GPON ONU, ONT og OLT: Alt, hvad du skal vide om PON-arkitekturen

FTTH-fibernetværk bygger næsten alle på den samme grundlæggende infrastruktur: et passivt optisk netværk, eller PON. Bag denne teknologi ligger to centrale komponenter — denOLT operatørsiden og denFN/ONT abonnentsiden — som enhver fibertekniker, netværksansvarlig eller systemintegrator, der arbejder med FTTH-udrulninger, er nødt til at have styr på. Denne vejledning forklarer de enkelte parters rolle, varianterne GPON, EPON og XGS-PON, samt hvordan man vælger det rigtige udstyr i forhold til sin infrastruktur.

PON-arkitekturen: Hvorfor GPON?

Et netværk PON (passivt optisk netværk) er en fiberoptisk distributionsinfrastruktur, der ikke anvender noget aktivt udstyr mellem operatørens central og abonnentens lokaler. Overførslen foregår udelukkende via passive optiske splitter — komponenter uden strømforsyning, der opdeler signalet.

Den største fordel er økonomisk: En enkelt fiber fra OLT kan betjene op til 128 abonnenter (forholdet 1:128 i GPON) ved at opdele signalet ved splitterne. Dette reducerer installationsomkostningerne betydeligt i forhold til en punkt-til-punkt-arkitektur, hvor hver abonnent ville have brug for sin egen dedikerede fiberforbindelse til centralen.

En FTTH-GPON-udrulning koster i gennemsnit 30 til 40 % mindre end en tilsvarende punkt-til-punkt-arkitektur, takket være den fælles anvendelse af transportfiberen.

Den GPON (Gigabit Passive Optical Network) er den standard, der er defineret i ITU-T G.984, og er i dag den dominerende teknologi i FTTH-udrulninger i Europa og Frankrig. Den tilbyder 2,5 Gbps nedadgående båndbredde (operatør → abonnent) og 1,25 Gbps i opadgående retning, fordelt mellem abonnenterne på samme PON-port.

FN og ONT GPON: terminalen på abonnentsiden

L'ONU (Optical Network Unit) eller ONT (Optical Network Terminal) er det udstyr, der er installeret hos abonnenten. Det sørger for konvertering mellem det optiske signal fra fiberen og de anvendelige elektriske grænseflader (Ethernet, analog telefoni, WiFi). I praksis betegner ONU og ONT ofte det samme apparat — den tekniske nuance er, at ONT'en er direkte forbundet til terminaludstyret (boxen), mens ONU'en forsyner et undernet via en Ethernet-switch.

De mest almindelige UNO/ONT-konfigurationer:

• 1 GE FN — én Gigabit Ethernet-port, minimalistisk opsætning til enkle installationer i private hjem
• 1 GE + 3 FE FN — 1 Gigabit-port + 3 Fast Ethernet-porte, ideel til mindre boligblokke eller erhvervslokaler
• 1 GE + 3 FE + PoE ONU — med indbygget PoE-strømforsyning til direkte strømforsyning af WiFi-adgangspunkter eller IP-kameraer
• Indbygget UN-WiFi — med 2,4/5 GHz Wi-Fi-modul, til alt-i-én-løsninger til hjemmet
• FN CATV — med RF-port til kabel-tv via koaksialkabel, som er almindeligt i blandede installationer

Den optiske stikforbindelse på en ONU er altid en SC/APC (grønt stik, vinkel 8°). Det er dette stik, der tilsluttes fiberkablet fra PTO (optisk terminaltilslutning) i FTTH-boligerne.

OLT GPON: koncentratoren på operatørsiden

L'OLT (Optisk linjeterminal) er det centrale udstyr i et PON-netværk, der installeres i netværkets hovedende — typisk i operatørens NRO (optisk tilslutningsknudepunkt) eller DSLAM, eller i serverrummet i et privat netværk (campus, hotel, administreret boligkompleks). OLT’en er det eneste aktive udstyr i hele arkitekturen: den styrer tidssynkroniseringen (TDMA) af transmissionerne til og fra hver enkelt ONU.

De vigtigste funktioner i en OLT:

• PON-aggregering — hver PON-port kan håndtere op til 64 eller 128 ONU/ONT samtidigt
• Båndbreddeadministration — dynamisk tildeling (DBA) i henhold til den enkelte abonnents behov
• FN-godkendelse — registrering af terminaler efter serienummer eller LOID
• VLAN og QoS — adskillelse af internet-, tale- og IPTV-trafik
• Netværksopkobling — GbE- eller 10GbE-uplink-porte til kernenetværket (router, BRAS)

En Elfcam OLT med 4 PON-porte kan således håndtere op til 256 abonnenter samtidigt (4 × 64) på en enkelt rack-enhed. Versionen med 16 porte udvider denne kapacitet til 1 024 abonnenter — tilstrækkeligt til en FTTH-udrulning i et helt kvarter eller på et stort campus.

