GPON ONU, ONT och OLT: allt du behöver veta om PON-arkitekturen

FTTH-fibernät bygger nästan alla på samma grundläggande infrastruktur: ett passivt optiskt nät, eller PON. Bakom denna teknik döljer sig två viktiga komponenter — denOLT operatörssidan ochFN/ONT abonnentsidan — en kunskap som är oumbärlig för alla fibertekniker, nätverksansvariga eller systemintegratörer som arbetar med FTTH-utbyggnader. Denna guide förklarar de olika rollerna, varianterna GPON, EPON och XGS-PON, samt hur man väljer rätt utrustning utifrån sin infrastruktur.

PON-arkitekturen: varför just GPON?

Ett nätverk PON (passivt optiskt nätverk) är en distributionsinfrastruktur med optisk fiber som inte använder någon aktiv utrustning mellan operatörens central och abonnentens lokaler. Överföringen sker uteslutande via passiva optiska splitters – komponenter utan strömförsörjning som delar upp signalen.

Den största fördelen är ekonomisk: en enda fiber från OLT kan betjäna upp till 128 följare (förhållandet 1:128 i GPON) genom att dela upp signalen vid splitteren. Detta minskar installationskostnaden avsevärt jämfört med en punkt-till-punkt-arkitektur, där varje abonnent skulle behöva en egen dedikerad fiberlinje till centralen.

En FTTH-GPON-utbyggnad kostar i genomsnitt 30–40 % mindre än en motsvarande punkt-till-punkt-arkitektur, tack vare gemensam användning av transportfibern.

Den GPON (Gigabit Passive Optical Network) är den standard som fastställts av ITU-T G.984 och utgör idag den dominerande tekniken vid FTTH-utbyggnader i Europa och Frankrike. Den erbjuder 2,5 Gbps nedströms (operatör → abonnent) och 1,25 Gbps uppströms, fördelade mellan abonnenterna på samma PON-port.

FN och ONT GPON: terminalen på abonnentsidan

L'ONU (Optical Network Unit) eller ONT (Optical Network Terminal) är den utrustning som är installerad hos abonnenten. Den sköter omvandlingen mellan den optiska signalen i fibern och de användbara elektriska gränssnitten (Ethernet, analog telefoni, WiFi). I praktiken avser ONU och ONT ofta samma enhet – den tekniska nyansen är att ONT är direkt ansluten till terminalutrustningen (boxen), medan ONU försörjer ett undernät via en Ethernet-switch.

De vanligaste UN/UNT-konfigurationerna:

• 1 GE FN — en enda Gigabit Ethernet-port, minimalistisk konfiguration för enkla installationer i bostäder
• 1 GE + 3 FE FN — 1 Gigabit-port + 3 Fast Ethernet-portar, perfekt för mindre fastigheter eller kontorslokaler
• 1 GE + 3 FE + PoE ONU — med inbyggd PoE-strömförsörjning för direkt strömförsörjning av Wi-Fi-åtkomstpunkter eller IP-kameror
• Inbyggt FN-WiFi — med WiFi-modul (2,4/5 GHz), för allt-i-ett-lösningar i hemmet
• FN CATV — med RF-uttag för kabel-TV via koaxialkabel, vanligt förekommande i kombinerade installationer

Den optiska anslutningen på en ONU är alltid en SC/APC (grön kontakt, vinkel 8°). Det är denna kontakt som ansluts till fiberkabeln som kommer från PTO (optisk terminalanslutning) i FTTH-anslutningsutrymmena.

OLT GPON: koncentratorn på operatörssidan

L'OLT (optisk linjeterminal) är den centrala utrustningen i ett PON-nätverk, installerad i nätverkets huvudändpunkt — vanligtvis i operatörens NRO (optisk anslutningsnod) eller DSLAM, eller i serverrummet i ett privat nätverk (campus, hotell, förvaltat bostadsområde). OLT är den enda aktiva enheten i hela arkitekturen: den hanterar tidssynkroniseringen (TDMA) för överföringar till och från varje ONU.

De viktigaste funktionerna hos en OLT:

• PON-aggregering — varje PON-port hanterar upp till 64 eller 128 ONU/ONT samtidigt
• Bandbreddshantering — dynamisk tilldelning (DBA) utifrån varje abonnents behov
• FN-autentisering — registrering av terminaler efter serienummer eller LOID
• VLAN och QoS — åtskillnad mellan internettrafik, rösttrafik och IPTV
• Nätverksuppkoppling — GbE- eller 10GbE-uplink-portar till kärnnätverket (router, BRAS)

En Elfcam OLT med 4 PON-portar kan därmed hantera upp till 256 följare samtidigt (4 × 64) i en enda rackenhet. Versionen med 16 portar utökar denna kapacitet till 1 024 prenumeranter — tillräckligt för en FTTH-utbyggnad i ett helt bostadsområde eller på ett stort campus.

