Par rapport aux méthodes d'accès WAN précédentes, le réseau d'accès à fibre optique présenté ici est évidemment différent, car il ne s'agit plus d'une méthode d'accès, mais d'une catégorie à part entière qui se distingue complètement des méthodes d'accès précédentes. En effet, il ne transmet plus de signaux électriques dans la ligne, mais utilise à la place des signaux optiques. En conséquence, le réseau d'accès à fibre optique implique une variété d'équipements complètement différente et fonctionne comme un système autonome. Il existe différentes méthodes d'accès au sein du réseau d'accès à fibre optique. Cette section en fournit une description générale.
La topologie d'un réseau d'accès à fibre optique est la structure des lignes de transmission et des nœuds, qui indique l'emplacement mutuel et la disposition des interconnexions des nœuds du réseau. Dans les réseaux d'accès à fibre optique, il existe trois principales topologies de réseau de base : bus, anneau et étoile. Cependant, dans les grands réseaux, certaines topologies hybrides peuvent également être dérivées, telles que la structure en étoile de bus, l'arborescence, le double anneau et d'autres combinaisons d'applications, chacune avec ses propres caractéristiques et se complétant. Dans cette section, nous ne présentons que brièvement les trois topologies de réseau d'accès à fibre de base ci-dessus. Notez que la structure de réseau présentée dans cette section est la structure modulaire la plus basique, mais le réseau à fibre optique réel implique également de nombreux appareils et connexions d'équipement.
1. Architecture de type bus
La structure de type bus est une topologie très courante pour les réseaux d'accès à fibre optique, qui utilise la fibre optique comme bus commun, une extrémité est directement connectée au réseau de relais du fournisseur de services et l'autre extrémité est connectée à chaque utilisateur. Chaque terminal utilisateur est directement connecté au bus à fibre optique via une sorte de coupleur, et la connexion entre l'ordinateur de l'utilisateur et le bus peut être un câble coaxial, un câble à paire torsadée ou une fibre optique. Ceci est similaire à la topologie de type bus que nous avons introduite dans LAN, comme le montre la figure 1. L'un des réseaux de relais peut être n'importe lequel d'entre eux comme PSTN, X.25, FR, ATM, etc. La méthode d'accès par modem câble que nous avons introduite plus tôt utilise une telle méthode d'accès.
Cette structure est une structure en tandem, et ses avantages incluent le partage de la fibre dorsale, l'économie d'investissement dans la ligne, l'ajout et le retrait faciles de nœuds et moins d'interférences entre eux. Cependant, ses inconvénients sont qu'il partage le support de transmission et que les performances de la connexion sont affectées par le nombre d'utilisateurs.
2. Structure en anneau
La structure en anneau est similaire à la topologie en anneau dans le réseau local, ce qui signifie que tous les nœuds partagent une liaison en anneau fibre. Les première et dernière liaisons fibre sont connectées pour former une structure de réseau en boucle fermée. Bien sûr, une extrémité de la fibre doit être connectée au réseau relais du fournisseur de services. La connexion entre les utilisateurs et l'anneau de fibre est également établie à travers différents coupleurs, et le support de transmission utilisé peut être un câble coaxial, un câble à paire torsadée ou, bien sûr, une fibre.
L'avantage exceptionnel de cette architecture est que le réseau a une capacité d'auto-guérison, ce qui signifie que sans intervention externe, le réseau peut se remettre de la défaillance du service dans un laps de temps relativement court. L'inconvénient est que les performances de connexion sont médiocres, car il partage également le support de transmission. Par conséquent, il convient généralement à moins d'utilisateurs dans le réseau d'accès ; et le taux d'échec est élevé, l'échec peut avoir un impact de grande envergure. Si l'anneau de fibre est rompu, tout le réseau sera interrompu.
3. Structure en étoile
La structure en étoile mentionnée ici est la même que la "structure en étoile" du LAN, mais l'accent est mis ici sur le support de transmission de la fibre optique au lieu des câbles à paires torsadées. Dans ce réseau d'accès à fibre optique à structure en étoile, chaque terminal d'utilisateur échange des informations à travers un coupleur en étoile avec des fonctions de contrôle et de commutation situé au nœud central (dans le bureau d'extrémité). C'est une structure parallèle, il n'y a pas de problème d'accumulation de pertes, facile à réaliser la mise à niveau et l'expansion. Chaque utilisateur est relativement indépendant, offrant une bonne adaptabilité du service. Cependant, l'inconvénient est le besoin de plus de fibres optiques (une pour chaque utilisateur) entraînant des coûts plus élevés ; de plus, dans cette structure, tous les nœuds doivent passer par les données du nœud central pour se connecter au réseau relais, ce qui entraîne une charge de travail importante pour le coupleur en étoile au nœud central et une forte exigence de fiabilité. Si le nœud central tombe en panne, l'ensemble du réseau sera également paralysé.
La structure en étoile est divisée en trois types : structure active à étoile unique, structure active à double étoile et structure passive à double étoile.
(1) Structure en étoile unique active
Cette structure utilise la fibre optique pour connecter directement l'OLT situé dans le centre de commutation du fournisseur de services aux abonnés, une connexion point à point, qui est fondamentalement la même que la structure en étoile LAN en cuivre torsadé existante. Dans cette structure, chaque ménage dispose d'une paire de lignes séparée directement connectée à l'OLT au niveau du bureau du fournisseur de services connecté au réseau interurbain. La structure de base de l'accès au réseau est illustrée à la Figure 3.
