Na drodze do Fiber to the Home – architektura RFoG, VECTOR i FERGUSON – umowa o współpracy – Telekabel 01.2010

Na drodze do Fiber to the Home – architektura RFoG

Seweryn Jabłoński

RFoG (RF over Glass) jest technologią umożliwiającą operatorom kablowym świadczenie usług z zastosowaniem pasywnej sieci optycznej PON (Passive Optical Network). W rozwiązaniu tym wykorzystywane są tradycyjne elementy sieci HFC (Hybrid Fiber Coaxial), zarówno po stronie abonenta (set top box’y, modemy DOCSIS, terminale E-MTA), jak i w przypadku urządzeń stacyjnych, wpierających ten sam system dystrybucji i provisioning’u.
Zachowując infrastrukturę stacji czołowej, jak i standardy transmisji RF w paśmie dosyłowym i zwrotnym operator kablowy ma możliwość dostarczania usług Triple Play w sposób analogiczny jak w sieciach HFC:
• Wideo – telewizja analogowa lub cyfrowa (element abonencki set-top-box, odbiornik telewizyjny)
• Szybka transmisja danych – technologia DOCSIS (element abonencki modem kablowy lub E-MTA)
• Usługi głosowe – technologia VoIP (element abonencki PacketCableTM E-MTA)
Warstwa transportowa (optyczna) systemu RFoG jest w pełni kompatybilna ze standardami Gigabit EPON, czy GPON. Oznacza to, że w przypadku gdy operator rozpocznie budowę sieci FTTH (Fiber To The Home) od systemu RFoG, to w przyszłości nie ogranicza sobie możliwości migracji do technologii EPON, czy GPON, z wykorzystaniem tego samego włókna optycznego, jak również jednoczesnej koegzystencji obu technologii w jednym medium.

Porównanie architektury systemu RFoG i HFC

Na Rys.1 przedstawiono klasyczną sieć HFC oraz standardową topologię systemu RFoG.
Sieć RFoG jest bardzo podobna do sieci HFC, z ta różnicą, iż włókno optyczne jest doprowadzone do domu abonenta, a część RF ograniczona jest do okablowania rozprowadzonego po domu. RFoG wykorzystuje w stacji czołowej WDM Mux umożliwiający transmisję optyczną w kanale dosyłowym i zwrotnym w jednym włóknie. R-ONU jest głównie media konwerterem odbierającym/nadającym sygnał optyczny/RF. Dostarcza także interfejs RF do abonenckich urządzeń końcowych (set-top-box, modem DOCSIS, E-MTA).
Po stronie stacyjnej mamy do dyspozycji elementy nadawczo-odbiorcze, takie jak w klasycznej sieci HFC, jednak elementy te mogą zawierać dedykowane funkcjonalności poprawiające parametry systemu i optymalizujące kosztowo sieć RFoG. Wszystkie usługi i technologie dostarczone obecnie przez HFC są wsparte przez RFoG. Natomiast RFoG umożliwia tworzenie małych grup abonenckich pod dedykowane usługi typu VoD (Video On Demand) czy STD (szybką transmisję danych), co prowadzi do wzrostu pojemności transmisji, a także wspiera migracje do technologii Gigabit Ethernet z wykorzystaniem EPON, czy GPON.

Komponenty systemu RFoG

Architekturę systemu RFoG tworzą elementy stacyjne takie jak nadajnik 1550nm, wzmacniacz optyczny; element końcowy sieci instalowany u klienta zwany potocznie mini-węzłem optycznym (R-ONU) oraz oczywiście elementy pasywne: dzielniki optyczne, filtry optyczne.

ARRIS FTTMaxTM 1000 R-ONU

Na Rys.2 przedstawiono mini-węzeł optyczny firmy ARRIS.
ARRIS FTTMaxTM 1000 R-ONU od strony sieci dostarcza interfejs optyczny do RFoG PON a od strony abonenckiej dwukierunkowy port RF (wejście/wyjście), do którego użytkownik może podłączyć urządzenie CPE (modem kablowy, set-top-box, E-MTA, telewizor). Dostępny jest także model ze przelotowym złączem optycznym do podłączenia EPON ONU kompatybilnego ze standardami transmisji optycznej w systemach EPON lub GPON (ARRIS FTTMax Gigabit EPON system). Moc wyjściowa nadajnika kanału zwrotnego wynosi 3dBm na długości fali 1610nm. Kanał zwrotny na długości fali 1310nm jest także dostępny. Podczas transmisji w kanale zwrotnym FTTMax 1000 obsługuje detekcję sygnału typu „burst” (burst mode detection). Polega ona na włączeniu nadajnika kanału zwrotnego w sytuacji, gdy na wejście RF zostanie podany sygnał RF przekraczający zdefiniowany poziom włączenia lasera. Opcjonalny przelotowy port optyczny dedykowany jest do podłączenia GPON/EPON ONU. Tym samym mini-węzeł odbiera długość fali 1551±6.5nm i nadaje na 1610nm umożliwiając systemom EPON/GPON transmisję na 1490nm (kanał dosyłowy) i 1310nm (kanał zwrotny).

