Bienvenue dans ce nouveau bulletin technique.
Le but de cette série de bulletins techniques est de vous informer chaque mois sur les derniers développements technologiques concernant le monde des Technologies de l'Information et de la Communication.
La Technologie du Réseau Optique Passif (POL)
Introduction
À mesure que les réseaux d'entreprise continuent de changer et d'évoluer, la pression budgétaire pousse la plupart des responsables informatiques à examiner différentes architectures de réseau.
Certains envisagent l'utilisation de réseaux optiques passifs (PON) dans un environnement de réseau local (LAN), connu sous le nom de réseau optique passif (POL). En tant que solution point à multipoint, PON utilise des répartiteurs optiques passifs, par opposition aux commutateurs Ethernet actifs, pour distribuer tous les signaux de données, voix et vidéo dans toute l'entreprise. Un seul brin de fibre optique monomode permet aux administrateurs de réseau de converger les réseaux existants - y compris la voix, la vidéo, les données, l'accès sans fil, la sécurité, la surveillance et l'automatisation des bâtiments - sur une infrastructure unique. Les économies de coûts potentielles en termes d'installation de câblage, de coûts d'équipement et de dépenses énergétiques peuvent être importantes, en fonction de la manière dont l'architecture est déployée.
Historique xPON
Les réseaux optiques passifs (PON) ont été largement déployés depuis les années 1990. Les PON ont été développés à l'origine pour fournir des services de réseau à haut débit dans les applications FTTH (Fiber to the Home). Le besoin de réseaux de transport de données économiques et à grande vitesse sur de longues distances a rendu les architectures PON très attrayantes à cette fin. Les efforts pour normaliser et commercialiser cette technologie ont commencé en 1995 et ont abouti à une norme de l'ITU largement connue sous le nom de GPON (série G.984).
La norme GPON a été formulée dans une période où il y avait une incertitude quant à l'avenir de la mise en réseau de données. Le trafic vocal passait aux réseaux basés sur SONET / SDH et les réseaux de données gagnaient en volume et en vitesse. La technologie ATM a été largement présentée comme le réseau pour les services du futur avec Ethernet émergeant comme la technologie LAN dominante.
CommScope Bulletin Technique
Mai 2018
Figure 1 : PON utilise un seul brin de fibre monomode pour envoyer et recevoir des données du local central. Le graphique ci-dessus représente un réseau FTTH PON typique. Ces réseaux sont basés sur les standards GPON ou EPON.
Les caractéristiques de conception GPON ont été décomposés à partir de ces éléments : - Technologie Point à Multipoint.
- Optimisé pour les applications FTTH et FTTB.
- Portée supérieure à 20Km en utilisant une fibre optique monomode.
- Technologie de transport ATM permettant une bonne interface avec SONET et d'autres équipements de réseau TDM, alors répandus dans les réseaux opérateurs.
- Transport de données «universel» - encapsulant de nombreux types de protocoles de données différents et les acheminant par tunnel via le réseau GPON dans un format natif.
- Les débits de données Gigabit jugés adéquats pour la fourniture de services «Triple Play» - Voix, données et vidéo sur un réseau unifié.
Cependant, depuis ce temps, Ethernet est devenu la technologie de réseau dominante. Ethernet a déplacé non seulement ATM, mais aussi FDDI et Token Ring et a émergé comme le protocole de référence. "Tout sur IP (Internet Protocol)" est un mantra commun pour les concepteurs de réseaux.
La technologie Ethernet et IP ont pénétré les réseaux Opérateurs et le besoin d'un PON Ethernet répondant à la réalité d'aujourd'hui a été entendu par l'IEEE avec un standard Ethernet PON largement connu sous le nom d'EPON qui a été ratifié en 2004. Cette norme, comme GPON, offre une plate- forme pour la voix, les données et la vidéo, mais sur une base IP et Ethernet.
Similitudes et différences GPON / EPON
Les objectifs de l'EPON étaient différents des objectifs de l'ITU, ce qui se reflète dans la norme qui en résulte. Cela dit, de nombreux aspects de la norme ITU GPON ont été réutilisés pour la norme IEEE. La norme EPON utilise la couche physique GPON mais cible le mécanisme de transport pour le trafic Ethernet IP.
Les similitudes d'EPON par rapport à GPON sont :
- Terminal de ligne optique (OLT) en tête de réseau.
- Séparateurs optiques passifs.
- Même réseau de câblage un seul brin de fibre optique monomode.
- Plusieurs unités de réseau optique (ONU) ou terminaisons de réseau optique (ONT) dans la zone de travail.