Les avantages de cette méthode d'accès structuré se manifestent principalement dans l'indépendance et la confidentialité entre les utilisateurs. Il est facile de mettre à niveau et d'étendre la capacité, car de nouveaux services peuvent être activés en remplaçant simplement l'équipement aux deux extrémités. Cette méthode présente une excellente adaptabilité. L'inconvénient est que le coût est trop élevé. Chaque foyer a besoin d'une paire de fibre optique ou d'une fibre optique (WDM bidirectionnelle). Pour desservir des milliers de foyers, il faudrait des milliers de cœurs de câble à fibre optique, ce qui peut être difficile à gérer. De plus, chaque foyer nécessite une source lumineuse et un détecteur spéciaux, ce qui rend la configuration assez complexe.
(2) Structure active à double étoile
La structure en double étoile est en fait une structure arborescente à deux niveaux. Il ajoute un nœud actif entre le centre de commutation du fournisseur de services OLT et l'abonné. Le bureau d'échange et le nœud actif partagent la même fibre et utilisent le multiplexage par répartition dans le temps (TDM) ou le multiplexage par répartition en fréquence (FDM) pour transmettre des informations de plus grande capacité au nœud actif, puis passer à des flux d'informations de plus petite capacité pour atteindre des milliers de foyers. La structure de base du réseau est illustrée à la figure 4.
Les avantages de cette structure de réseau sont une plus grande flexibilité, une fibre partagée entre les nœuds actifs du bureau central et des exigences réduites en matière de cœur de câble à fibre optique, ce qui entraîne une réduction des coûts. Cependant, les inconvénients sont la complexité et le coût élevé du composant de nœud actif, ce qui rend la maintenance peu pratique. En outre, l'introduction de nouveaux services à large bande et la mise à niveau du système nécessiteraient le remplacement de tous les équipements optoélectroniques ou la mise en œuvre d'un système de superposition WDM plus complexe.
(3)Structure passive à double étoile
Cette structure conserve les avantages du partage de fibre dans une structure active à double étoile, mais au lieu d'un nœud actif, elle utilise un séparateur passif. Cela se traduit par une maintenance plus facile, une plus grande fiabilité et des coûts réduits. Avec la mise en œuvre de diverses mesures, la confidentialité est également renforcée, ce qui en fait une meilleure structure de réseau d'accès.
4. Topologie de connexion EPON WAN
Le réseau EPON adopte une topologie point à multipoint pour remplacer la structure point à point, ce qui permet d'économiser considérablement la quantité de fibre et les coûts de gestion. Les dispositifs de réseau passifs remplacent les répéteurs, les amplificateurs et les lasers utilisés dans les systèmes d'accès à large bande ATM/SONET traditionnels, réduisant le nombre de lasers requis au bureau central, et l'OLT est partagé entre plusieurs utilisateurs ONU. De plus, EPON utilise la technologie Ethernet et des trames Ethernet standard pour transporter les services courants actuels - les services IP - sans nécessiter de conversion. Par conséquent, EPON est simple, efficace et a de faibles coûts de construction et de maintenance, ce qui le rend parfaitement adapté aux exigences du réseau d'accès à large bande.
Un système EPON typique est également composé d'OLT, d'ONU et d'ODN, comme illustré à la Figure 5.
L'OLT est placé dans la salle centrale des serveurs, tandis que l'ONU sert d'équipement côté client. En plus d'offrir la centralisation et l'accès au réseau, l'OLT peut également fournir une allocation de bande passante, assurer la sécurité du réseau et la configuration de la gestion pour les différentes exigences QoS/SLA (accord de niveau de service) des utilisateurs. Splitter a un taux de partage de 2, 4 ou 8 et peut être connecté à plusieurs niveaux. Dans EPON, la distance entre l'OLT et l'ONU peut atteindre 20 km et peut être encore étendue si un amplificateur à fibre (répéteur actif) est utilisé.
Comme le montre la figure 5, le signal optique est divisé en plusieurs canaux pour chaque unité de réseau optique (ONU) via un séparateur optique, et le signal en amont de chaque ONU est combiné dans une seule fibre à l'aide d'un coupleur optique et envoyé à l'OLT. L'équipement de réseau passif comprend les câbles à fibres optiques monomodes, les séparateurs/coupleurs optiques passifs, les adaptateurs, les connecteurs et les épisseurs de fusion. Il est généralement placé en dehors de la zone locale et désigné sous le nom d'équipement externe. L'équipement de réseau passif est très simple, stable, fiable, durable, facile à entretenir et rentable. L'équipement de réseau actif comprend l'équipement de rack du bureau central, les unités de réseau optique et les systèmes de gestion d'équipement (EMS). L'équipement de rack du bureau central comprend des terminaux de ligne à fibre optique, des modules d'interface réseau (NIM) et des modules de commutation (SCM). Par conséquent, ces trois types d'équipements sont collectivement appelés équipements de rack de bureau central.
L'équipement de rack du bureau central sert d'interface entre le système EPON et les principaux réseaux de données, vidéo et voix du fournisseur de services. Il est responsable de la connexion au réseau opérationnel principal du fournisseur de services via le système de gestion des appareils.
