Systemy transmisji w sieci HFC

Nowoczesna architektura sieci HFC (Hybryd Fiber Coax) to zaawansowana platforma transportowa dla usług telekomunikacyjnych, która zapewnia realizację szerokiej gamy oferty usług multimedialnych typu:

1. Broadcast - transmisja rozsiewcza sygnałów radiowych i telewizyjnych z wykorzystaniem technologii analogowej i cyfrowej
2. Narrowcast - transmisja dedykowana dla usług:
   • Transmisja danych
   • Telefonia VoIP
   • Video on Demand
   • Systemy monitorowania

W architekturze sieci HFC wykorzystuje się szereg nowoczesnych rozwiązań technologicznych, które mają zapewnić:

• Wysoką jakość transmisji poprzez zastosowanie najnowocześniejszych rozwiązań technologicznych w zakresie transportu mediów
• Wysoką niezawodność poprzez zastosowanie mechanizmów redundantnych oraz systemów monitorowania
• Obsługę dużych terytorialnie obszarów oraz konsolidację z innymi sieciami kablowymi poprzez zastosowanie technik transmisji optycznej 1550nm
• Dostępność dużej ilości pasma transmisyjnego poprzez zastosowanie technik zwielokrotniania długości fal optycznych DWDM

Urządzenia, które odpowiadają za transmisję w architekturze sieci HFC dzielą się na kilka grup:

1. Systemy transmisji optycznej – odpowiada za transport sygnałów RF oraz IP poprzez włókna optyczne. System transmisji optycznej ze względu na rodzaj zastosowanych urządzeń oraz architekturę możemy podzielić na:
   • System transmisji dwukierunkowej - pomiędzy stacją czołową a punktami dystrybucyjnymi lub i regionalnymi stacjami czołowymi. Transmisja odbywa się w oparciu o technologie transmisji optycznej 1550nm, 1310nm oraz zwielokrotniania długości fal optycznych DWDM. W punkcie dystrybucyjnym lub regionalnej stacji czołowej istnieje możliwość dodania usług typu narrowcast w oparciu o technologię zwielokrotniania długości fal optycznych DWDM lub poprzez dodanie systemów transmisji optycznej 1310nm lub DWDM. System przedstawia rys. 1.

     

   • FTTB (Fiber to the Building) – system zapewnia realizacje transmisji światłowodowej pomiędzy stacją czołową lub i regionalnymi punktami dystrybucyjnymi do węzłów optycznych zlokalizowanych bezpośrednio w budynku. Transmisja odbywa się w oparciu o technologię transmisji 1550nm, 1310nm, oraz zwielokrotniania długości fal optycznych DWDM. Takie rozwiązanie zapewnia transmisję sygnałów RF w pełnym paśmie do 1GHz oraz minimalizuje wpływ czynników zakłócających tor zwrotny. System przedstawia rys.2.

     

   • FTTH (Fiber to the Home) – system zapewnia realizacje transmisji sygnałów RF i lub IP pomiędzy stacją czołową lub i regionalnymi punktami dystrybucyjnymi do dedykowanych jednostek abonenckich zlokalizowanych bezpośrednio w mieszkaniu. System FTTH ze względu na urządzenia i architekturę można podzielić na: aktywny oraz pasywny. System aktywny oparty jest na urządzeniach takich jak routery, przełączniki, które zapewniają transmisję aktywnego Ethernetu z przepływnością do 1GbE bezpośrednio do abonenta. W tym celu pomiędzy punktem dystrybucyjnym (przełącznik/router) a abonentem wymagane jest dedykowane włókno optyczne. W systemie pasywnym transmisja odbywa się w pojedynczych włóknach optycznych i następnie jest dzielona symetrycznie z podziałem w zależności od systemu 1x32 lub 1x64 do dedykowanej grupy abonentów. Podział następuje w pasywnych dzielnikach optycznych nie wymagających zasilania, które rozmieszczone są w różnych miejscach sieci PON. W systemie pasywnym do transmisji sygnałów RF i IP można zastosować architekturę RFoG lub GEPON/GPON. Architekturę FTTH przedstawia rys.3.

