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Fibre to the Home (FTTH) est une technologie de communication qui implique la transmission de signaux directement au domicile des utilisateurs via des fibres optiques. Par rapport aux connexions traditionnelles par câble en cuivre, le FTTH offre une bande passante plus élevée, des vitesses de transmission plus rapides et des distances de transmission plus longues. Ces dernières années, en raison de la croissance rapide des applications Internet et de la demande croissante de haut débit, le FTTH est devenu le choix dominant pour l’accès au haut débit.

Les réseaux FTTH utilisent principalement deux types d'architectures : le réseau optique passif (PON) et le réseau optique actif (AON). Les systèmes PON s'appuient sur des répartiteurs passifs pour distribuer les signaux optiques sans avoir besoin d'équipement alimenté, tandis que les systèmes AON utilisent des dispositifs actifs tels que des commutateurs et des routeurs pour amplifier et distribuer les signaux.

Principales méthodes de mise en œuvre des réseaux FTTH : PON et AON

Les réseaux FTTH utilisent principalement deux méthodes de mise en œuvre : le réseau optique passif (PON) et le réseau optique actif (AON). Ces deux technologies diffèrent considérablement par l'architecture réseau, les composants clés et les scénarios d'application.

Réseaux optiques passifs (PON)

Le réseau optique passif (PON) est un type de réseau à fibre optique qui fonctionne sans nécessiter de dispositifs intermédiaires actifs tels que des amplificateurs ou des commutateurs.

Dans le système PON, le terminal de ligne optique (OLT) est situé du côté du fournisseur de services et se connecte via fibre optique à plusieurs unités de réseau optique (ONU) ou terminaux de réseau optique (ONT). La répartition des signaux optiques entre ces composants est gérée par des répartiteurs passifs. Les systèmes PON sont connus pour leur faible coût et leur maintenance simple, ce qui les rend largement utilisés dans les réseaux FTTH.

Réseau Optique Actif (AON)

Le réseau optique actif (AON) s'appuie sur des dispositifs intermédiaires actifs tels que des commutateurs et des routeurs pour amplifier et distribuer les signaux optiques.

Dans le système AON, chaque utilisateur dispose d'une connexion fibre individuelle à un commutateur ou un routeur central, permettant une bande passante plus élevée et une gestion plus flexible de la qualité de service. Bien que les coûts d'installation initiaux du système AON soient plus élevés et que la maintenance soit plus complexe, ses avantages en termes de performances et de qualité de service le rendent compétitif pour les applications haut de gamme.

Réseaux optiques passifs (PON)

Le réseau optique passif (PON) est un réseau d'accès à fibre optique qui fonctionne sans nécessiter de dispositifs intermédiaires actifs, tels que des amplificateurs ou des commutateurs. Le composant principal d'un système PON est le séparateur passif, qui distribue les signaux optiques du terminal de ligne optique (OLT) vers plusieurs unités de réseau optique (ONU) ou terminaux de réseau optique (ONT). L'absence de dispositifs d'amplification et de transfert actifs rend le système PON simple dans sa structure, peu coûteux et facile à entretenir.

Dans le système PON, l’OLT est situé au bureau central du fournisseur de services, où il est responsable de la transmission des données à l’ONU de chaque utilisateur. Les signaux optiques sont distribués à l'aide d'un séparateur passif qui alloue le signal d'une seule fibre optique à plusieurs terminaux utilisateur. Cette structure point à multipoint permet une utilisation efficace des ressources fibre.

Les systèmes PON utilisent généralement la technologie TDMA (Time Division Multiple Access) pour la transmission de données. Dans le sens descendant, l'OLT divise les données en plusieurs créneaux temporels, chacun étant attribué à une ONU différente. Dans le sens amont, chaque ONU transmet des données dans son créneau horaire désigné comme prévu par l'OLT, optimisant ainsi le flux de données au sein du réseau.

CActuellement, il existe plusieurs normes dans la technologie des réseaux optiques passifs (PON), les plus importantes étant GPON (Gigabit-capable PON) et EPON (Ethernet PON). Ces deux normes présentent des différences significatives dans leurs caractéristiques techniques, leurs scénarios d'application et leurs mesures de performances.

Réseau Optique Actif (AON)

Les réseaux optiques actifs (AON) sont des réseaux d'accès fibre point à point qui s'appuient sur des dispositifs actifs tels que des commutateurs et des routeurs pour l'amplification et la distribution du signal. Contrairement aux réseaux optiques passifs (PON), AON utilise des composants actifs pour gérer et traiter les signaux optiques, offrant ainsi une bande passante plus élevée et une gestion plus flexible de la qualité de service.

Dans le système AON, chaque utilisateur dispose d'une connexion fibre dédiée à un commutateur ou un routeur central. L'appareil central est chargé de distribuer les données à tous les utilisateurs et de recevoir les données téléchargées depuis eux. Cette topologie point à point garantit que chaque utilisateur bénéficie d'une bande passante fibre dédiée, évitant ainsi les problèmes de partage de bande passante courants dans d'autres systèmes.

