10 Dinge, die Sie schon immer über 10G GPON und 10G EPON wissen wollten

Die Popularität und der Einsatz von 5G oder Wi-Fi 6 haben PON, die Haupttechnologie zur Unterstützung von Unternehmens- und Heimnetzwerken, vor eine große Herausforderung gestellt. 10G PON nimmt jedoch sein eigenes Zeitalter in FTTH (Fibre To The Home) und FTTB (Fiber To The Building) an. Dieser Artikel stellt die Entwicklung der 10G-PON-Technologie vor, diskutiert den 10G-PON-Standard und analysiert die Schlüsseltechnologien der 10G-PON-Komponente.

1. Was ist PON, 10G EPON und 10G GPON?

PON steht für Passive Optical Network und bezieht sich auf das optische Verteilungsnetz (ODN) zwischen OLT (Optical Line Terminal) und ONU (Optical Network Unit) ohne aktive elektronische Geräte. Das PON-Netzwerk verwendet ein bidirektionales optisches Einfaser-Zugangsnetzwerk mit einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Architektur und besteht aus einem optischen Leitungsanschluss (OLT) auf der Netzwerkseite, einem optischen Verteilungsnetzwerk (ODN) und einer optischen Netzwerkeinheit ( ONU) auf den externen Seiten (Teilnehmer oder Clients).

 

 

Abbildung 1: Diagramm der PON-Netzwerktopologie

10G EPON ist eine Art passives optisches Netzwerk, das der von IEEE 10av festgelegten Standardübertragung von 802.3-Gbit/s-Ethernet entspricht. Es gibt zwei Konfigurationen, die von dieser Standardversion unterstützt werden: die eine ist symmetrisch und arbeitet mit einer Datenrate von 10 Gbit/s in beide Richtungen, die andere ist asymmetrisch und arbeitet mit 10 Gbit/s in Downstream-Richtung (Anbieter zum Kunden). 1 Gbit/s in Upstream-Richtung. Im Vergleich zu 10G GPON hat 10G EPON eine stärkere Teilungskapazität mit einem Teilungsverhältnis von 1:128 und kann mehr Benutzer bedienen.

10G-PON (auch bekannt als XG-PON) ist ein Computernetzwerkstandard von 2010 für Datenverbindungen. Es gibt eine Konfiguration für 10G-PON mit asymmetrischer Bandbreite von Uplink und Downlink (Uplink 2.5 Gbit/s, Downlink 10 Gbit/s). Angefangen bei der Zentrale offBei Ice verläuft ein Singlemode-Glasfaserstrang zu einem passiven optischen Splitter in der Nähe der äußeren Umgebung, wo die Splittergeräte die optische Leistung in einige separate Pfade zum Teilnehmer oder Client aufteilen.

 

2. Hintergrund des 10G-PON-Marktes

In den frühen Tagen wurden EPON und GPON im Allgemeinen von Telekommunikationsbetreibern auf der ganzen Welt übernommen, darunter Japans NTT, Südkoreas KT, Chinas China Telecom (CT) und China Unicom (UT) im asiatisch-pazifischen Raum. Unter Berücksichtigung von Zeit und Kosten übernehmen die Betreiber zunächst EPON, eine ausgereiftere Technologie, für den Glasfaserbau bis zum Haus. Unter ihnen hat Japan eine größere Anzahl von EPON-Netzwerken aufgebaut, die das Fiber-to-the-Home-Netzwerk (FTTH) als wichtigstes kabelgebundenes Breitbandzugangsnetzwerk verwenden. NTT hat derzeit mehr als 18 Millionen Benutzer, und Taiwan Chunghwa Telecom begann 2007 mit der Einführung von EPON-Geräten.

Abbildung 2: Anwendungsdiagramm des PON-Netzwerks 

3. Entwicklung von 10G EPON & 10G GPON

GPON ist eine PON-Standardtechnologie, die von der International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Department (ITU-T) gefördert wird. Mit der Verbesserung der GPON-Spezifikationen und der zunehmenden Reife der Geräte haben sich Telekommunikationsbetreiber in Europa und den Vereinigten Staaten für die Einführung der GPON-Technologie entschieden, wie Verizon in den Vereinigten Staaten, France Telecom (FT), British Telecom (BT), Deutsche Telekom (Große Akteure wie DT) und Telecom Italia (TI). Außer China Mobile bauen auch Telekommunikationsbetreiber in China wie China Telecom und China Unicom GPON-Netzwerke auf.

