تقنيات ODN الرئيسية لـ 10G PON و 25G PON

من خلال تحليل تقنيات 10G PON و 25G PON ، تتم مناقشة العلاقة بين التشتت وطول روابط ألياف ODN في تخطيط ونشر PON عالي السرعة ، ويتم الحصول على تأثير تشتت رابط الألياف في ظل ظروف تقنية PON عالية السرعة ليصبح عنصرًا مهمًا الاعتبار ، توفير مرجع لتكييف الشبكات البصرية ODN في طبقة الوصول المحلية للتطوير اللاحق لتقنية PON عالية السرعة.

المُقدّمة

مع التطور السريع للخدمات الجديدة مثل الحوسبة السحابية والتخزين السحابي و 4 K و 8 K والطلب على الواقع الافتراضي ، ينمو النطاق الترددي للمستخدم بمعدل ضعف المعدل السنوي تقريبًا ، مما يدفع تقنية الوصول PON الحالية من EPON و GPON إلى 10 جرام بون للترقية المستمرة للتكيف مع النطاق الترددي العالي ومتطلبات التكنولوجيا. تعد شبكة PON القائمة على طبولوجيا من نقطة إلى عدة نقاط تقنية الوصول إلى النطاق العريض السائدة وقد بدأت في التطوير من EPON و GPON إلى 10G PON. ومع ذلك ، تستمر متطلبات النطاق الترددي للوصول إلى تقنية PON عالية السرعة 10G PON في الارتفاع ، وسيكون من الصعب التكيف مع الاستخدام البسيط لـ "نموذج التلاشي" لأفكار تخطيط شبكة ODN مع احتياجات تقنية PON عالية السرعة ، وخاصة التشتت التراكمي من وصلات الألياف إلى تخطيط شبكة ODN الحالية ونشر تحديات جديدة. على سبيل المثال ، يأخذ اختيار الطول الموجي لنظام 25G / 100G-PON في الاعتبار عدة عوامل مثل تشتت الألياف وفقدان الألياف والتوافق مع نظام PON الحالي وتكلفة المكونات البصرية وتعقيد التنفيذ الفني. في ضوء التطور التكنولوجي عالي السرعة المذكور أعلاه ، تم تعديل فكرة التخطيط الأصلية لنشر شبكة ODN على أساس "نموذج التبديد" للتكيف بشكل أفضل مع اتجاه تطوير الخدمة في المستقبل.

في هذه الورقة ، نقوم بتحليل تقنيات 10G PON و 25G PON ، ومناقشة واستكشاف تقنيات تخطيط شبكة ODN الرئيسية المتعلقة بتأثير تشتت ارتباط الألياف ، وتحليل تأثير تشتت ارتباط ألياف ODN على تخطيط ونشر PON عالي السرعة اللاحق باستخدام تقنيات PTN بسرعة 10 جيجابت / ثانية و 20 جيجابت / ثانية كمثال ، والحصول على التأثير التراكمي لتشتت ارتباط الألياف بمعدل 25 جيجابت / ثانية. يمكن مقارنة تأثير التشتت مع تأثير الوصلات الليفية بسرعة 25 جيجابت / ثانية ، مما يوفر مرجعًا لتخطيط شبكة ODN في طبقة الوصول المحلية.

تقنية مفتاح تخطيط شبكة PON ODN عالية السرعةy

(1) تحليل الوضع الحالي

تعد ترقية تقنية PON لشبكات الوصول استثمارًا سريعًا وواسع النطاق وعاليًا. كان الأداء العالي والتكلفة المنخفضة من العوامل الرئيسية في تحديد تطور تقنية PON لشبكات الوصول. على وجه الخصوص ، تمثل تكلفة الأجهزة الضوئية نسبة عالية ، لذا فهي أولوية قصوى بالنسبة لترقية تقنية شبكة الوصول التي يجب أخذها في الاعتبار. نضجت سلسلة صناعة الأجهزة البصرية الحالية E / GPON و 10 G-PON ، في حين أن 10G PON بعد 25G / 40G للأجهزة البصرية ذات الخصائص التقنية عالية التكلفة. بالنظر إلى نضج سلسلة الصناعة وتكلفة تصنيع الأجهزة الرئيسية ، يستخدم 10G PON حاليًا التعديل المباشر OOK كتقنية تشفير سائدة ، على سبيل المثال ، حيث يكون الطول الموجي الأحادي 25G EPON ، باستخدام تقنية NRZ هو الاتجاه التقني الرئيسي للمعايير الحديثة مناقشات المنظمة. من تطور وتطبيق تكنولوجيا 10G PON الحالي ، ينقسم مسار التطوير التطوري للشبكة الضوئية السلبية للجيل التالي (NG-PON) بشكل أساسي إلى المرحلتين التاليتين. الأول هو ترقية نظام 10G EPON. تكلفتها معقولة نسبيًا ويمكن نشرها في فترة زمنية قصيرة (كما هو موضح في الشكل 1). والثاني هو أن نضج تقنيات الأجهزة المختلفة يمكن أن يحافظ على تكلفة WDM-PON ضمن نطاق مقبول. سيتم استبدال 10G EPON بـ إدارة الطلب على المياه-بون كتقنية بديلة لتقنية NGPON (شبكة بصرية من الجيل التالي). ومع ذلك ، فإن الاعتبار الرئيسي لشبكة ODN التي تحمل 10GPON لا يزال هو التوهين الكلي لوصلة الألياف بين منفذ PON و ONU ، ولا يؤخذ في الاعتبار تشتت تراكم المسار البصري لشبكة ODN.

