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Vue d'Ensemble du Réseau d'Accès GPON FTTH

Worton

Traducteur David
20 octobre 2018

Vue d'Ensemble du Réseau d'Accès GPON FTTH

Le Réseau optique passif (PON en Anglais) basé sur le réseau d’accès FTTH est une architecture de réseau de fibre de point à multipoint, dans laquelle des splitters (“diviseurs” en Français) à fibre optique non alimentés sont utilisés pour permettre à une seule fibre optique de desservir entre 32 et 128 locaux. Le réseau FTTH exploite la faible atténuation et la bande passante élevée de la fibre monomode pour fournir une largeur de bande bien plus grande que celle actuellement disponible avec les technologies de large bande existantes. Le réseau d'accès GPON FTTH est expliqué dans cet articles.

Composants du Réseau d'Accès GPON FTTH

Un terminal de ligne optique, des splitters à fibre optique et un terminal de réseau optique sont les trois composants du réseau d’accès GPON FTTH.

OLT (Terminal de Ligne Optique)

Le terminal de ligne optique est l’élément principal du réseau et il est généralement placé dans le commutateur local. C'est le moteur qui fait fonctionner le système FTTH. La planification du trafic, le contrôle de la mémoire tampon et l’allocation de la bande passante sont les fonctions les plus importantes du terminal de ligne optique. Typiquement, l’OLT utilise une alimentation DC redondante et dispose au moins d’une Carte de Ligne pour l’entrée sur l’internet, une Carte de Système pour la configuration intégrée et une à plusieurs cartes GPON. Chaque carte GPON comprend un certain nombre de ports GPON.

Splitter (Diviseur) de Fibre Optique

Le splitter de fibre optique divise la puissance du signal. C'est-à-dire que chaque lien de fibre entrant dans le splitter peut être divisé en un nombre donné de fibres quittant le splitter. Normalement, trois niveaux de fibres ou plus correspondent à deux niveaux de splitter ou plus. Cela permet à de nombreux utilisateurs de partager chaque fibre. Le splitter de fibre optique passif présente les caractéristiques suivantes : large portée de longueurs d'onde de fonctionnement, faible perte d'insertion et uniformité, dimensions minimales, grande fiabilité, ainsi qu’une politique de protection et de capacité de survie du réseau.

ONT (Terminal de Réseau Optique)

ONT est déployé dans les établissements du client. Il est connecté à l'OLT au moyen d'une fibre optique et n’a aucun élément actif présent dans la liaison. Dans GPON, l'émetteur-récepteur de l’ONT est la connexion physique entre les établissements du client et l'OLT du bureau central.

Architecture du Réseau d'Accès GPON FTTH

Avec une topologie en arborescence, GPON maximise la couverture avec un minimum de fractionnement du réseau, réduisant ainsi la puissance optique. Un réseau d'accès FTTH comprend cinq zones : une zone centrale, une zone de bureau centrale, une zone d'alimentation, une zone de distribution et une zone d’utilisateur (voir l'image ci-dessous).

Réseau Central

Le réseau central comprend l’équipements ISP des fournisseurs de services Internet, PSTN (commutation de paquets ou le circuit existant commuté) et l’équipement du fournisseur de télévision par câble.

Bureau Central

La fonction principale du bureau central est d’héberger l’OLT et les ODF (boîtes de distribution optiques) et de fournir l’alimentation nécessaire. Parfois, cela peut même inclure certains des composants du réseau principal.

Réseau d'Alimentation

La zone d’alimentation s'étend de l’ODF dans le bureau central aux points de distribution. Ces points, qui sont généralement des boîtes de jonction situées dans la rue, appelés FDT (Boîtes de Distribution des Fibres), où se trouvent généralement les splitters de niveau 1. Le câble d'alimentation est généralement connecté en tant que topologie en anneau à partir d'un port GPON et se termine sur un autre port GPON, comme indiqué dans l'image ci-dessus pour assurer une protection de type B.

Réseau de distribution

Le câble de distribution relie le splitter de niveau 1 (à l'intérieur du FDT) au splitter de niveau 2. Le splitter de niveau 2 est généralement situé dans une boîte à bornes montée sur poteau, appelée FAT (Terminal d’Accès des Fibres), généralement placée à l'entrée du quartier.

Zone d’Utilisateur

Dans la zone de l’utilisateur, des câbles de dérivation sont utilisés pour connecter le splitter de niveau 2 à l’intérieur du FAT (Terminal d’Accès des Fibres) aux installations de l’abonné. Pour faciliter le travail d’entretien, un câble de dérivation d’antenne aboutit généralement à l’entrée du domicile de l’abonné dans une TB (Boîte à Bornes), puis un câble de dérivation intérieur relie la TB à une ATB (Boîte à Bornes d'Accès) située dans la maison. Enfin, un câble de connexion relie l’ONT (Terminal de Réseau Optique) à l’ATB.

Budget de Puissance Optique et Analyse des Frais dans le Réseau GPON FTTH

Budget de Pertes GPON

Le réseau PON est généralement composé de terminaux OLT, d'ONU (Optical Network Unit?) et d'autres supports de transmission optique, tels que des câbles à fibre optique et des connecteurs déjà indiqués ci-dessus. La perte de liaison peut être causée par ces composants (câble, connecteurs, cordons de brassage, épissures, coupleurs et splitters). Il est très important de tenir en compte la perte de liaison lors de 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 OLT et ONU.

Tableau 1. Budget des pertes pour le système GPON

Bande Passante (nm) Articles Affaiblissement de Parcours (dB)
1310 Perte Optique Minimale 13
1310 Perte Optique Maximale 28
1490 Perte Optique Minimale 13
1490 Perte Optique Maximale 28

Budget de Puissance GPON

La puissance du transmetteur 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 correspond à l'atténuation du câble à fibres en dB/m. L est la distance et SL est une perte de splitter. Les Pénalités représente des pertes supplémentaires telles que l’épissure et les connecteurs. Le tableau suivant indique le budget énergétique requis pour différentes configurations GPON.

Tableau 2. Le budget énergétique minimum pour différentes configurations GPON

ONUs L (km ) Longueur d'Onde (nm) FCA (dB/m) SL (dB) Pénalités (dB) Budget de Puissance Nécessaire (dB)
16 10 1310 0.4 14.5 2.5 21
16 20 1550 0.3 14.5 2.5 23
32 10 1310 0.4 17 2.5 23.5
32 20 1550 0.3 17 2.5 23.5

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

Conclusion

GPON est le plus complexe de tous les réseaux PON. GPON présente les avantages suivants : réduction des frais de déplacement, d’ajouts ou d’autres modifications, un prix faible par port pour les composants passifs, installation facile et peu coûteuse. Le réseau GPON est donc plus populaire dans les applications technologiques diverses et en constante évolution.


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