy optikai kapcsolatot:

• OTDR-rel,
• és dokumentáld:
  • hosszát,
  • csillapítását,
  • hibapontjait.

KKK kapcsolódás

A témakör kapcsolódik:

• optikai hálózatokhoz,
• FTTH rendszerekhez,
• GPON technológiához,
• kábelezéshez,
• méréstechnikához,
• távközlési rendszerekhez.

Önálló feladat

Feladat:

Készíts FTTH hálózati tervet:

• egy társasház számára.

Tartalmazza:

• OLT
• splitter
• ONT
• optikai szakaszok
• patch panelek
• dokumentáció

Ellenőrző kérdések