บริษัทโทรคมนาคมเริ่มให้ความสำคัญกับเทคโนโลยีไฟเบอร์ถึงบ้าน (FTTH) มากขึ้น
ทั่วโลก เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว เครือข่ายใยแก้วนำแสงแบบแอคทีฟ (AON) และเครือข่ายใยแก้วนำแสงแบบพาสซีฟ (PON) เป็นสองระบบหลักที่ทำให้การเชื่อมต่อบรอดแบนด์ FTTH เป็นไปได้ PON ซึ่งสามารถให้โซลูชันที่คุ้มค่ากว่านั้นแพร่หลายมากกว่าในการติดตั้ง FTTH ส่วนใหญ่ บทความนี้จะแนะนำพื้นฐานของ PON ซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับส่วนประกอบพื้นฐานและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง ได้แก่ OLT, ONT, ONU และ ODN
PON อธิบาย: คำจำกัดความ มาตรฐาน และข้อดี
เครือข่ายออปติคอลแบบพาสซีฟ (Passive Optical Network หรือ PON) หมายถึงเครือข่ายใยแก้วนำแสงที่ใช้โครงสร้างแบบจุดต่อหลายจุด (point-to-multipoint) และตัวแยกสัญญาณแสง (optical splitter) เพื่อส่งข้อมูลจากจุดส่งสัญญาณเดียวไปยังปลายทางของผู้ใช้หลายราย แตกต่างจาก AON ตรงที่ลูกค้าหลายรายเชื่อมต่อกับตัวรับส่งสัญญาณเดียวโดยใช้โครงสร้างแบบกิ่งก้านสาขาของใยแก้วนำแสงและหน่วยแยก/รวมสัญญาณแบบพาสซีฟ ซึ่งทำงานทั้งหมดในโดเมนแสงและไม่ต้องใช้พลังงานในสถาปัตยกรรม PON ปัจจุบันมีมาตรฐาน PON หลักสองมาตรฐาน ได้แก่ Gigabit Passive Optical Network (GPON) และ Ethernet Passive Optical Network (EPON) โครงสร้างโทโพโลยีของทั้งสองมาตรฐานนั้นโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกัน ในฐานะที่เป็นตัวเลือกแรกในสถานการณ์การติดตั้ง FTTH หลายๆ สถานการณ์ โซลูชัน PON มีข้อดีที่โดดเด่นหลายประการ:
การใช้พลังงานต่ำลง
ใช้พื้นที่น้อยลง
แบนด์วิดท์ที่สูงขึ้น
ระบบรักษาความปลอดภัยระดับสูง
ติดตั้งและขยายได้ง่ายกว่า
ลดต้นทุนการดำเนินงานและการจัดการ
โครงสร้างและส่วนประกอบของ PON
ในระบบ Gigabit Ethernet Passive Optical Network (GEPON) จะมี Optical Line Terminal (OLT) อยู่ที่ศูนย์กลางของผู้ให้บริการ และมี Optical Network Unit (ONU) หรือ Optical Network Terminal (ONT) จำนวนหนึ่งอยู่ใกล้กับผู้ใช้งานปลายทาง รวมถึง Optical Splitter (SPL) ด้วย นอกจากนี้ ยังมีการใช้ Optical Distribution Network (ODN) ในระหว่างการส่งสัญญาณระหว่าง OLT และ ONU/ONT ด้วย
เทอร์มินัลสายออปติคอล (OLT)
OLT (Optical LTE) เป็นจุดเริ่มต้นของเครือข่ายออปติคอลแบบพาสซีฟ ซึ่งเชื่อมต่อกับสวิตช์หลักผ่านสายอีเธอร์เน็ต หน้าที่หลักของ OLT คือการแปลง จัดเฟรม และส่งสัญญาณสำหรับเครือข่าย PON และประสานงานการมัลติเพล็กซ์เทอร์มินัลเครือข่ายออปติคอลสำหรับการส่งสัญญาณอัปสตรีมร่วมกัน โดยทั่วไป อุปกรณ์ OLT ประกอบด้วยแร็ค CSM (โมดูลควบคุมและสวิตช์) ELM (โมดูลลิงก์ EPON, การ์ด PON) โมดูลจ่ายไฟ DC 48V สำหรับการป้องกันความซ้ำซ้อน หรือโมดูลจ่ายไฟ AC 110/220V หนึ่งโมดูล และพัดลม ในส่วนประกอบเหล่านี้ การ์ด PON และแหล่งจ่ายไฟรองรับการถอดเปลี่ยนขณะทำงาน (hot-swap) ในขณะที่โมดูลอื่นถูกติดตั้งอยู่ภายใน OLT มีทิศทางการส่งสัญญาณสองทิศทาง: อัปสตรีม (รับและกระจายข้อมูลและเสียงประเภทต่างๆ จากผู้ใช้) และดาวน์สตรีม (รับข้อมูล เสียง และวิดีโอจากเครือข่ายเมโทรหรือจากเครือข่ายระยะไกล และส่งไปยังโมดูล ONT ทั้งหมดบน ODN) ระยะทางสูงสุดที่รองรับสำหรับการส่งสัญญาณผ่าน ODN คือ 20 กม.
