GPON ONU, ONT og OLT: Alt du trenger å vite om PON-arkitekturen

Nesten alle FTTH-fiber nettverk bygger på den samme grunnleggende infrastrukturen: et passivt optisk nettverk, eller PON. Bak denne teknologien ligger to sentrale komponenter — denOLT operatørsiden ogFN/ONT abonnentsiden — som alle fiberteknikere, nettverksansvarlige og systemintegratorer som arbeider med FTTH-utbygginger må ha full kontroll over. Denne veiledningen forklarer hver enkeltes rolle, variantene GPON, EPON og XGS-PON, og hvordan du velger riktig utstyr ut fra din infrastruktur.

PON-arkitekturen: Hvorfor GPON?

Et nettverk PON (passivt optisk nettverk) er et fiberoptisk distribusjonsnettverk som ikke bruker noe aktivt utstyr mellom operatørens sentral og abonnentens lokaler. Overføringen skjer utelukkende ved hjelp av passive optiske splitter – komponenter uten strømforsyning som deler opp signalet.

Den viktigste fordelen er økonomisk: én enkelt fiber fra OLT-en kan betjene opptil 128 abonnenter (forholdet 1:128 i GPON) ved å splitte signalet ved splitterne. Dette reduserer installasjonskostnadene betydelig sammenlignet med en punkt-til-punkt-arkitektur, der hver abonnent ville trenge sin egen dedikerte fiberlinje til sentralen.

En FTTH-GPON-utbygging koster i gjennomsnitt 30–40 % mindre enn en tilsvarende punkt-til-punkt-arkitektur, takket være felles bruk av transportfiberen.

Den GPON (Gigabit Passive Optical Network) er standarden definert av ITU-T G.984 og er i dag den dominerende teknologien i FTTH-utbygginger i Europa og Frankrike. Den tilbyr 2,5 Gbps nedstrøms (operatør → abonnent) og 1,25 Gbps i oppstrømsretning, fordelt mellom abonnentene på samme PON-port.

FN og ONT GPON: abonnentterminalen

L'ONU (Optical Network Unit) eller ONT (Optical Network Terminal) er utstyret som er installert hos abonnenten. Det sørger for konvertering mellom det optiske signalet fra fiberen og de brukbare elektriske grensesnittene (Ethernet, analog telefoni, WiFi). I praksis betegner ONU og ONT ofte det samme apparatet – den tekniske nyansen er at ONT er direkte koblet til terminalutstyret (boksen), mens ONU forsyner et undernett via en Ethernet-switch.

De vanligste FN/ONT-konfigurasjonene:

• 1 GE FN — én Gigabit Ethernet-port, minimalistisk konfigurasjon for enkle installasjoner i private hjem
• 1 GE + 3 FE FN — 1 Gigabit-port + 3 Fast Ethernet-porter, ideelt for små bygninger eller kontorlokaler
• 1 GE + 3 FE + PoE ONU — med innebygd PoE-strømforsyning for direkte strømtilførsel til Wi-Fi-tilgangspunkter eller IP-kameraer
• Innebygd FN-WiFi — med WiFi-modul på 2,4/5 GHz, for alt-i-ett-løsninger i hjemmet
• FN CATV — med RF-port for kabel-TV via koaksialkabel, vanlig i kombinerte installasjoner

Den optiske kontakten på en ONU er alltid en SC/APC (grønn kontakt, vinkel 8°). Det er denne kontakten som kobles til fiberkabelen som kommer fra PTO (optisk terminaluttak) i FTTH-uttakene.

OLT GPON: konsentratoren på operatørsiden

L'OLT (optisk linjeterminal) er det sentrale utstyret i et PON-nettverk, installert i nettverkets hode — vanligvis i operatørens NRO (optisk tilkoblingsnode) eller DSLAM, eller i serverrommet til et privat nettverk (campus, hotell, boligkompleks). OLT er det eneste aktive utstyret i hele arkitekturen: den styrer tidssynkroniseringen (TDMA) av overføringene til og fra hver ONU.

De viktigste funksjonene til en OLT:

• PON-aggregering — hver PON-port støtter opptil 64 eller 128 ONU/ONT samtidig
• Båndbreddeadministrasjon — dynamisk tildeling (DBA) i henhold til hver enkelt abonnents behov
• FN-autentisering — registrering av terminaler etter serienummer eller LOID
• VLAN og QoS — separering av internett-, tale- og IPTV-trafikk
• Nettverksoppstart — GbE- eller 10GbE-uplink-porter til kjernenettverket (ruter, BRAS)

En Elfcam OLT med 4 PON-porter kan dermed håndtere opptil 256 abonnenter samtidige (4 × 64) på én enkelt rackenhet. Versjonen med 16 porter utvider denne kapasiteten til 1 024 abonnenter — tilstrekkelig for en FTTH-utbygging i et helt nabolag eller på et stort universitetsområde.