الشكل 1. الرسم التخطيطي لشبكة 10G PON

إلى جانب التطور التدريجي لـ 10G PON إلى 25G PON ، يزداد معدل رمز النبض للإشارة الضوئية باستمرار ويتأثر بشكل أكبر بتشتت الألياف لشبكة ODN ، كما هو موضح في الشكل 2.

بالنظر إلى تطور تقنية PON بعد 10G PON ، هناك طريقتان رئيسيتان ، أحدهما هو تعزيز معدل الطول الموجي الفردي ، ومعدل الباود من 10G إلى 25G / 40G ، وما إلى ذلك. / 10 جيجابت / ثانية ، واستخدام تراكب متعدد الأطوال الموجية إلى 25 ج / 40 ج / 80 ج أو أعلى. وفقًا للتصميم الهندسي لاستخدام تقنية C-band PON عند حساب صيغة محدودة للتشتت: صيغة حساب مسافة الإرسال عندما تكون طاقة الألياف الواردة + 100 ديسيبل.

الشكل 2. رسم شبكة ODN

حيث L هو طول الوصلة الليفية (km) ، D هي قيمة تشتت الألياف ، و B هي معدل شفرة الإشارة الضوئية. يتم استخدام معلمات الألياف G.652 ، والتي تستخدم بشكل شائع في شبكات الوصول. يتم الحصول على تأثير الارتباط الليفي لشبكة ODN لتقنية PON عالية السرعة (مسافات الإرسال بمعدلات 10 جيجابت / ثانية و 25 جيجابت / ثانية لأطوال موجية مختلفة في النطاق C) لـ 10 جيجابت / ثانية و 25 جيجابت / ثانية حالات المعدل باستخدام تقنية تعديل الكثافة ، كما هو موضح في الشكل 3.

الشكل 3 - تأثير التشتت على الوصلة الليفية لشبكة ODN بمعدل 10 جيجابت / ثانية و 25 جيجابت / ثانية

بناءً على النتائج ، يمكن ملاحظة أن التشتت بمعدلات 10 جيجابت / ثانية و 25 جيجابت / ثانية مع تراكب متعدد الأطوال الموجية له تأثير كبير بشكل تدريجي على الارتباط الليفي لشبكة ODN. الحد الأقصى للقيمة النظرية المسموح بها لـ 25 جيجابت / ثانية هو حوالي 7.5 كم ، والحد الأقصى للقيمة النظرية المسموح بها لـ 10 جيجابت / ثانية حوالي 47 كم. مع زيادة معدل النبض للإشارة الضوئية ، يكون للتشتت التراكمي لوصلة الألياف في شبكة ODN تأثير كبير على تقنية PON عالية السرعة ، خاصة بمعدل 25 جيجابت / ثانية ، وهو قريب من قيمة ارتباط الألياف المحافظة المحسوبة بواسطة نموذج التوهين الحالي. لذلك ، يمكن الاستنتاج مبدئيًا أنه مدفوعًا بالطلب على سرعة أعلى ، خاصة بالنسبة لتقنية WDM-PON ، فإن استخدام تقنيات تعديل إشارة بصرية أفضل لمقاومة تشتت ارتباط الألياف في شبكات ODN سيكون أحد تقنيات البحث الرئيسية التي يجب اتباعها.

نبذة عامة

من خلال تحليل مسافة إرسال WDM-PON باستخدام قرص مضغوط للألياف ، يتم الحصول على تأثير قرص الألياف المضغوط على طول ارتباط الألياف في بناء WDM-PON في ظل ظروف التراص متعدد الأطوال الموجية بمعدلات وصول مختلفة. يتضح أيضًا من التحليل أنه يجب اعتبار قرص الألياف المضغوط كعامل محدد رئيسي لـ PON بدون الألياف المعوضة للتشتت بمعدلات وصول أكبر من 10 جيجابت / ثانية ، ويتم اعتبار تأثير التشتت المتبقي للألياف بشكل كامل لتلبية متطلبات مختلفة الأطوال الموجية في WDM-PON. لذلك ، عند التخطيط لـ WDM-PON عالي السرعة ، يجب تقييم شبكة ODN الحالية بشكل كامل مسبقًا ، مثل استخدام محتوى منطقة الخدمة ثم الاستمرار في رسم منطقة شبكة صغيرة صغيرة ، وتراكب OLT يجب أن تؤخذ معدات OLT لغرفة النشر أو صندوق المغسلة في نقطة الوصول ، وبالنسبة لشبكة ODN الجديدة ، في الاعتبار بشكل كامل تأثير تشتت وصلة الألياف على PON عالي السرعة التالي.