หน่วยเครือข่ายใยแก้วนำแสง (ONU) / เทอร์มินัลเครือข่ายใยแก้วนำแสง (ONT)
ONU ทำหน้าที่แปลงสัญญาณแสงที่ส่งผ่านใยแก้วนำแสงให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า จากนั้นสัญญาณไฟฟ้าเหล่านี้จะถูกส่งไปยังผู้ใช้แต่ละราย โดยทั่วไปแล้ว จะมีระยะทางหรือเครือข่ายการเข้าถึงอื่นๆ คั่นระหว่าง ONU กับสถานที่ของผู้ใช้ปลายทาง นอกจากนี้ ONU ยังสามารถส่ง รวบรวม และจัดการข้อมูลประเภทต่างๆ ที่มาจากลูกค้า และส่งต่อไปยัง OLT ได้ การจัดการข้อมูล (Grooming) คือกระบวนการที่ปรับปรุงและจัดระเบียบกระแสข้อมูลใหม่เพื่อให้สามารถส่งได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น OLT รองรับการจัดสรรแบนด์วิดท์ที่ช่วยให้การส่งข้อมูลไปยัง OLT เป็นไปอย่างราบรื่น ซึ่งโดยปกติแล้วข้อมูลจะมาถึงเป็นช่วงๆ จากลูกค้า ONU สามารถเชื่อมต่อได้ด้วยวิธีการและประเภทสายเคเบิลต่างๆ เช่น สายทองแดงแบบบิดเกลียว สายโคแอกเซียล ใยแก้วนำแสง หรือผ่าน Wi-Fi
อุปกรณ์ของผู้ใช้ปลายทางอาจถูกเรียกว่าเทอร์มินัลเครือข่ายออปติคอล (ONT) ก็ได้ ที่จริงแล้ว ONT ก็คือ ONU นั่นเอง ONT เป็นคำศัพท์ของ ITU-T ในขณะที่ ONU เป็นคำศัพท์ของ IEEE ถึงแม้จะมาจากหน่วยงานมาตรฐานที่แตกต่างกัน แต่ทั้งสองก็หมายถึงอุปกรณ์ฝั่งผู้ใช้ในระบบ GEPON เหมือนกัน แต่ในทางปฏิบัติแล้ว ONT และ ONU มีความแตกต่างกันเล็กน้อยในเรื่องตำแหน่งที่ตั้ง
เครือข่ายกระจายสัญญาณแสง (ODN)
ODN ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของระบบ PON ทำหน้าที่เป็นสื่อกลางในการส่งสัญญาณแสงสำหรับการเชื่อมต่อทางกายภาพระหว่าง ONU กับ OLT ในระยะทาง 20 กิโลเมตรขึ้นไป ภายใน ODN นั้น สายเคเบิลใยแก้วนำแสง ตัวเชื่อมต่อใยแก้วนำแสง ตัวแยกสัญญาณแสงแบบพาสซีฟ และส่วนประกอบเสริมต่างๆ จะทำงานร่วมกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ODN ประกอบด้วยห้าส่วน ได้แก่ สายป้อน (feeder fiber), จุดกระจายสัญญาณแสง (optical distribution point), สายกระจายสัญญาณ (distribution fiber), จุดเชื่อมต่อแสง (optical access point) และสายส่ง (drop fiber) สายป้อนเริ่มต้นจากกรอบกระจายสัญญาณแสง (ODF) ในห้องโทรคมนาคมส่วนกลาง และสิ้นสุดที่จุดกระจายสัญญาณแสงสำหรับการครอบคลุมระยะทางไกล สายกระจายสัญญาณจากจุดกระจายสัญญาณแสงไปยังจุดเชื่อมต่อแสงจะกระจายสัญญาณใยแก้วนำแสงไปยังพื้นที่โดยรอบ สายส่งเชื่อมต่อจุดเชื่อมต่อแสงกับเทอร์มินัล (ONT) ทำให้สามารถส่งสัญญาณใยแก้วนำแสงไปยังบ้านของผู้ใช้ได้ นอกจากนี้ ODN ยังเป็นเส้นทางที่จำเป็นอย่างยิ่งต่อการส่งข้อมูล PON และคุณภาพของ ODN ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และความสามารถในการขยายขนาดของระบบ PON
บทสรุป
OLT, ONU หรือ ONT และ ODN เป็นส่วนประกอบหลักในระบบ GEPON ซึ่งมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชัน FTTH มานานแล้ว โครงสร้างพื้นฐานด้านสายเคเบิลที่ลดลง (ไม่มีองค์ประกอบแอคทีฟ) และการส่งสัญญาณสื่อที่ยืดหยุ่น ทำให้เครือข่ายใยแก้วนำแสงแบบพาสซีฟเหมาะสมกว่าสำหรับการใช้งานอินเทอร์เน็ตบ้าน เสียง และวิดีโอ นอกจากนี้ เครือข่ายใยแก้วนำแสงแบบพาสซีฟยังสามารถนำไปใช้ในวิทยาเขตของมหาวิทยาลัยและสภาพแวดล้อมทางธุรกิจได้อีกด้วย ซึ่งเป็นโซลูชันที่คุ้มค่า เมื่อเทคโนโลยี PON พัฒนาขึ้นอย่างต่อเนื่อง แอปพลิเคชันที่มีศักยภาพก็ขยายตัวมากขึ้นเช่นกัน
วันที่โพสต์: 14 มิถุนายน 2565