Aperçu de la Technologie GPON

Aperçu de la Technologie GPON

La technologie des réseaux optiques passifs (PON) est apparue au milieu des années 90. Depuis l'énorme développement des réseaux, diverses normes ont été définies et sont aujourd'hui bien établies. Le PON s'est développé à partir du premier PON ATM (APON) et a ensuite évolué vers le PON à large bande (BPON) qui est compatible avec l'APON. Plus tard, les réseaux Ethernet PON (EPON) et Gigabit PON (GPON) ont permis d'améliorer considérablement la distance de transmission des données et la largeur de bande. Cet article présente la technologie GPON.

Composants GPON

Le GPON est défini par la norme G.984 de l'UIT-T. Le GPON représente une augmentation de la largeur de bande par rapport à l'APON et au BPON. Le GPON peut être utilisé dans de nombreux domaines. Dans l'application FTTD (fiber to the desktop), le GPON est distribué via des connecteurs de fibre optique monomode simplex et des séparateurs optiques passifs utilisant généralement des connecteurs polis angulaires (APC) pour fournir des terminaisons de précision. Ce système GPON se compose de quatre éléments principaux : le terminal de ligne optique (OLT), le support de transmission (câblage et composants), le séparateur de fibre optique et le terminal de réseau optique (ONT).

OLT

L'OLT est un dispositif qui sert de point d'extrémité au fournisseur de services d'un réseau optique passif. Il s'agit d'un dispositif d'agrégation Ethernet actif qui est généralement situé dans un centre de données ou dans la salle d'équipement principale. Un OLT convertit les signaux optiques transmis par fibre en signaux électriques et les présente à un commutateur Ethernet central. L'OLT remplace plusieurs commutateurs de couche 2 aux points de distribution. Le signal de distribution de l'OLT est connecté au câblage du backbone ou au câblage horizontal à travers des séparateurs optiques, qui sont connectés au terminal du réseau optique à chaque sortie de zone active.

Support de Transmission

Le GPON transmet les signaux par l'intermédiaire de l'infrastructure de câblage physique passive. Les supports de transmission comprennent les câbles de raccordement en cuivre et en fibre optique, les boîtiers, les panneaux d'adaptation, les connecteurs, les séparateurs et d'autres matériaux. Tous ces composants du support de transmission doivent être pris en compte dans le budget de perte de canal afin d'obtenir une meilleure performance du système.

Répartiteur de Fibres Optiques

Le séparateur de fibre optique, également connu sous le nom de séparateur de faisceau, est un dispositif de distribution de puissance optique à guide d'ondes intégré. Grâce à ce séparateur de fibre optique, plusieurs appareils peuvent être desservis à partir d'une seule fibre. C'est l'un des dispositifs passifs les plus importants dans le réseau de fibres optiques. Il est particulièrement utile pour les réseaux GPON, EPON et FTTx, etc. Le PON relie généralement une seule fibre d'un OLT à plusieurs ONUs. La connectivité entre l'OLT et les ONUs est réalisée en utilisant des séparateurs de fibre optique. Le nombre de sorties du splitter détermine le nombre de répartitions. Les rapports de division sont souvent de 1:4, 1:8, 1:16, 1:32 et 1:64. La perte d'insertion d'un répartiteur optique 1x32 typique se situe entre 17 dB et 18 dB. Les répartiteurs de fibres optiques incluent les répartiteurs à cône biconique fusionné (FBT) et les répartiteurs à circuit planaire d'ondes lumineuses (PLC).

ONT

ONT, également appelé modem, se connecte au point de terminaison (TP) à l'aide d'un câble en fibre optique, et se connecte à votre routeur via un câble LAN / Ethernet. Il convertit les signaux optiques en signaux électriques pour les transmettre à l'appareil final. ONT dispose toujours de plusieurs ports Ethernet pour la connexion aux services IP tels que les unités centrales, les téléphones, les points d'accès sans fil et d'autres composants vidéo.

Budget de Perte GPON

Le PON est généralement composé d'OLT et d'ONUs et d'autres supports de transmission optique tels que les câbles à fibres et les connecteurs qui ont été soulignés précédemment. La perte de liaison peut être causée par ces composants (câbles, connecteurs, câbles de raccordement, épissures, coupleurs et répartiteurs). La perte de liaison est très importante dans la conception d'un réseau d'accès optique. Le budget de liaison est présenté dans le tableau suivant. Ce budget couvre tous les composants optiques entre l'OLT et l'ONU.

Tableau 1. Bilan des pertes pour le système GPON

Budget de Puissance GPON

La puissance de l'émetteur et la sensibilité du récepteur sont deux paramètres qui influencent la portée du réseau d'accès. Comment calculer le budget de puissance ? La formule est "P=FCA*L+SL+Pénalités". P représente le budget de puissance. FCA est l'atténuation du câble en fibre optique en dB/m. L est la distance et SL est la perte d'un répartiteur. Les pénalités représentent les pertes supplémentaires telles que l'épissure et les connecteurs. Le tableau suivant indique le budget de puissance requis pour différentes configurations GPON.

Tableau 2. Budget de puissance minimal pour différentes configurations GPON

Calculons maintenant la portée d'un système de réseau. Supposons que le bilan de puissance soit d'environ 23 dB. Un câble en fibre monomode fonctionnant à la longueur d'onde de 1550 nm est utilisé. Le SL est de 14 dB et il y a deux épissures mécaniques (0,5 dB/par épissure) et deux connecteurs (0,5 dB/par connecteur). La portée maximale du réseau peut donc être calculée comme suit : (23-14-2*0,5-2*0,5)/0,3≈23km.

Conclusion

Le GPON est le plus complexe de tous les PON. Mais c'est le meilleur de tous les PON. Le GPON présente les avantages suivants : économies sur les coûts de déplacement et d'ajout ou autres changements, faible prix par port sur les composants passifs, facilité et faibles coûts d'installation. C'est pourquoi le GPON gagne en popularité dans les applications technologiques actuelles, qui sont diverses et en constante évolution.