Platforma optyki stacyjnej w rozwiązaniach RFoG

Nadajniki stacyjne

Kanał dosyłowy w systemie RFoG transmitowany jest w oknie 1550nm (C-Band) ze względu na możliwość wzmocnienia sygnału optycznego za pomocą wzmacniaczy optycznych EDFA. Wzmocnienie równoważy straty wtrąceniowe pasywów optycznych (filtry optyczne, dzielnik optyczne 1×32 i 1×64). Dostępne dwa nadajniki pracujące w oknie 1550nm.

Nadajnik 1550nm CHP-GMOD jest w pełni zintegrowany z platformą ARRIS CHP Max5000. W przypadku zastosowania go w systemie RFoG umożliwia transmisję do 20km, a efektywny próg SBS wynosi 20dBm. Cecha ta umożliwia budowanie dowolnego systemu RFoG, którego budżet optyczny nie przekracza 26dB w kanale dosyłowym. Nadajnik CORWaveTM II oferuje efektywną kosztowo alternatywę dla CHP-GMOD o nieznacznie obniżonym progu SBS do wartości 15dBm. Może być wykorzystany w systemach nie wymagających transmisji na dystansie rzędu 20km, gdzie nie jest wymagany standardowy podział 1×32, lub w systemach rozlokowanych blisko stacji czołowej.

Analogowy odbiornik kanału zwrotnego

Dualny analogowy odbiornik kanału zwrotnego o parametrach optymalizowanych pod system RFoG. Oprócz standardowych funkcjonalności cechują go:
• rozszerzony poziom wejściowej mocy optycznej -26 ± -10 dBm (typowo w sieciach HFC -20 ± +3 dBm)
• ultraniskoszumny odbiornik, gdzie EIN < 1.5 pA/sqrt[Hz] (typowo w sieciach HFC ~7 pA/sqrt[Hz])
• opcjonalna funkcja „squelch” tłumiąca wyjście RF analogowego odbiornika optycznego w przypadku braku transmisji z R-ONU. Umożliwia redukcję wpływu szumu termicznego na parametry szumowe systemu w kanale zwrotnym.

Wzmacniacz optyczny EDFA

Platforma CHP Max5000 zawiera kompletny zestaw wzmacniaczy optycznych EDFA. Zróżnicowanie modułów co do liczby wyjść i funkcjonalności (tryb pracy Constant Gain, Constant Power) umożliwia tworzenie dowolnych topologii systemów RFoG.

Korzyści wynikające z wdrożenia systemu RFoG:
• projektowanie/konfiguracja systemu oparta o identyczne zasady jak w tradycyjnych systemach HFC
• zwiększenie jakość świadczonych usług przez tworzenie mniejszych grup abonenckich (możliwy wzrost przepustowości), pod które mogą być planowane dedykowane usługi STD, VoD, VoIP itp.
• zmniejszenie kosztów utrzymania sieci, gdyż jest to sieć pasywna, z włóknem doprowadzonym do mieszkania abonenta, montaż urządzenia u klienta w domu, zasilanie R-ONU po stronie abonenta
• zwiększenie niezawodności sieci poprzez ograniczenie zjawisk fizycznych wpływających na parametry systemu (np. ingres, szum termiczny, liczba elementów aktywnych), nie wymaga regulacji sieci
• umożliwia migrację do systemów Gigabit Ethernet takich jak EPON/GPON
• odpowiednio dobrane długości fali umożliwiają koegzystencję w jednym włóknie światłowodowym systemów RFoG, EPON/GPON a także systemów Ethernet’owych. Umożliwia to zaprojektowanie systemu z dedykowanymi usługami pod zróżnicowanych klientów.

VECTOR i FERGUSON – umowa o współpracy

Firma Ferguson – największy w Polsce dostawca cyfrowych set-top-boxów oraz firma VECTOR poinformowały o podpisaniu umowy o współpracy w zakresie dystrybucji odbiorników cyfrowej telewizji kablowej.

Produkty Ferguson to wiodące na rynku cyfrowe urządzenia multimedialne. Stanowią one uzupełnienie rozwiązań, które VECTOR oferuje operatorom kablowym w zakresie zaawansowanych usług telewizji cyfrowej .
Dzięki podjętej współpracy firma VECTOR rozwinie ofertę wsparcia technicznego i usług serwisowych. Ferguson natomiast zyska nowy kanał dystrybucji oraz możliwość skorzystania z wieloletniego doświadczenia VECTOR na rynku telewizji kablowej.

Umowa wchodzi w życie ze skutkiem natychmiastowym, w związku z tym VECTOR jest jedynym w Polsce dystrybutorem odbiorników cyfrowej telewizji kablowej marki Ferguson.