Obwohl das GPON eine kurze Geschichte hat, entwickelt es sich schnell und wird voraussichtlich EPON aufgrund seiner Eigenschaften wie höhere Geschwindigkeit und Standardisierung übertreffen. Laut einer Umfrage des Marktforschungsunternehmens Ovum GPON Lieferungen von optischen Leitungsterminals (OLT) hatten EPON übertroffen, um 2012 zur Mainstream-Pon-Technologie zu werden.

ITU-T arbeitet mit der Organisation FSAN (Full Service Access Network) zusammen, um Standards für GPON und NG-PON (Next Generation PON) zu entwickeln. ITU-T hat von 987 bis 10 nacheinander die Standarddokumente der G.2010-Serie für XG-PON (2012-Gigabit-fähiges passives optisches Netzwerk) herausgegeben. Der IEEE 802.3av-Standard für das 10G-EPON wurde vom Institute of Electrical and Electronic Engineering eingeführt (IEEE) im Jahr 2009.

 

 

Abbildung 3: Fahrplan des PON-Standards und seiner groß angelegten Bereitstellung 

Was den eigentlichen Netzaufbau betrifft, so hat der Aufbau von 10G-EPON zugenommen und wird voraussichtlich in den nächsten Jahren kontinuierlich zunehmen. Es wird gesagt, dass China Telecom 10G EPON OLT (Optical Line Terminal) Produkte im Großhandel verkauft hat. Obwohl der Bau von XG-PON mit geringer Geschwindigkeit voranschreitet, die von seiner technologischen Entwicklung und dem von ITU-T formulierten NG-PON2-Standard beeinflusst wird, hat es bisher begonnen, massiv eingesetzt zu werden.

4. Standard für 10G-EPON

IEEE 802.3av ist der Standard für 10G-EPON und erbt den EPON IEEE 802.3ah-Standard mit einer Änderung der zunehmenden Übertragungsrate. 10G EPON arbeitet mit 10 Gbit/s in der Downstream-Richtung (Anbieter zum Kunden) und 1 Gbit/s oder 10 Gbit/s in der Upstream-Richtung. In der PCS-Schicht (Physical Coding Sublayer) basiert die 10-Gbit/s-Rate auf dem Punkt-zu-Punkt-10G-Ethernet-Standard mit 64B/66B-Codierung, und das 8B/10B-Codierungsverfahren wie EPON wird auf den 1-Gbit/s-Upstream angewendet . Die Codierung der Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) von 10G EPON ist eine obligatorische Funktion.

 

Abbildung 4: Symmetrische und asymmetrische Konfiguration von 10G-EPON

Der RS ​​(Reed-Solomon)-Codierungsparameter, der von 10G EPON verwendet wird, unterscheidet sich von dem von EPON, da ersteres seine Fehlerkorrekturfähigkeit auf 16 Bytes aufgerüstet hat. 10G-EPO folgt im Wesentlichen dem Multi-Point Control Protocol (MPCP)-Protokoll des EPON-Systems und beschleunigt die Reife und den Markteintritt von 10G-EPON-Geräten Vertriebsnetz (ODN). Wenn EPON und 10G-EPON gemeinsam konstruiert werden, wird die Wellenlängenmultiplex-(WDM)-Technologie in 10G-EPON angewendet, um optische Signale von EPON und 10G-EPON bei unterschiedlichen optischen Wellenlängen zu filtern.

5. Standard für 10G GPON

● Die 2 Perioden von NG-PON

In Bezug auf ITU-T durchlief NG-PON zwei Stufen, eine ist die NG-PON1, die den GPON-Standard erweitert und mit dem bestehenden ODN kompatibel ist, und die andere ist die NG-PON2-Stufe, die frei von dem bestehenden GPON ist Standards und Netzwerkbeschränkungen. XG-PON gehört zu NG-PON1, und sein asymmetrisches System (Upstream 2.5 Gbit/s, Downstream 10 Gbit/s) heißt XG-PON1, während sein symmetrisches System mit Upstream von 10 Gbit/s und Downstream von 10 Gbit/s XG- heißt. PON2 wird später auch XGS-PON genannt. In Anbetracht der tatsächlichen Anwendungsanforderungen endete jedoch die Standardformulierung von XG-PON2, und XG-PON, für die der Standard nachträglich festgelegt wurde, wird ein asymmetrisches passives optisches Netzwerksystem genannt.