- Utilisation de WDM
o 802.3ah / ITU G.984 Montant 1490nm, Descendant 1310nm
o 802.3av / UIT G.987 Montant 1260-1280nm, Descendant 1575-1580nm
- Les normes définissent différents budgets de perte, mais utilisent généralement 28 dB (offre une répartition 1x32 et une portée de 20 km)
- Les deux fournissent un support pour la voix, la vidéo et les données
Les différences entre EPON et GPON sont :
- EPON commence et se termine comme Ethernet. Utilisé largement dans les marchés d'entreprise en Amérique du Nord et de FAI asiatiques.
o Services de données IP o VoIP
o IPTV - Supporte la multidiffusion donc utilise moins de bande passante o Les taux de liaison EPON correspondent aux normes IEEE, soit 1 Gb, 10 Gb
o Adoption Ethernet généralisée réduisant les coûts et stimulant l'investissement dans EPON
o Interopérabilité via DOCSIS DPoE
- GPON basé sur la norme ITU, donc destiné aux opérateurs télécoms o Fournit ATM pour la voix
o Ethernet pour les données
o Encapsulation propriétaire pour d'autres services vocaux
o Les débits de liaison GPON correspondent aux normes ITU, à savoir OC3, OC12 o Équipement basé sur ITU / SONET généralement plus cher/complexe
Pourquoi implémenter xPON?
Les éléments suivants détaillent certaines caractéristiques et avantages de l'implémentation d'une solution xPON:
- Sécurité :
o Pas d’interférences
o Administration centralisée et sécurisée
- Convergence de la voix, de la vidéo, des données et de l'automatisation des bâtiments sur une seule fibre
o Fiabilité améliorée
o Réduction du temps d'installation et des coûts o Réduction des coûts opérationnels et de formation o Performances réseau améliorées
- Aucune électronique requise entre le centre de données et le bureau o Élimine la couche de distribution active des commutateurs
o Pas besoin d'alimentation de secours ou de refroidissement spécial dans les LTE o Mais ... l'équipement actif du bureau doit être alimenté localement
- Green IT
o Moindre coût o Moins de puissance o Moins d'espace
Applications en réseau d'entreprise pour EPON
Les réseaux d'entreprise sont traditionnellement basés sur des technologies point à point (P2P). Le concept de LAN centralisée par fibre optique (FTTD) a été standardisé et existe depuis des décennies.
Il a rarement été déployé car le coût de l'équipement de réseau optique a largement dépassé le coût relatif de l'équipement en cuivre. PON fournit le même concept FTTD, mais avec des différences de topologie, de portée et de média.
EPON est, cependant, intrinsèquement compatible avec Ethernet et interopérable entre les fournisseurs. GPON peut prendre en charge certaines fonctionnalités réseau Ethernet d'entreprise par l'intermédiaire d'extensions de produit propriétaires, mais le commutateur principal GPON (OLT) et les adaptateurs Ethernet (ONT) correspondants doivent provenir du même fournisseur afin de prendre en charge ces fonctions. Cela conduit à une approche tout ou rien à la mise en réseau GPON. En revanche, EPON se comporte et fait partie intégrante des réseaux Ethernet. Il se marie bien avec le réseau global de l'entreprise et offre un éventail d'options intéressantes non disponibles avec les technologies P2P.
Le PON peut être adapté à une application locale connue sous le nom de réseau optique passif (POL).
Dans ce cas, le traditionnel câblage horizontal en cuivre est remplacé par un câble optique monomode, et les unités ONU sont utilisé pour fournir des connexions RJ45 traditionnelles pour les équipements LAN.
Avec une portée de 20 kilomètres, la couche distribution peut être directement étendue aux commutateurs de Couche d'Accès sur un grand campus. Ainsi, l’architecture point à multipoint permet une répartition des coûts sur un grand nombre d'utilisateurs, avec la possibilité d'éliminer les équipements des couches Distribution ou Accès pour les réseaux de campus.
10G EPON a été ratifié en 2009 comme IEEE 802.3av. Il utilise à nouveau la même architecture de réseau optique physique, mais augmente le débit à 10 Gigabits de bande passante symétrique. Il fonctionne en superposition avec les réseaux EPON 1G dont les longueurs d'onde sont différentes des autres longueurs d'onde du réseau Campus. Augmenter la bande passante là où et quand cela est nécessaire sur un campus avec EPON est une approche rapide et économique comparée à la mise à niveau d'une architecture réseau P2P complète.
Le déploiement de la technologie PON nécessite un examen attentif de la bande passante et de l'utilisation que le prévoit du réseau. Des systèmes d'ingénierie et de réservation de bande passante ont été mis en œuvre dans des dispositifs PON pour prendre en charge ces environnements à usage mixte. L'ingénierie de bande passante est une exigence pour tous les réseaux et n'est pas unique aux réseaux PON. 10G EPON fournira un potentiel de croissance pour cette topologie de réseau.
