Vue d’Ensemble du Réseau d’Accès GPON FTTH

Le PON (Réseau optique passif) basé sur le réseau d’accès FTTH est une architecture de réseau de fibre de point à multipoint, dans laquelle des splitters à fibre optique non alimentés sont utilisés pour permettre à une seule fibre optique de desservir 32 à 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 large bande existantes. Le réseau d’accès GPON FTTH sera expliqué dans ce document.

Composants du Réseau d’Accès GPON FTTH

Un terminal de ligne optique, des splitters à fibre optique et un terminal de réseau optique sont 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 comporte au moins 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 à Fibre Optique

Le splitter à 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 ou plus niveaux de fibres correspondent à deux ou plus niveaux de splitter. Cela permet le partage de chaque fibre par de nombreux utilisateurs. Le splitter à fibre optique passif présente les caractéristiques suivantes : large plage de longueurs d’onde de fonctionnement, faible perte d’insertion et uniformité, dimensions minimales, fiabilité élevée, ainsi que politique de protection et de capacité de survie du réseau.

ONT (Terminal de Réseau Optique)

ONT est déployé dans les localités du client. Il est connecté à l’OLT au moyen d’une fibre optique et aucun élément actif n’est présent dans la liaison. Dans GPON, l’émetteur-récepteur de l’ONT est la connexion physique entre les localités 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 scission 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 de 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, il 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, généralement des baies de rue, appelés FDT (Boîtes de Distribution des Fibres), où résident 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 de FDT) au splitter de niveau 2. Le splitter de niveau 2 est généralement hébergé dans une boîte montée sur poteau, appelée FAT (Terminal d’Accès des Fibres), généralement placée à l’entrée du quartier.

Zone d’Utilisateur

Dans la zone d’utilisateur, des câbles de dérivation sont utilisés pour connecter le splitter de niveau 2 à l’intérieur de FAT aux localités de l’abonné. Pour faciliter la maintenance, un câble de dérivation d’antenne se termine généralement à l’entrée du domicile de l’abonné par 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 cordon de raccordement connecte l’ONT à l’ATB.

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

Budget de Pertes GPON

Le PON est généralement composé d’OLT, d’ONU 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). La perte de liaison est très importante dans la conception du 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

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. 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

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 coûts de déplacement, d’ajouts ou d’autres modifications, faible prix par port pour les composants passifs, installation facile et faibles coûts d’installation. Donc, GPON gagne en popularité dans les applications technologiques diverses et en constante évolution.

Mots-clés: GPON FTTH, OLT, ONT, Splitter à Fibre Optique