Darüber hinaus erweitert ITU-T basierend auf der GPON ONT Management Control Interface (OMCI) den neuen OMCI-Standard G.988, der als ITU-T-Basisstandard für die Verwaltung von Endgeräten im optischen Zugangsnetz dient. XG-PON ist im Grunde eine erweiterte Version von G-PON mit Leistungssteigerung bei hoher Geschwindigkeit, großem Divergenzverhältnis und Netzwerkentwicklung, um mehr Benutzern zu dienen und Benutzern eine höhere Bandbreite bereitzustellen.

Abbildung 5: Symmetrische und asymmetrische Konfiguration von 10G-GPON 

 

● Technische Eigenschaften für 10G GPON

Die allgemeinen und physikalischen Anforderungen von 10G GPON (auch bekannt als XG-PON) sind in den Standards G. 987.1 und G.987.2 festgelegt. Die Datenrate von XG-PON beträgt 2.5 Gbit/s Upstream und 10 Gbit/s Downstream, und der Leitungscode ist NRZ-Code (Non-Return to Zero). Die Technologie, die 10G GPON auf die Multitasking-Übertragung zwischen OLT und ONU-Geräten (Optical Network Unit) anwendet, ist die gleiche wie die von GPON. Beide sind Zeitmultiplex-Mehrfachzugriffs-(TDMA-)Modi für Upstream und TDM für Downstream. Das von XG-PON unterstützte optische Teilungsverhältnis beträgt jedoch mindestens 1:64, wodurch mehr ONUs als GPON unterstützt werden.

Der Transmission Convergence (TC)-Layer-Standard von XG-PON ist in G.987.3 standardisiert, während seine XGTC (XG-PON Transmission Convergence)-Layer-Architektur mit der von GPON übereinstimmt. Aber die Technologiespezifikation von XGTC muss geändert werden, um normal zu funktionieren, indem die Internetzugangsrate und die Abonnenten steigen. Der modifizierte Standard spezifiziert die Erweiterung in der Bitbreite von ONU-ID, Port-ID, Alloc-ID usw., eine zusätzliche PON-ID und die Erhöhung der Codierungslängen von FEC, Scrambling und PLOAM (Physical Layer OAM) Information. Außerdem wird die Bandbreitenzuweisung auf das Wort als Einheit geändert; und die Letterbox-Struktur XGEM (XG-PON Encapsulation Method) fügt auch die verschlüsselungsbezogene Feldbreite hinzu.

6. Über die Koexistenz mit 1G PON

Basierend auf dem G.987-Standard können GPON & XG-PON gleichzeitig 1-Gbit/s- und 10-Gbit/s-GPON-Systeme auf derselben Außenanlage über WDM-Komponenten (Wavelength Division Multiplexing) betreiben. Ebenso legt der 802.3av-Standard großen Wert darauf, den gleichzeitigen Betrieb von 1-Gbit/s- und 10-Gbit/s-EPON-Systemen zu ermöglichen. Damit XG-PON und 10G-EPON mit 1G PON bzw. 1G EPON im ODN koexistieren können, muss das Design die Entwicklung und Koexistenz der alten und neuen Systeme berücksichtigen; Daher ist das Design optischer Komponenten besonders wichtig.

 

Abbildung 6: Diagramm der Koexistenz von GPON und XG-PON

 

Themen wie das Update zu Downstream- und Upstream-Geschwindigkeiten von bis zu 10 Gbit/s (Gigabit pro Sekunde), wie man eine Laserlichtquelle auswählt, um das Chirp-Phänomen zu vermeiden, und wie man ein stabiles und ausgewogenes Lichtausgangssignal unter 70 ° C erreicht Umgebung sind kritische Faktoren, die die Leistung optischer OLT-Transceiver-Module beeinflussen. Unter anderem würde der Signalempfang des OLT teurere Burst-Mode-Laser auf optischen Netzwerkterminals (ONTs) erfordern, um die Upstream-Übertragungsgeschwindigkeit zu liefern. Abbildung 1 zeigt das GPON- und XG-PON-Koexistenznetzwerk in G.987.

