Les xarxes de distribució òptica de tercera generació estan sorgint

Un missatge convidat de John Lively, analista principal de LightCount.

La xarxa de distribució òptica residencial (ODN) és la connexió final entre els serveis d’internet, cable i telefonia d’operadors de telecomunicacions i clients. Durant l’última dècada, i sovint fora del punt de mira, els ODN han tingut un paper crític en l’adopció i el desplegament generalitzats de xarxes òptiques passives, i els esforços de desenvolupament s’han centrat en reduir els costos anticipats en lloc de augmentar la funcionalitat. Ara bé, hi ha una empenta de la indústria per introduir la tecnologia moderna a l’ODN per reduir les despeses de funcionament i augmentar el rendiment de les xarxes d’accés. Aquesta nota d’investigació introdueix aquest tema.

Figura 1: Tecnologies de cablejos d’accés del segle XX al segle XX

L. parells retorçats de filferro de coure / R. Cable coaxial

A partir del segle XXI, el desplegament de xarxes òptiques passives va començar de debò, en suport de paquets de serveis de Triple Play, en què les velocitats més ràpides d’internet, la latència més baixa i més amplada de banda de vídeo eren punts de venda clau. La primera onada de desplegament utilitzada BPON, seguida de GPON/EPON, i ara estem a la tercera generació de desplegament PON amb NG-PON2 i XGS-PON, que ofereixen 10 velocitats de transmissió de GBIT/s i serveis 1G.

A diferència de les xarxes d'accés anteriors, l'última milla de xarxes PON utilitzen fibra òptica punt-a-multipoint, amb una sola o parella de fibres originades en un terminal de línia òptica (OLT), que acaba en un divisor òptic passiu situat en algun lloc de la planta exterior, amb múltiples fibres que surten del divisor i connectant-se a o properes residències individuals en un dispositiu anomenat Terminal de xarxa òptica (ONT) o Optical Network Network o Optical Network Optic Network o Optic Network o Optic Network Optical (OPT) (Onu).  

Figura 2: Elements comuns de xarxa PON

Les proporcions de divisió més comunes per a GPON i EPON són 1:32 i 1:64, que es poden implementar en topologies d'una sola etapa (divisor monolític) o en dues etapes (divisors en cascada). La fibra i el divisor que connecten un OLT amb el seu subtendent onus s’anomena xarxa de distribució òptica, o ODN.

Figura 3: Esquema de xarxes de distribució òptica

Evolució tecnològica ODN

A partir del 2018, una segona generació d’ODN (ODN2) va començar a desplegar-se, utilitzant diversos components preconenculats a disposició de diversos venedors, com ara Corning, Commscope, Huber+Suhner, Huawei, Fibrehome i Furukawa. Aquests productes, arquitectures i casos d’ús es descriuen detalladament a l’ETSI TR 103 775, publicats l’agost de 2021. El document tècnic ETSI també introdueix el terme “QuickODN” per descriure ODNs construïts amb components pre-connectats.

L’avantatge principal d’ODN2 és que no es requereix cap splicing de fibra al camp, ja que tota la fusió i les proves posteriors es fan en un entorn de fàbrica d’un venedor. Això significa que la instal·lació de camp es pot fer de manera més ràpida i menys despesa, amb resultats més previsibles. Alguns productes estan dissenyats fins i tot per permetre als subscriptors connectar les seves cases a una caixa de cruïlla FTTH Q-ODN mitjançant un cable òptic pre-connectat subministrat, sense cap implicació del proveïdor de serveis.

Figura 4: Cables òptics pre-finalitzats i productes pre-connectats per a QuickODN

Juntament amb la pre-connectorització, una altra innovació important en ODN2 és l’ús d’etiquetes digitals (codis de barres o codis QR) per a cada fibra i port que es pot introduir fàcilment en una base de dades intel·ligent que crea una xarxa de distribució òptica digitalitzada. Aquest 'ODN ràpid digital' utilitza les identitats úniques d'elements passius ODN per crear funcions de gestió intel·ligents com l'emmagatzematge automàtic de la informació de la ubicació de la fibra òptica, la identificació automàtica de connexions de fibra òptica, calibració de fibra òptica 

Figura 5 ： Informació i una guia visual per a operacions al lloc

L’arribada de les safates de fibra, divisors i manipulació de fibra pre-connectades i marcades digitalment, i les caixes van reduir molt el temps i les despeses de desplegament per als operadors, però feia poc per fer front a les despeses de funcionament. Avui s’està desenvolupant una tercera generació ODN (ODN3) que pretén abordar la despesa operativa d’ODNs introduint un seguiment i una intel·ligència actius i automatitzats.

L'ús d'un sistema de control òptic d'alguna mena (basat en reflexions, retard introduït o altres) permetrà un sistema de gestió intel·ligent identificar i localitzar automàticament deterioracions i fallades fins al nivell de fibres i ports específics en un element de xarxa individual. Aquesta informació es proporciona a un centre d'operacions de xarxa centralitzada i als dispositius de mà en mans dels tècnics de camp.

Huawei ha desenvolupat un sistema d'aquest tipus que comercialitza amb el nom comercial 'fibra iris'.

Figura 6: Fibra Iris de Huawei Iris ràpid ODN

La clau de l’iris de fibra de Huawei és l’ús intel·ligent de microestructures òptiques en el divisor d’1xn de l’ODN per introduir canvis únics de fase diferencial en el senyal amunt originari de cada ONU o ONT. El senyal òptic combinat que arriba a l’OLT es divideix mitjançant un filtre i una petita fracció es desvia a un receptor altament sensible (situat al que Huawei anomena la placa OAI), que pot distingir els canvis de fase els uns dels altres i identificar així cada ONU/ONT de manera individual. No es requereix cap òptica addicional a l’ONU o ONT i, en cascada de dos divisors d’1 × 8, es poden controlar fins a 64 onus amb una placa OAI i fer que el cost afegit sigui manejable.

Els avantatges de poder 'veure a través de' el divisor d'1xn a l'ODN són significatius. Les ruptures de fibra es poden localitzar amb precisió a les fibres individuals, i els ports i ports complets no utilitzats es poden identificar individualment abans d’una trucada de servei. A més, es pot controlar el temps de funcionament/temps d’aturada al nivell d’Onu/ONT individual.