GPON vs. EPON: Hva er forskjellene?

De to viktigste PON-standardene som er i ferd med å bli tatt i bruk over hele verden, er GPON (ITU-T G.984) og EPON (IEEE 802.3ah). Selv om de fyller samme funksjon, skiller de seg fra hverandre på flere tekniske punkter og er ikke kompatible med hverandre — en GPON-ONU kan ikke fungere på en EPON-OLT, og omvendt.

I Frankrike, GPON er standarden som Orange har innført for sitt offentlige FTTH-nettverk. SFR, Bouygues og Free bruker også GPON i sine infrastrukturer. EPON er fortsatt i bruk i visse bedriftsutstyr og i industrielle anlegg, særlig i Asia.

XGS-PON og XGPON: økning i overføringshastighet til 10G

Neste generasjon av GPON er XGS-PON (10-gigabit symmetrisk PON, ITU-T G.9807.1), som firedobler fiberhastighetene: 10 Gbps nedadgående og 10 Gbps oppadgående. Dette er teknologien som de europeiske operatørene gradvis går over til for å imøtekomme etterspørselen etter båndbredde til bruk i skytjenester, spill og 4K-videokonferanser.

Det som kjennetegner XGS-PON, er at den sameksistens med GPON på samme fiberinfrastruktur. De to teknologiene bruker forskjellige bølgelengder, noe som gjør at en XGS-PON-OLT kan betjene både GPON-ONU-er (eldre abonnenter) og XGS-PON-ONU-er (nye abonnenter) samtidig i det samme distribusjonsnettet. Overgangen skjer dermed gradvis, uten at det er behov for å skifte ut kabler eller splitter.

Merk: XGPON (G.987, 10G nedadgående / 2,5G oppadgående) er en asymmetrisk variant som er mindre utbredt enn XGS-PON. Free bruker blant annet XGS-PON på sin Freebox Ultra, som har en 10G SFP+-port på abonnentsiden.

SFP GPON-moduler: det kompakte alternativet til dedikert utstyr

Et alternativ til dedikerte FN/ONT-tjenester er SFP GPON-modul — en transceiver i standard SFP-format som integrerer GPON-logikk i en 1,25G- eller 2,5G-formfaktor. Denne typen modul settes inn i SFP-porten på en administrert switch eller en kompatibel ruter, og forvandler dermed utstyret til en GPON-ONU uten behov for et ekstra dedikert kabinett.

SFP-GPON-modulene finnes i to effektklasser:

• PX20+ / PX20++ — optisk kapasitet på 29–32 dB, rekkevidde på opptil 20 km, for standard FTTH-utbygginger i boligområder
• C++-klasse — optisk budsjett på 32–35 dB, for lange avstander eller splitter med høyt forhold (1:128)

SFP-modulene OLT (operatørsiden) og SFP ONU (abonnentsiden) er forskjellige og kan ikke byttes ut med hverandre. En SFP GPON OLT TX-modul på 1490 nm er beregnet for montering i OLT-enheten, mens en SFP ONU TX-modul på 1310 nm installeres i abonnentutstyret.

Dimensjonering av et PON-nettverk: splittforhold og optisk kapasitet

Dimensjoneringen av et PON-nettverk bygger på to grunnleggende parametere: splittingsforhold og den optisk budsjett.

Den splittingsforhold er forholdet mellom antall PON-porter på OLT-en og antall abonnenter som betjenes. Et forhold på 1:64 betyr at én PON-port betjener 64 ONU-er. Jo høyere forholdet er, desto mindre blir båndbreddebudsjettet per abonnent, og desto større blir de optiske tapene som må kompenseres for.

Den optisk budsjett er det maksimalt akseptable tapet på den optiske strekningen mellom OLT og ONU. Det beregnes slik:

Optisk budsjett = Kabeltap (0,35 dB/km × avstand) + Splittertap (3,5 dB per splittnivå) + Kontakttap (0,3 dB × antall) + Margin (3 dB)

For en standard GPON-utrulling:

• Avstand mellom OLT og abonnent: maks. 20 km.
• 1:64-splitter: demping ≈ 18 dB
• Typisk totalbudsjett: 28 dB (klasse B+) eller 32 dB (klasse C++)

Hvis installasjonen din overskrider dette budsjettet (lange avstander, flere splitter i serie), må du bruke SFP-moduler av klasse C++ eller innlemme en EDFA-forsterker. De forsterkede utendørs fiberkabler Elfcam G.657.A1/A2 med PE-mantel anbefales til langdistanseforbindelser som utsettes for UV-stråling og temperatursvingninger.

Ofte stilte spørsmål — GPON ONU, ONT og OLT