7. Wellenlängenzuweisungen von 10G PON

Jeder Übertragungsstandard verwendet einen eigenen Wellenlängenbereich. Die Upstream-Mittelwellenlänge von 10G-EPON ist auf 1270 nm und 1310 nm konfiguriert. In Anbetracht der Interkommunikation mit dem bestehenden EPON ist die Upstream-1-Gbit/s-Mittelwellenlänge auf 1310 nm, die 10-Gbit/s-Mittelwellenlänge auf 1270 nm und die Downstream-Wellenlänge auf 1577 nm konfiguriert. Wie bei XG-PON ist die Upstream-Mittelwellenlänge auf 1270 nm und die Downstream-Wellenlänge auf 1577 nm festgelegt, was dem 10G/10G-System von 10G-EPON entspricht. Abbildung 2 zeigt die Wellenlängenzuweisungen für GPON, XG-PON / 10G-EPON.

                            

 

Abbildung 7: Wellenlängenzuweisungen für GPON, XG-PON, 10G-EPON

8. Optische Geräte von 10G PON

Die Schlüsselkomponenten von PON-Geräten sind optische Transceiver-Module und PON-MAC-Chips. Das optische PON-Transceiver-Modul ist eine optische Komponente des optischen Netzwerks, das aus einem Laser, einem Treiber, einem Verstärker, einer Taktdatenwiederherstellungsschaltung (Clock Data Recovery, CDR) und einem Serializer/Deserializer (Serializer/Deserializer, SerDes) usw.

Der PON-MAC-Chip ist ein Verarbeitungschip für PON-Signaldaten. Der PON-MAC von 10G-EPON wurde bereits mit Chips für spezielle anwendungsintegrierte Schaltkreise (ASIC) geliefert, bei denen es sich hauptsächlich um feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs) handelt. Aber dieser konnte die Nachfrage nach Funktionen und Leistung befriedigen. Für XG-PON, das sich nur langsam weiterentwickelt, definiert der G.987-Standard 4 optische Leistungsbudgets, die die Anwendungsanforderungen verschiedener ODN-Level erfüllen. Diese vier Spezifikationen sind in Abbildung 3 dargestellt. Unter ihnen beträgt die maximale Kanaleinfügungsdämpfung 35 dB der E2-Klasse, was darauf hinweist, dass XG-PON strenge Anforderungen an optische Transceiver-Module stellt. Daher werden die optischen XG-PON-Transceiver-Module eine wichtige Rolle im gesamten passiven optischen Netzwerksystem (10G-GPON) spielen.

Abbildung 8: Tabelle der Spezifikationen für das optische Leistungsbudget für 10G-GPON

9. Techniken optischer Geräte in 10G PON

● Techniken des optischen Transceivers

Derzeit gehören die meisten der vermarkteten optischen XG-PON-OLT-Transceiver-Module in Bezug auf die Kanaleinfügungsdämpfung (dB) zur N2-Klasse, die in N2a und N2b mit einer Ausgangsleistung von +4 ~ +8 dBm und +10.5 ~ + unterteilt ist 12.5 dBm. Optische XG-PON-OLT-Module arbeiten in einem Wellenlängenbereich von 1575 nm bis 1580 nm, innerhalb dessen die Laserlichtquelle 20 Kilometer (km) übertragen kann.

Abbildung 9: FiberMall XG-PON OLT Optischer Transceiver

External Modulation Laser (EML) ist normalerweise im Modul so ausgelegt, dass das Chirpen durch externe Modulation vermieden wird. Auch die Technologie von externen Halbleitermodulatoren, die mit Halbleiterlaserlichtquellen verwendet werden, wurde in den letzten Jahren kontinuierlich verbessert. Der externe Modulationslaser, der einstückig mit dem gemeinsam genutzten Lasersubstrat ausgebildet ist, hat ein ausgereiftes Stadium in Leistung und Qualität erreicht, wobei sein größter Vorteil der geringen Größe und des einfachen Packens ist.