Active Ethernet (AE)
Active Ethernet (AE) est simplement une extension des technologies de réseau Ethernet qui prennent en charge la transmission sur câbles cuivre à paire torsadée de 10/100/1000 Mbps et 10 Gbps. La différence est l'introduction de la conversion de média pour permettre la migration de la transmission cuivre Ethernet existante vers un réseau à fibre optique. De nouvelles innovations autour de Carrier Ethernet facilitent la gestion, la visibilité et le contrôle du réseau, le convertisseur de média pouvant désormais agir comme un point de démarcation actif permettant une plus grande visibilité du réseau et une meilleure assurance du service
AE, combiné à des technologies de conversion de média éprouvées, propose une approche évolutive pour apporter les avantages de la fibre optique à un réseau déjà installé qui tire parti d'équipements de réseau Ethernet de classe entreprise.
AE avec conversion de média s'intègre de manière transparente aux réseaux Ethernet cuivre existants, apportant les avantages en termes de bande passante, de distance et de sécurité des liaisons fibre selon les besoins.
AE permet d'équilibrer le mélange de fibres et de cuivre et de maintenir l'utilisation du cuivre là où il fonctionne bien et où il apporte des avantages supplémentaires (tels que la distribution d'énergie via PoE). Alors que AE nécessite des liaisons fibre dédiées à chaque point terminal, CWDM fournit une
méthode avantageuse de transmission de 16 canaux dédiés sur une seule paire de fibres, ce qui permet le partage de fibres dans les rocade réseau.
En utilisant AE, les gestionnaires de réseau peuvent :
- Migrer les liens critiques vers la fibre sans affecter le service sur l'ensemble du réseau - Travailler dans un environnement pour lequel ils sont formés et qui leur est familier
- Apporter plus de contrôle, de visibilité et d'assurance de service aux fonctions de leurs réseaux.
AE offre une approche évolutive de la migration réseau avec des niveaux d'assurance de service supérieurs à ceux offerts par les services partagés de POL.
Conclusion
GPON est devenu une solution de choix pour de nombreux réseaux Opérateurs. La portée étendue de ce réseau associée à la compatibilité Ethernet présente des avantages tant en termes de coûts d'investissement que de coûts opérationnels. La demande pour cette technologie a entraîné d'importants investissements dans la recherche et le développement de solutions GPON, l'augmentation des ventes de ces produits ne fera qu’en réduire le coût.
Les réseaux locaux d'entreprise ne bénéficient généralement pas de la portée étendue des réseaux PON car ils utilisent des liaisons relativement courtes. Les réseaux de campus (CAN) pourraient bien bénéficier des fonctionnalités de GPON, car ils couvrent des longueurs plus importantes L'interopérabilité du GPON et des équipements Ethernet traditionnels permet de créer des solutions hybrides combinant les avantages de chaque type de réseau et peut s'avérer être l'option la plus économique. Alors que la technologie GPON continue d'évoluer, elle pourrait bien élargir la niche qu'elle occupe actuellement dans l'espace Enterprise.
Ressources et liens utiles
Calculateurs et Outils:
o Fiber Performance Calculator:Calculez rapidement et précisément la connexion ou l’atténuation de liaisons de manière innovante et trouvez les applications prises en charge. Vous pouvez enregistrer les résultats et les envoyer par email…
o Copper Performance Specifications Document: Comprend toutes les dernières performances de la solution cuivre SYSTIMAX pour les applications les plus courantes (données, voix, vidéo, etc.). Vous pouvez filtrer les applications fréquemment utilisées et créer votre document personnalisé.
o Fiber Performance Specifications Document: Comprend toutes les performances à jour des solutions SYSTIMAX fibres pour les applications (Ethernet, Fibre Channel, InfiniBand, etc.). Vous pouvez filtrer les applications fréquemment utilisées et créer votre document personnalisé.
o Pathways and Space Calculator: Cet outil Web est un moyen facile d'estimer combien de câbles peuvent être installés dans un chemin de câble en fonction de son taux de remplissage.
- CommScope Blog: CommScope fournit une infrastructure qui permet aux utilisateurs de se connecter et de communiquer de manière transparente où, quand et comment ils le souhaitent. CommScope Blog est un espace pour les dernières idées et opinions. Rejoignez la conversation !
- eBooks: Nos experts sont heureux de vous présenter un ensemble de livres électroniques sur les bases de l'industrie des télécommunications disponibles en téléchargement gratuit.
- Visio Stencils: Bibliothèque Viso pour les produits CommScope.
- Webinars: Les webinaires CommScope ont été conçus pour partager les dernières informations sur des sujets spécifiques. Vous pouvez sélectionner un secteur d’activité spécifique pour voir la liste des sujets disponibles
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Olivier Trichet Responsable Technique | CommScope
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