     

   Do konwersji sygnału optycznego na elektryczny w sieci optycznej służą węzły optyczne oraz optyczne jednostki abonenckie. Wyróżniamy kilka typów węzłów optycznych oraz jednostek abonenckich które są dedykowane do zastosowania w systemach transmisji optycznej. W zależności od architektury sieci wyróżniany węzły optyczne i optyczne jednostki abonenckie:
   • Węzeł optyczny dedykowany do obsługi małych terytorialnie obszarów lub i architektury FTTB (Fiber To The Building). Wyposażony w pojedynczy lub podwójny układ wzmacniaczy RF oraz w nadajnik optyczny toru zwrotnego wykonany w technologii FP, DFB, DFB CWDM.
   • Modularny i skalowalny węzeł optyczny wyposażony w układy wzmacniacza RF o wyjściach parzystych z możliwością segmentacji toru forward oraz return. Dostępność nadajników optycznych wykonanych w technologii analogowej i cyfrowej umożliwia realizację szerokiej gamy aplikacji w tym architektury redundantnej. Węzeł umożliwia także realizację systemów typu PON w tym RFoG.
   • Modularny i skalowalny węzeł optyczny wyposażony w cztery niezależne układy wyjściowe wzmacniaczy RF. Pełna segmentacja torów forward i return 4x4. Dostępność nadajników optycznych wykonanych w technologii analogowej i cyfrowej umożliwia realizację szerokiej gamy aplikacji w tym architektury redundantnej równolegle z segmentacją torów forward oraz return. Węzeł umożliwia także realizację systemów typu PON w tym RFoG.
   • Optyczna jednostka abonencka ONU dedykowana do architektury RFoG. W zależności od rodzaju przeznaczona do instalacji w sieciach PON FTTB lub FTTH. Kompatybilna z systemem GEPON/GPON.
   • Optyczna jednostka abonencka ONT przeznaczona do instalacji w systemach GEPON/GPON. W zależności od rodzaju wyposażona w interfejsy RF, POTS, Ethernet.
2. Urządzenia aktywne sieci koncentrycznej. W tej grupie wyróżniamy dwukierunkowe wzmacniacze sygnałów RF. Wzmacniacze dzielą się na:
   • Wzmacniacze magistralowe
   • Wzmacniacze liniowe
   • Wzmacniacze dystrybucyjne
3. Elementy pasywne sieci koncentrycznej dzielą się na dwie podgrupy:
   • Seria hermetycznych rozgałęźników i odgałęźników o określonej liczbie wyjść RF dla zastosowań w sieci magistralowo-dystrybucyjnej. Serię uzupełnia hermetyczna zwrotnica prądowa.
   • Seria budynkowych elementów pasywnych. W tym rozgałęźniki i odgałęźniki o określonej liczbie wyjść oraz multitapy o stopniowanym tłumieniu.
4. Kable koncentryczne. Transmisja pomiędzy węzłem optycznym, wzmacniaczami a abonentem realizowana jest za pomocą kabli koncentrycznych. Kable koncentryczne dzielą się na:
   • kable budynkowe - cechą charakterystyczną kabli budynkowych to konstrukcja która zapewnia elastyczne prowadzenie kabla w budynkach mieszkalnych jak również właściwości elektryczne takie jak: tłumienie, impedancja, rezystancja, stała propagacji i szczelność wycieku.
   • kable magistralowe - zapewniają niską tłumienność oraz niską rezystancję omową co pozwala na realizowanie transmisji na długich odcinkach. Konstrukcja hermetycznie uszczelnionych komór dielektryka tworzy zwartą konstrukcję kabla, co zapewnia ochronę przed dostępem wody z zewnątrz. Kable magistralowe mogą być stosowane zarówno w instalacjach napowietrznych jak również podziemnych.