● Techniken des optischen Modulators in 10G PON

Die externe Modulation des Lasers bezieht sich auf Parameter, die sich mit der Signalmodulation ändern. Wenn ein Laser in einen externen Modulator eingefügt wird, ändern sich die Ausgangslichtintensität und andere Parameter unter Verwendung der elektrooptischen oder Phasendifferenz im Modulator. Da der Laser nur in einem statischen DC-Zustand arbeitet, kann die externe Modulation des Lasers Chirp reduzieren und die Signalübertragungsleistung verbessern. Gegenwärtig sind die externen optischen Modulatoren, die auf die Übertragung über mittlere und große Entfernungen in dem optischen 10-Gbit/s-Kommunikationssystem angewendet werden, hauptsächlich EAMs und MZMs. Ersteres ist die Abkürzung für Semiconductor Electro-Absorption Modulator mit elektrooptischem Effekt und Letzteres ist Semiconductor Mach-Zehnder Modulator (MZM) mit Phasendifferenzeffekt.

EAM basiert auf dem Franz-Keldysh-Effekt, der nach dem deutschen Physiker Walter Franz benannt ist, und der russische Physiker Leonid Keldysh verwendet Spannung, um die Lichtintensität zu modulieren, und legt ein elektrisches Feld mit einer umgekehrten Vorspannung an, um das Energieniveau von EAM zu verformen, um das Licht zu erreichen Modulation durch Absorption von einfallendem Licht. Genauer gesagt werden die Laserdiode (LD) und der EAM auf demselben Substrat hergestellt. Eine solche entworfene Struktur hat die Vorteile einer hohen Modulationsrate, einer niedrigen Treiberspannung und einer geringen Größe, wodurch sie in einen Halbleiterlaser integriert werden kann und die Gehäusekosten reduziert werden. Daher hat diese Art von externem Lichtmodulator in der tatsächlichen Anwendung an Popularität gewonnen.

 

Abbildung 10: Diagramm von 10G EPON OLT & ONU

Der Mach-Zehnder-Modulator verwendet die Änderung der Phasendifferenz, um eine optische Modulation zu erreichen. Das Verfahren funktioniert wie folgt: Zunächst wurde eine eingefügte Lichtquelle in zwei Pfade aufgeteilt; dann werden die getrennten optischen Signale am Ausgangsende wieder integriert; schließlich wird die Phaseneinstellung durch eine externe Vorspannung erreicht. Dieser Modulationsmodus kann den Chirp-Parameter auf einen kleinen Wert nahe Null reduzieren, was ihn perfekt für die Hochgeschwindigkeits- und Langstrecken-Signalübertragung über Glasfaser macht. Aufgrund seiner hohen Kosten zieht es jedoch nicht die Aufmerksamkeit der Hersteller auf sich.

● Techniken des optischen Treibers in 10G PON

Für optische 10-Gbit/s-Transceiver-Module ist die hohe Temperatur neben der Bandbreite, dem Chirp und der Dispersion der Laserdiode ein weiterer Schlüsselfaktor. In den frühen Tagen verursachten die unausgereiften Technologien, die in Laserdioden und ICs angewendet wurden, starke thermische Effekte, die nicht nur die Qualität der Laserdioden verschlechterten, sondern auch das PD-Rauschen (PIN-Detektor) erhöhten. Darüber hinaus kann eine besonders hohe Temperatur den Dynamikbereich des optischen Empfangs (Dynamic Range) reduzieren und die Übertragungsdistanz verkürzen.

Derzeit sind einige der optischen XG-PON-OLT-Transceiver-Module XFP (10 Gigabit Small Form Factor Pluggable), die einen Treiberstrom des DFB-LD und ein externes Modulations- und Temperatursteuersystem erfordern. Der Bias-Strom, den DFB-LD liefern muss, ist mehr als dreimal so hoch wie der von DML. Als Folge ist die im gesamten XFP pro Zeiteinheit gespeicherte Wärme bei Raumtemperatur nur schwer abzugeben. Das Erreichen eines stabilen Gleichgewichts der Lichtausgangssignale in einer Umgebung von 70 °C stellt eine große Herausforderung an die Technologie des Herstellers dar.

 

Abbildung 11: FiberMall 10G EPON ONU Optischer Transceiver

● Techniken des optischen Verstärkers

Im Allgemeinen wird der Signalempfang in den optischen Transceivermodulen durch einen optischen Empfänger mit einem TIA (Transimpedanzverstärker) und einem Begrenzungsverstärker realisiert. Der optische Transceiver mit einem TIA wandelt das empfangene optische Signal in ein Spannungssignal um, überträgt es dann an den Begrenzungsverstärker und schließlich werden die seriellen Daten ausgegeben, nachdem sie durch den Begrenzungsverstärker verstärkt wurden.

