50년 2021G PON(수동 광 네트워크) 기술의 최신 진행 상황

 

23년 2021월 50일 XNUMXG PON의 국제 표준은 offITU-T SG15 국제전기통신연합(ITU-T SG15) 연구단 50차 총회에서 공식 채택돼 50G PON의 기본 기능 표준화가 완료됐다. 10G TDM PON은 50G PON 이후의 차세대 PON 기술입니다. 2023G PON은 XNUMX년에 상용화될 것으로 예상됩니다.

PON(수동 광 네트워크) 기술의 역사

 

10G PON은 10G 이더넷 PON(EPON)과 10G 기가비트 PON(GPON)으로 나뉩니다. 2006년 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3av는 10G EPON 표준을 연구하고 공식화하기 시작했습니다. 2009년 802.3월 IEEE XNUMXav off10G EPON 표준 출시. 2008년부터 ITU-T(International Telecommunication Union Telecommunication Standards)는 차세대 GPON 기술, 즉 NG-PON1 및 NG-PON2에 대한 표준을 개발하기 시작했습니다. NG-PON1은 일반적으로 다운링크 및 ​​업링크 속도가 각각 1Gb/s 및 987Gb/s인 XG-PON10(ITU-T G.2.5)을 나타냅니다. NG-PON2(ITU-T G.989)가 상용화되기 전에 ITU-T는 대칭 다운링크 및 ​​업링크 10GB에 대한 시장 수요에 따라 대칭 9807.1G GPON(ITU-T G.10)에 대한 XGS-PON 표준을 공식화했습니다. / s 요금 및 PON 기술 발전 계획, 표준은 2016년 XNUMX월 ITU-T에서 검토 및 승인되었습니다.

10G PON 이후의 기술 발전은 주로 단일 파장으로 25G/50G 이상 또는 다중 파장 스태킹으로 40G/80G/100G를 지원하여 달성할 수 있는 등급 업그레이드에 반영됩니다. NG-PON2는 TWDM(Time Division and Wavelength Division Multiplexing) 기술 방식을 채택하여 WDM으로 적층된 4×10Gb/s 이상의 파장을 지원합니다. 그러나 NG-PON2 표준은 개발 이후 대부분의 사업자에 의해 지원되지 않았으며, 또한 조정 가능한 다중 파장을 가진 광학 장치는 상업적으로 이용 가능한 가격으로 내려가지 않았습니다.

 

현재 10G PON 산업 체인은 주로 칩, 표준 및 광 모듈에서 성숙했습니다. 칩 측면에서 10G EPON 및 10G GPON 대칭/비대칭 SOC 칩은 ASIC입니다. 장비 제조업체 8포트, 16포트 0G GPON 및 10G EPON 단일 보드(스케일 배송 기능 포함). 표준 측면에서 ITU의 10G GPON 비대칭 10G/2.5G는 2012년에 상용화를 시작했습니다. 10년 대칭형 10G GPON 10G/2016G 2017 표준 고정 및 상용화. IEEE의 대칭/비대칭 10G EPON 10G/10G 또는 10G/1G는 2012년에 상용화를 시작했습니다. 제품 및 대규모 상품화되었습니다. 10G GPON 대칭 및 비대칭 N30/N10a/N1 및 콤보 클래스 B+/C+는 대규모로 배송될 수 있습니다.

또한 50G TDM PON 및 10G 폰 공존 진화 업그레이드는 파장 분할 공존 기술을 사용합니다. XNUMX세대 PON 시스템의 용량은 서로 영향을 미치지 않습니다. ONU를 대체하여 원활한 업그레이드를 지원합니다. 구현 방법은 두 가지 방식으로 나눌 수 있습니다: MPM 듀얼 모드(내장 파 결합 구성 요소) 및 외부 파 결합. 

 

50G PON의 핵심기술

 

차세대 50G PON은 주로 단파장 속도를 개선하거나 다중 파장 다중화를 통해 전체 속도를 높이는 두 가지 방향으로 발전할 것입니다. 업계에서는 차세대 광접속망의 대역폭을 50Gbps까지 높일 것이라는 게 업계의 공감대다. 대역폭 업그레이드를 간단하고 효율적으로 달성하는 방법은 PON 연구에서 뜨거운 주제가 되었습니다.

파장 선택

현재 50G PON은 O 대역의 일부 파장만 사용할 수 있어 충분하지 않습니다. ITU-T는 일부 파장을 결정했으며 여전히 다른 파장에 대해 논의하고 있습니다.

라인 코딩

ITU-T는 PAM-50, 듀오바이너리 변조 및 NRZ 코드를 포함하여 4G PON에 대한 여러 회선 코딩 방식을 고려했습니다. 같지 않은 GPON SFP, 50G PON은 PON 시스템이 매우 높은 광 전력 예산을 필요로 하기 때문에 궁극적으로 신호 수신 성능이 가장 높은 NRZ 코드를 채택하기로 결정했습니다.

라인 속도

ITU-T는 50G PON의 속도 요구 사항을 명확히 하고 하나의 다운스트림 속도와 XNUMX개의 업스트림 속도를 사용하여 대칭 및 비대칭 속도 조합을 지원합니다.

독립 단기 치료소

50G PON의 회선 속도가 증가하면 수신기 감도가 감소합니다. 상당한 ODN 자원을 재사용하기 위해서는 수신기 성능이 향상되어야 한다. 광학 부품에 대한 사양 요구 사항을 낮추기 위해 50G PON은 FEC에 LDPC 방식을 사용합니다.