GPON vs EPON: vilka skillnader finns det?

De två stora PON-standarderna som införs världen över är GPON (ITU-T G.984) och EPON (IEEE 802.3ah). Även om de fyller samma funktion skiljer de sig åt på flera tekniska punkter och är inte kompatibla med varandra – en GPON-ONU kan inte fungera på en EPON-OLT, och vice versa.

I Frankrike, GPON är den standard som Orange har infört för sitt offentliga FTTH-nät. SFR, Bouygues och Free använder också GPON i sina nätverk. EPON förekommer fortfarande i viss företagsutrustning och i industriella anläggningar, särskilt i Asien.

XGS-PON och XGPON: övergången till 10G-hastighet

Nästa generation av GPON är XGS-PON (10-Gigabit symmetrisk PON, ITU-T G.9807.1), vilket fyrdubblar fiberhastigheterna: 10 Gbps nedströms och 10 Gbps uppströms. Det är den teknik som de europeiska operatörerna gradvis övergår till för att möta efterfrågan på bandbredd för molntjänster, spel och 4K-videokonferenser.

Det som utmärker XGS-PON är dess samverkan med GPON på samma fiberinfrastruktur. De båda teknikerna använder olika våglängder, vilket gör att en XGS-PON-OLT samtidigt kan betjäna både GPON-ONU:er (tidigare abonnenter) och XGS-PON-ONU:er (nya abonnenter) i samma distributionsnät. Övergången sker alltså stegvis, utan att kablar eller splitters behöver bytas ut.

Observera: XGPON (G.987, 10G nedströms / 2,5G uppströms) är en asymmetrisk variant som är mindre utbredd än XGS-PON. Free använder bland annat XGS-PON i sin Freebox Ultra, som har en 10G SFP+-port på abonnentsidan.

SFP-moduler för GPON: det kompakta alternativet till specialutrustning

Ett alternativ till dedikerade ONU/ONT är SFP-modul för GPON — en transceiver i standard-SFP-format som integrerar GPON-logik i en formfaktor på 1,25G eller 2,5G. Denna typ av modul sätts in i SFP-porten på en hanterad switch eller en kompatibel router, vilket förvandlar utrustningen till en GPON-ONU utan behov av någon extra dedikerad enhet.

SFP-modulerna för GPON finns i två effektklasser:

• PX20+ / PX20++ — optisk budget på 29–32 dB, täckning upp till 20 km, för standardmässiga FTTH-installationer i bostadsområden
• Klass C++ — optisk budget på 32–35 dB, för långa avstånd eller splitters med hög fördelningsförhållande (1:128)

SFP-modulerna OLT (operatörssidan) och SFP ONU (abonnentsidan) är olika och kan inte bytas ut mot varandra. En SFP GPON OLT TX-modul på 1490 nm är avsedd att sättas in i OLT:n, medan en SFP ONU TX-modul på 1310 nm installeras i abonnentutrustningen.

Dimensionering av ett PON-nätverk: splitförhållande och optisk budget

Dimensioneringen av ett PON-nät bygger på två grundläggande parametrar: splitkvot och den optisk budget.

Den splitkvot är förhållandet mellan antalet PON-portar på OLT:n och antalet anslutna abonnenter. Ett förhållande på 1:64 innebär att en PON-port betjänar 64 ONU:er. Ju högre förhållandet är, desto mindre blir bandbreddsbudgeten per abonnent och desto större blir de optiska förlusterna som måste kompenseras.

Den optisk budget är den maximalt tillåtna förlusten i den optiska sträckan mellan OLT och ONU. Den beräknas enligt följande:

Optisk budget = Kabelförluster (0,35 dB/km × avstånd) + Förluster i splitter (3,5 dB per delningsnivå) + Förluster i kontakter (0,3 dB × antal) + Marginal (3 dB)

För en standardinstallation av GPON:

• Avstånd mellan OLT och abonnent: högst 20 km.
• Splitter 1:64: dämpning ≈ 18 dB
• Typisk totalbudget: 28 dB (klass B+) eller 32 dB (klass C++)

Om din installation överskrider denna budget (långa avstånd, flera splitters i serie) måste du använda SFP-moduler av klass C++ eller koppla in en EDFA-förstärkare. De förstärkta fiberkablar för utomhusbruk Elfcam G.657.A1/A2 med PE-mantel rekommenderas för långdistansförbindelser som utsätts för UV-strålning och temperaturvariationer.

Vanliga frågor — GPON ONU, ONT och OLT