Um den dynamischen Frequenzgang in ONU zu verbessern, wurde in optischen 10G-EPON-OLT/ONU-Transceivern ein Durchschnittslesedetektor mit automatischer Verstärkungsregelung (AGC)-Technik entwickelt. Optische GPON-Transceiver empfangen jedoch die optischen Signale im Burst-Modus. Die Antwort des Transceivers Zeit zu unterschiedlichen ONUs beträgt weniger als 256 ns. In diesem Fall muss ein automatisches Verstärkungsregelungsverfahren mit kurzer Reaktionszeit verwendet werden, um die Anforderung von 256 ns zu erfüllen. Ein Spitzendetektor mit automatischer Verstärkungsregelung ist eines der Verfahren zur Verarbeitung der Schaltung.

 

10. Was ist XGS-PON?

Sowohl XG-PON als auch XGS-PON gehören zur GPON-Serie. XGS-PON ist die technologische Weiterentwicklung von XG-PON.

 

Abbildung 12: Die technologische Entwicklung von XG-PON

Sowohl XG-PON als auch XGS-PON sind 10G-PONs. Der Hauptunterschied besteht darin, dass XG-PON ein asymmetrisches PON ist und die Uplink-/Downlink-Rate des PON-Ports 2.5 G/10 G beträgt; XGS-PON ist ein symmetrisches PON, und die Uplink-/Downlink-Rate des PON-Ports beträgt 10G/10G.

Technologie		GPON	XG-PON	XGS-PON
Technischer Standard		G.984	G.987	G.9807.1
Jahr, in dem die Norm veröffentlicht wurde		2003	2009	2016
Leitungsrate (Mbps)	Downlink	2488	9953	9953
	Uplink	1244	2488	9953
Maximales Teilungsverhältnis		128	256	256
Maximale Übertragungsentfernung (km)		20	40	40
Datenverkapselung		GEM	XGEM	XGEM
Verfügbare Bandbreite (Mbps)	Downlink	2200	8500	8500
	Uplink	1000	2000	8500
Betriebsmittelwellenlänge (nm)	Downlink	1490	1577
	Uplink	1310	1270

Tabelle 1: Vergleiche von XG-PON, XGS-PON und G-PON

Die derzeit hauptsächlich verwendeten PON-Technologien sind GPON und XG-PON, die beide asymmetrische PONs sind. Am Beispiel einer First-Tier-Stadt beträgt der Uplink-Verkehr des OLT im Durchschnitt nur 22 % des Downlink-Verkehrs. Daher entsprechen die technischen Eigenschaften des asymmetrischen PON grundsätzlich den Bedürfnissen der Nutzer. Noch wichtiger ist, dass die Upstream-Rate eines asymmetrischen PON niedrig ist und die Kosten für die Übertragung von Komponenten wie Lasern in der ONU niedrig sind, sodass der Gerätepreis entsprechend niedrig ist.

Abbildung 13: Maximale Bandbreitenauslastung der zweiten Ebene einiger OLT-Uplink-Schaltungen in einer Stadt

Die Bedürfnisse der Nutzer sind jedoch vielfältig. Mit dem Aufkommen von Diensten wie Live-Übertragung und Videoüberwachung gibt es immer mehr Szenarien, in denen Benutzer mehr auf die Uplink-Bandbreite achten, während die Standleitung für Inbound-Kunden symmetrische Uplink-/Downlink-Schaltungen bereitstellen muss. Diese Dienste fördern die Nachfrage nach XGS-PON.

XGS-PON ist die technische Weiterentwicklung von GPON und XG-PON und unterstützt den hybriden Zugriff von ONUs von GPON, XG-PON und XGS-PON.

• Koexistenz von XGS-PON und XG-PON

Wie bei XG-PON übernimmt der Downlink von XGS-PON den Broadcast-Modus und der Uplink den TDMA-Modus.

Da die Downstream-Wellenlänge und die Downstream-Rate von XGS-PON und XG-PON gleich sind, unterscheidet der Downstream von XGS-PON nicht zwischen XGS-PON ONU und XG-PON ONU. Der optische Splitter sendet das optische Downstream-Signal an jede XG(S)-PON (XG-PON und XGS-PON)-ONU in derselben ODN-Verbindung, und jede ONU entscheidet sich dafür, ihr eigenes Signal zu empfangen und andere Signale zu verwerfen.