GPON vs. EPON: Hvad er forskellene?

De to store PON-standarder, der er ved at blive implementeret på verdensplan, er GPON (ITU-T G.984) og EPON (IEEE 802.3ah). Selvom de udfylder samme funktion, adskiller de sig på flere tekniske punkter og er ikke kompatible med hinanden — en GPON-ONU kan ikke fungere på en EPON-OLT, og omvendt.

I Frankrig, GPON er den standard, som Orange har indført til sit offentlige FTTH-netværk. SFR, Bouygues og Free anvender ligeledes GPON i deres infrastrukturer. EPON findes stadig i visse udstyrsløsninger til virksomheder og i industrielle anlæg, især i Asien.

XGS-PON og XGPON: Overgangen til 10G-hastigheder

Den næste generation af GPON er XGS-PON (10-Gigabit symmetrisk PON, ITU-T G.9807.1), som firedobler fiberhastighederne: 10 Gbps nedadgående og 10 Gbps opadgående. Det er den teknologi, som de europæiske udbydere gradvist skifter til for at imødekomme efterspørgslen efter båndbredde til cloud-tjenester, gaming og 4K-videokonferencer.

Det særlige ved XGS-PON er, at det sameksistens med GPON på den samme fiberinfrastruktur. De to teknologier anvender forskellige bølgelængder, hvilket gør det muligt for en XGS-PON-OLT at betjene både GPON-ONU’er (tidligere abonnenter) og XGS-PON-ONU’er (nye abonnenter) samtidigt på det samme distributionsnet. Overgangen foregår således gradvist, uden at kabler eller splitterne skal udskiftes.

Bemærk: XGPON (G.987, 10G nedadgående / 2,5G opadgående) er en asymmetrisk variant, der er mindre udbredt end XGS-PON. Free bruger blandt andet XGS-PON på sin Freebox Ultra, som har en 10G SFP+-port på abonnentsiden.

SFP GPON-moduler: det kompakte alternativ til dedikeret udstyr

Et alternativ til dedikerede UN/ONT'er er SFP-modul til GPON — en transceiver i standard SFP-format, der integrerer GPON-logikken i en 1,25G- eller 2,5G-formfaktor. Denne type modul kan sættes i SFP-porten på en administreret switch eller en kompatibel router, hvorved udstyret omdannes til en GPON-ONU uden behov for et ekstra dedikeret kabinet.

SFP-GPON-modulerne findes i to effektklasser:

• PX20+ / PX20++ — optisk budget på 29–32 dB, rækkevidde op til 20 km, til standard FTTH-installationer i boligområder
• C++-klasse — optisk budget på 32–35 dB, til lange afstande eller splitter med højt forhold (1:128)

SFP-modulerne OLT (operatørsiden) og SFP ONU (abonnentsiden) er forskellige og kan ikke udskiftes med hinanden. Et GPON OLT SFP TX-modul på 1490 nm er beregnet til at blive sat i OLT'en, mens et ONU SFP TX-modul på 1310 nm installeres i abonnentudstyret.

Dimensionering af et PON-netværk: splitforhold og optisk budget

Dimensioneringen af et PON-netværk bygger på to grundlæggende parametre: splitforhold og den optisk budget.

Den splitforhold er forholdet mellem antallet af PON-porte på OLT’en og antallet af abonnenter, der betjenes. Et forhold på 1:64 betyder, at en PON-port betjener 64 ONU’er. Jo højere forholdet er, desto mindre er båndbredden pr. abonnent, og desto større er de optiske tab, der skal kompenseres for.

Den optisk budget er det maksimalt acceptable tab på den optiske strækning mellem OLT og ONU. Det beregnes således:

Optisk budget = Kabeltab (0,35 dB/km × afstand) + Splittertab (3,5 dB pr. splitniveau) + Stiktab (0,3 dB × antal) + Margen (3 dB)

Ved en standard GPON-implementering:

• Afstand mellem OLT og abonnent: maks. 20 km.
• 1:64-splitter: dæmpning ≈ 18 dB
• Typisk samlet budget: 28 dB (klasse B+) eller 32 dB (klasse C++)

Hvis din installation overskrider dette budget (lange afstande, flere splitter i serie), skal du bruge SFP-moduler af klasse C++ eller indsætte en EDFA-forstærker. De forstærkede udendørs fiberkabler Elfcam G.657.A1/A2 med PE-kappe anbefales til langdistanceforbindelser, der er udsat for UV-stråling og temperatursvingninger.

Ofte stillede spørgsmål — GPON ONU, ONT og OLT