AON utilise généralement la technologie Ethernet, utilisant des commutateurs Ethernet pour le transfert et la gestion des données. En raison de la maturité et de l'utilisation généralisée de la technologie Ethernet, les systèmes AON sont hautement compatibles et faciles à utiliser.

PON contre AON

Architectures de réseau

Architecture PON：

• Point à Multipoint：PON utilise une architecture point à multipoint dans laquelle le terminal de ligne optique (OLT) distribue des signaux optiques à plusieurs unités de réseau optique (ONU) ou terminaux de réseau optique (ONT) via des séparateurs passifs.
• Composants passifs：Les répartiteurs dans PON sont des composants passifs qui ne nécessitent aucune alimentation ni maintenance, réduisant ainsi les coûts d'exploitation et de maintenance.
• Gestion centralisée：PON fonctionne avec une gestion centralisée où toutes les fonctions de gestion et de contrôle sont concentrées sur l'OLT, simplifiant la gestion et la configuration du réseau.

AON Architecture：

• Point à point：AON utilise une architecture point à point dans laquelle chaque utilisateur dispose d'une connexion fibre indépendante à un commutateur ou un routeur central.
• Composants actifs：AON s'appuie sur des dispositifs actifs tels que des commutateurs et des routeurs pour amplifier et distribuer les signaux, nécessitant une alimentation électrique et une maintenance régulière.
• Gestion distribuée：AON utilise une gestion distribuée où les fonctions de gestion et de contrôle du réseau sont réparties sur divers appareils actifs, offrant ainsi une flexibilité et une évolutivité plus élevées.

Bande passante

• PON：En raison de sa structure point à multipoint, plusieurs utilisateurs partagent la bande passante totale de l'OLT. Cela peut conduire à une concurrence en matière de bande passante aux heures de pointe. Les systèmes GPON typiques offrent un débit descendant de 2,5 Gbit/s et un débit montant de 1,25 Gbit/s, tandis que les systèmes EPON ont des débits symétriques de 1 Gbit/s.
• AON：AON fournit une bande passante fibre dédiée à chaque utilisateur, offrant des taux de transmission plus élevés et des performances plus stables. Ethernet AON peut fournir des bandes passantes allant jusqu'à 10 Gbit/s ou plus.

Latence

• PON：Les répartiteurs passifs dans PON n’introduisent pas de latence supplémentaire. Cependant, le mécanisme TDMA (Time Division Multiple Access) dans la liaison amont peut introduire une certaine latence en raison du partage de bande passante entre plusieurs utilisateurs.
• AON：Les appareils actifs dans AON introduisent un certain retard de traitement, mais comme chaque utilisateur dispose d'une bande passante dédiée, la latence globale est plus faible et plus stable.

Distance de transmission

• PON：La distance de transmission dans PON est limitée à environ 20 kilomètres en raison de la perte d'insertion des séparateurs passifs. L'extension de cette distance est possible grâce à l'ajout de répéteurs, mais à un coût et une complexité accrus.
• AON：AON s'appuie sur des dispositifs actifs pour amplifier et relayer les signaux, permettant des distances de transmission plus longues adaptées à des zones de couverture étendues.

Coût

• PON：L'utilisation de composants passifs tels que des séparateurs dans PON réduit les coûts de construction initiaux et les dépenses opérationnelles, ce qui le rend adapté aux déploiements à grande échelle et aux applications sensibles aux coûts.
• AON：L'utilisation par AON de dispositifs actifs tels que des commutateurs et des routeurs entraîne des coûts initiaux de construction et d'exploitation plus élevés, adaptés aux scénarios nécessitant une bande passante élevée et une assurance qualité de service élevée.

Entretien

• PON：En l'absence de dispositifs actifs dans le réseau intermédiaire, les composants passifs du PON ne nécessitent aucune maintenance, ce qui réduit les coûts d'exploitation et de maintenance.
• AON：Les appareils actifs d'AON nécessitent une maintenance et une alimentation électrique régulières, ce qui augmente les coûts d'exploitation et de maintenance mais offre une plus grande flexibilité de gestion et une assurance qualité de service.

Application

PON：

• Accès haut débit résidentiel：La structure simple, le faible coût et la maintenance facile de PON le rendent adapté à l'accès haut débit résidentiel à grande échelle.
• Accès aux petites et moyennes entreprises：Pour les petites et moyennes entreprises ayant des besoins modérés en bande passante, PON fournit une solution d'accès haut débit rentable.
• Convergence des services voix, vidéo et données：PON prend en charge plusieurs types de services, adaptés aux scénarios nécessitant l'intégration de la voix, de la vidéo et des données.

AON :

• Accès haut débit d'entreprise：AON offre une bande passante élevée, une faible latence et une assurance de service de haute qualité, adaptée aux applications d'entreprise nécessitant une bande passante et une qualité élevées.
• Interconnexion des centres de données：L'architecture point à point et les capacités de bande passante élevée d'AON le rendent idéal pour les interconnexions à haut débit entre les centres de données.
• Transmission longue distance：AON peut amplifier et relayer les signaux via des appareils actifs, adaptés aux scénarios nécessitant des transmissions longue distance et à large bande passante.