 

Figure 14

Figure 15

Es ist ersichtlich, dass XGS-PON natürlich den hybriden Zugriff von zwei ONUs, XG-PON und XGS-PON, unterstützt.

• Koexistenz von XGS-PON und GPON

Da sich die Uplink-/Downlink-Wellenlängen von denen von GPON unterscheiden, verwendet XGS-PON die Combo-Lösung, um ODN mit GPON zu teilen. Das optische Combo-Modul von XGS-PON integriert das optische GPON-Modul, XGS-PON optisches Modul und WDM-Combiner.

In der Upstream-Richtung, nachdem das optische Signal in den XGS-PON Combo-Port eintritt, filtert der WDM das GPON-Signal und das XGS-PON-Signal entsprechend den Wellenlängen und sendet die Signale dann an verschiedene Kanäle.

Abbildung 16: Das optische Combo-Modul von XGS-PON integriert das optische GPON-Modul, das optische XGS-PON-Modul und den WDM-Combiner

In der Downstream-Richtung werden die Signale von dem GPON-Kanal und dem XGS-PON-Kanal durch WDM gemultiplext, und das gemischte Signal wird durch das ODN stromabwärts zur ONU geleitet. Aufgrund der unterschiedlichen Wellenlängen wählen verschiedene Arten von ONUs die erforderliche Wellenlänge durch den internen Filter aus, um das Signal zu empfangen.

Abbildung 17: ONUs wählen die erforderliche Wellenlänge durch den internen Filter aus, um das Signal zu empfangen

Da XGS-PON natürlich die Koexistenz mit XG-PON unterstützt, unterstützt die Combo-Lösung von XGS-PON den gemischten Zugriff von drei Arten von ONUs, nämlich GPON, XG-PON und XGS-PON. Das optische Combo-Modul von XGS-PON wird auch als optisches Combo-Modul mit drei Modi bezeichnet (das optische Combo-Modul von XG-PON wird als optisches Combo-Modul mit zwei Modi bezeichnet, da es den gemischten Zugriff von GPON- und XG-PON-ONUs unterstützt).

Zusammenfassung

Da die Nachfrage nach Netzwerkgeschwindigkeit weiter wächst, werden neue und schnellere Technologien aus den bestehenden Standards hervorgebracht. 10G-PON ist die ultraschnelle Fähigkeit der nächsten Generation für G-PON-Anbieter, die so konzipiert ist, dass sie mit installierten G-PON-Benutzergeräten im selben Netzwerk koexistieren kann. EPON, definiert von IEEE, und GPON, definiert von ITU, läuten beide eine Ära von 10G PON ein. Die aktuellen Mainstream-PON-Technologien, die in FTTH (Fiber to the Home) verwendet werden, sind EPON und GPON, und die 10G-PON-Technologie wird hauptsächlich in (Fiber To The Corridor) verwendet.

Beeinflusst durch Gerätekosten und Gerätereife ist der Gerätepreis von XGS-PON derzeit viel höher als der von XG-PON. Unter ihnen ist der Stückpreis von OLT (einschließlich der Combo-Benutzerplatine) etwa 20 % höher und der Stückpreis von ONU ist mehr als 50 % höher.

Obwohl die ankommende Privatleitung symmetrische Uplink/Downlink-Schaltungen bereitstellen muss, wird der tatsächliche Verkehr der meisten ankommenden Passagierleitungen immer noch von der Downlink-Leitung dominiert. Es gibt immer mehr Szenarien, in denen Benutzer mehr auf die Upstream-Bandbreite achten, aber es gibt fast keinen Dienst, auf den nicht über XG-PON zugegriffen werden kann und der über XGS-PON aufgerufen werden muss.

Aufgrund der guten Kompatibilität der XGS-PON Combo Lösung ist der Stückpreis des XGS-PON OLT (inkl. Combo User Board) nicht viel höher als der des XG-PON. Eine kleine Menge an XGS-PON-OLT-Geräten kann in Städten der ersten und zweiten Reihe sowie in Provinzhauptstädten eingesetzt werden (der Upstream-Verkehr eingehender privater Leitungen vom Hauptsitz ist normalerweise hoch), und XGS-PON ONU wird entsprechend dem tatsächlichen Uplink ausgestattet Bandbreitenanforderungen der Benutzer.