공통 전송 컨버전스 

50G PON은 주로 DAW, CO-DBA를 통해 저지연을 구현하고 대역폭 할당 간격을 단축합니다.

갈가마귀: DAW는 50G PON에 대해 새로 정의된 파장이거나 50G PON 이전의 PON 시스템에 배포된 파장일 수 있습니다. 독립적인 업스트림 파장 또는 한 쌍의 업스트림 및 다운스트림 파장일 수 있습니다. DAW 기술은 업스트림 파장에서 조용한 창을 여는 것을 방지하여 조용한 창으로 인한 지연을 제거합니다.
공동 DBA: OLT는 업스트림 장비를 통해 ONU의 업스트림 서비스 전송 요구 사항을 학습한 다음 ONU에 미리 대역폭을 할당합니다. 이 메커니즘은 서비스 데이터가 ONU에 캐시되는 시간을 최대한 줄여줍니다.
대역폭 할당 간격 단축: ONU에 대한 대역폭 할당 간격을 줄여 ONU에서 서비스 데이터 캐시 시간을 줄입니다. 각 T-CONT는 16us 기간 동안 최대 125개의 버스트 프레임을 지원합니다.

PHY 구성 요소

50G PON의 PHY 구성 요소에는 주로 광 송신기 모듈, 광 수신기 모듈, 레이저 장치 드라이버(LDD), 버스트 모드 TIA 및 클록 데이터 복구(CDR) 칩과 같은 주요 광전자 장치가 포함됩니다. OLT는 EML 또는 통합 SOA-EML 구성 요소를 송신기 모듈로 사용하고 APD 또는 통합 SOA-PIN 구성 요소를 수신기 모듈로 사용할 수 있습니다. ONU는 ONU 드라이버가 버스트 기능을 지원해야 하고 ONU 수신기가 버스트 모드 CDR 기능을 필요로 하지 않는다는 점에서 OLT와 다릅니다. 업계의 실험 및 시뮬레이션은 50G EML 송신기와 APD 수신기를 사용하여 50G PON이 50Gbps의 단일 파장 속도를 달성할 수 있음을 보여줍니다.

 

50G PON과 기존 PON에는 세 가지 공존 모드가 있습니다.

• 50지폰XG와 공존(S)

• 50지폰와 공존 10G 에폰

• 50G/ 10G / 1지폰 XNUMX세대 공존

 

50G PON의 응용 시나리오에는 주로 5G 모바일 프리퀄이 추가됩니다. 동시에 VR 서비스에 대한 지연 요구 사항도 추가됩니다. 50G PON의 업링크 및 다운링크 라인은 주로 32dB 광 전력 예산과 더 높은 감도를 지원해야 할 필요성을 고려하여 NRZ 코딩을 채택합니다.

파장 측면에서:

 

50G PON용 광 트랜시버 모듈

 

PON 모듈은 PON 시스템에 사용되는 고성능 광모듈로 OLT(광선단말)와 ONT(광네트워크단말) 사이에 서로 다른 파장을 이용하여 신호를 송수신한다.

PON 광 모듈의 전송 프로토콜은 현재 널리 사용되는 APON(ATM PON), BPON(광대역 수동 광 네트워크), EPON 및 GPON입니다.

 

PON 광모듈의 특징:

- 외부 장비의 전자파 간섭 및 낙뢰 영향을 피할 수 있습니다.

- 라인 및 외부 장비의 고장률 감소, 시스템 신뢰성 향상, 유지보수 비용 절감

 

오늘날 시장에서 흔히 볼 수 있는 EPON 트랜시버는 다음과 같습니다.

EPON OLT PX20 + / PX20 + + / PX20 + + + 및 10G EPON ONU SFP +. 이러한 광 모듈은 광 네트워크 장치(ONU) 및 광 라인 터미널(OLT)에 적용할 수 있습니다. 전송 거리 10G EPON OLT 송수신기 단일 모드, SC 인터페이스로 20km이며 DDM을 지원합니다.

 

오늘날 시장에 나와 있는 일반적인 GPON SFP 트랜시버는 다음과 같습니다.

GPON OLT 클래스 B +, GPON OLT 클래스 C + , GPON OLT 클래스 C + +. GPON OLT 클래스 B + / C + / C + + 광 모듈을 비교하면 주요 차이점은 전송 전력 및 수신 감도에 있습니다.

GPON 송수신기는 EPON 송수신기보다 성능이 우수하지만 EPON 광 모듈은 비용면에서 더 많은 이점이 있습니다. 그들만의 장점과 단점이 있고 공존하고 보완할 수 있습니다.

현재 Avago, MACOM, Oclaro, Renesas 및 기타 회사는 25G PON에 사용할 수 있는 성숙한 25G NRZ 레이저를 보유하고 있습니다. 그러나 50G PON 트랜시버는 아직 연구 개발 단계에 있습니다. 일부 회사는 QSFP-DD50 및 QSFP800 패키징을 기반으로 112G PON에 사용할 수 있는 광 모듈을 개발했습니다. 다른 사람들은 CFP50 패키징 및 이중 50G 체계를 기반으로 WDM에 의한 28G OLT 및 SFP2 패키징에 의한 25G ONU를 개발했습니다.

마지막으로 50G PON 배치 시간 예측과 관련하여 PON의 각 세대 배치 시간이 약 7-8년이므로 50G PON 배치는 2023-2025년경에 나타날 것으로 예상됩니다.