Sieci optyczne

Korzystając z technologii światłowodowej tworzy się architekturę określaną jako FTTx (Fiber to the X), czyli światłowód do punktu X. W zależności od tego, gdzie następuje terminacja łącza (szafa rozdzielcza, gospodarstwo domowe, osiedle, budynek wielorodzinny), występuje ona w wersjach FTTC, FTTH, FTTN czy FTTB.

• FTTCab (światłowód do szafki) – światłowód stanowi rozszerzenie sieci aglomeracyjnej poprzez doprowadzenie go do ulicznej szafki rozdzielczej, skąd usługi dostarczane są via ADSL/ADSL2. Standardowo odległość od szafy do najbardziej oddalonych abonentów nie przekracza 4 km.

• FTTC (światłowód do krawężnika) – światłowód dochodzi do szafki bezpośrednio przy obsługiwanym obszarze (300–600 m). Dostęp można realizować z użyciem VDSL.

• FTTB (światłowód do budynku) – światłowód dochodzi do samego budynku, gdzie obsługuje pojedyncze piętra, klatki schodowe lub całość gmachu.

• FTTH (światłowód do domu) – włókno dochodzi do samego lokalu (mieszkania lub domu).

O ile w Polsce pierwsze dwie techniki dostępowe FTTx są standardem, FTTB wciąż z reguły zarezerwowane jest dla sieci korporacyjnych choć coraz częściej można je spotkać w sieciach CATV. FFTH jest wciąż nowością, choć Netia (a właściwie Dialog) wybudował już sporo takich sieci m.in. w Wałbrzychu, Lubinie, Legnicy, Jeleniej Górze i Wrocławiu.

Instalacja PON w praktyce – infrastruktura i przesyłanie

Sieci PON powstają jako sieci dostępowe LAN, wpinane do sieci rozległych MAN/WAN, serwerów VoIP i telewizji IP. Przesyłają cały ruch do abonentów, bez utraty szybkości przy tłumaczeniu sygnału z odpowiednich protokołów przychodzących. Punktem styku każdej z nich jest urządzenie OLT dystrybuujące światłowodami sygnał do abonentów podłączonych w strukturze drzewa lub gwiazdy.

Najpopularniejszy w Polsce standard GPON pozwala na przesyłanie jednym włóknem sygnału do 64 urządzeń odbiorczych ONT (zdublowanie tej liczby do 128 może nastąpić w standardzie 10GPON). Oznacza to, że przy użyciu szafy rozdzielczej wyposażonej w 48 portów można obsłużyć maksymalnym pasmem, bez straty jakości, 3072 odbiorców. Pierwotny sygnał z każdego portu OLT kierowany jest do spliterów optycznych (urządzeń pasywnie rozdzielających falę świetlną) i z nich kierowany jest 64 osobnymi strumieniami, osłabionymi poprzez podział promienia, do domów czy biur odbiorców końcowych. Po ich stronie znajduje się aktywne urządzenie ONU/ONT wyposażone w odbiornik optyczny i elektronikę „tłumaczącą” sygnał świetlny na sygnał zrozumiały dla docelowych sprzętów użytkowych (komputery, telefony IP, telewizory).

Standardowo do wszystkich odbiorców trafia jeden i ten sam sygnał, a jego separacja na strumienie logiczne do poszczególnych abonentów odbywa się w technologii tzw. szczelin czasowych TDMA (Time Division Multiple Access). Każde z urządzeń odbiorczych po identyfikacji obsługuje porcje danych przeznaczonych tylko dla niego, przesyłanych w określonych kwantach czasu, a przechodzi w stan uśpienia podczas transmisji adresowanej do innych odbiorców. Nadawanie odbywa się w analogiczny sposób.

Inne adresowanie jest możliwe z użyciem standardu stosowanego w sieciach WDM (Wavelength Division Multiplexing) przypisującego każdemu z użytkowników dwie niezależne fale przeznaczone do wysyłania i odbioru sygnału. Jednym włóknem w tym samym czasie może być przesyłanych nawet kilkaset fal o różnych długościach. Każda długość to odrębny kanał logiczny, przenoszący inne dane. W tym standardzie szybkość wysyłania (uploadu) jest o połowę mniejsza niż pobierania (downloadu), ale wynika to z założeń technologii, a nie ograniczeń fizycznych.

Światłowody w instalacjach PON mogą być montowane np. na słupach energetycznych (AirTrack) lub bezpośrednio zakopywane w ziemi, bez potrzeby tworzenia systemów kanalizacyjnych (system Burry Dac). Ponadto niewielka średnica włókna i jego odporność na zginanie pozwalają budować w budynkach mikroinstalacje metodą pneumatyczną. Światłowód za pomocą sprężonego powietrza przesuwany jest w rurce osłonowej z polietylenu na odległość kilkudziesięciu, a nawet kilkuset metrów. Można też, po zamontowaniu na początku włókna pierścienia przylegającego do ścianek rurki, „zasysać” przyczepiony doń światłowód rozwijany z podajników. Odcinki włókna łączy się mechanicznie (za pomocą szybkozłączek tzw. fiberlock) lub. stosując technologię spawania elektrycznego. Obecnie w sieciach układanych w budynkach coraz większym powodzeniem cieszą się tzw. kable szybkiego dostępu, których budowa pozwala na wydzielenie na konkretnych kondygnacjach poszczególnych włókien. Ma to tę zaletę, że unika się strat sygnału w miejscach spawania włókna.

Niezależnie od potencjalnych możliwości przesyłu danych wynikających ze standardu przyjętego na etapie projektowania sieci, w każdym przypadku zasięg konkretnego systemu oblicza się indywidualnie na podstawie dostępnej mocy urządzenia nadawczego OLT. Podczas jego określania trzeba brać korektę na nieuniknione straty na spliterach, spawach, złączkach i tłumienia różnych długości fal. Trzeba też uwzględnić efekty starzenia się światłowodu i pojawiania się nowych spawów (naprawy przerwanych linii).