FTTH - XPON 评估
下图描述了 XPON 评估。
![XPON 评估](/ftth/images/xpon_evaluation.jpg)
下表解释了 XPON 评估的不同方法。
复用模式 | 典型技术 | ||
---|---|---|---|
模式 A | TDM | 40G TDM PON | OFDM PON |
模式 B | WDM | PtP WDM | |
模式 C | TDM + WDM | 40G TWDM PON | NG-EPON |
GPON 开发完成后,FSAAN 和 ITU-T 开始研究 NG-PON,具有以下特性 −
- 低成本产品
- 大容量
- 覆盖面广
- 向后兼容性
FSAN 根据当前的应用需求和技术将 NG-PON 分为两个阶段 −
NG PON1 − NGPON1 向后兼容传统 GPON ODN。 NG-PON1 具有非对称 10G 系统,具有 10G 下行/下载和 2.5G 上行/上传速度。 该 NG-PON1 是 GPON 的增强型 TDM PON 系统。
NG PON2 − NGPON2 是长期 PON 评估,可以支持并可以部署在新的 ODN 上。
与NG-PON1不同,NG-PON2的开发方式有很多,可以将带宽速率从10G提高到40G −
使用与 NG-PON1 相同的 TDM 技术。
WDM PON(使用粗波分复用 (CWDM) 或密集波分复用 (DWDM)。
ODSM PON(TDMA +WDMA)。
OCDMA PON(使用 CDMA 技术)。
O-OFDMA PON(使用 FDMA 技术)。
共存 – NG-PON1
NG-PON1的主要特点是同时提供比GPON更高的带宽。 它应该向后兼容现有的GPON网络,这将降低运营商的成本。 这种由 FSAN 和 ITU-T 定义的 NG-PON 称为 XG-PON1。
FSAN 和 ITU-T 为 XG-PON1 定义了以下数据速率 −
- 下行数据速率 − 10G
- 上行数据速率 − 2.5G
2.5G的上行数据速率是GPON上行数据速率的两倍。 除了GPON的所有元素之外,ODN(光分配网络)可以在XG-PON1网络中复用。
通过在现有GPON OLT中仅添加10G下行卡,GPON增强为XG-PON1。
网络架构和共存
如上所述,XG-PON1 是对现有 GPON 的增强,可以支持不同的 GPON 部署,例如 −
- GPON 的点对多点 (P2MP) 架构
- 光纤到户 (FTTH)
- 光纤到小区 (FTTCell)
- 光纤到楼 (FTTB)
- 光纤到路边 (FTTCurb)
- 光纤到机柜(FTTCabinet)
下图显示了不同的 GPON 部署,可以使用 XG-PON1 进一步增强 −
![不同的 GPON 部署](/ftth/images/different_gpon_deployments.jpg)
一般有两种类型的部署 −
- 绿色设备部署
- 棕色设备部署
绿色设备用于需要全新部署的情况,而在棕色设备部署中,将使用现有基础设施。 因此,对于 Brown Field(仅限 GPON 网络)部署,可以使用 XG-PON1。 如果铜缆网络需要更换为光纤网络,则将在绿色设备网络下考虑,因为现有网络将完全被新网络取代。
物理层
XG-PON1 的物理层规范于 2009 年 10 月制定,并由 ITU-T 于 2010 年 3 月发布。
项目 | 规格 |
---|---|
光纤 | ITU-T G.652 |
上行波长计划 | 1260 至 1280 纳米 |
下行波长计划 | 1575 至 1580 纳米 |
功率预算 | XG-PON1:14 至 29dB XG-PON2:16 至 31 dB |
数据速率 | 上游:2.48832 Gbps 下行:9.95328 Gbps |
最大物理范围 | 20 公里 |
最大逻辑覆盖范围 | 60 公里 |
根据上表,XG-PON1的下行速率为10 Gbps,数据速率为9.5328 Gbps,以与典型的ITU-T速率保持一致,这与IEEE 10GE-PON的10.3125 Gbps不同。
HTC 层
传输层(TC Layer)称为XGTC(XG-PON1)传输汇聚层,优化了基本处理机制。 传输汇聚层增强了成帧结构、激活机制、DBA。
XG-PON1 帧结构的增强是通过匹配 XG-PON1 的速率,将帧和字段设计与字边界对齐。 DBA机制随着升级更加灵活,而激活机制遵循GPON相同的原理。
XGTC层的两个重要特征是 −
- 省电
- 安全
数据加密是 GPON 中的可选功能,而 xG-PON1 中有三种身份验证方法 −
第一个基于注册ID(逻辑ID)
第二个基于 OMCI 通道(继承自 GPON)
第三种基于 IEEE 802.1x 协议,这是一种新的双向身份验证方案。
还通过 XGTC 层提供上游加密和下游多播加密。
管理和配置
对于管理和配置,XG-PON1 采用了 ITU-T (G.984.4) 建议,并且向后兼容 GPON。 由于GPON使用OMCI技术进行管理和配置,同样,XG-PON1使用了大约90%的技术,并对ITU-T(G.984.4)进行了微小的修改。
在这两种情况下(对于 GPON 和 XG-PON1),就服务而言,采用较低层技术并不是一个大问题。 重要的是配置二层通道,以保证业务数据的正确转发。 OMCI L2模型涵盖了从网络侧到用户侧的所有L2配置。
OMCI L2模型用于这两种技术,即GPON和XG-PON1,因为这两种技术的网络侧和用户侧的定义相同。
互操作性
GPON 和 XG-PON1 最令人印象深刻的部分是互操作性。 XG-PON1向下兼容GPON,即与GPON OLT连接的ONT/ONU也可以与XG-PON1 OLT一起工作。 FSAN 于 2008 年成立了一个小组,称为 OISG(OMSI 实施研究小组)。
该小组仅限于研究有关 ONT 管理和控制通道 (OMCC)、QoS 管理、多播配置、S/W 版本更新和 L2 配置的 OMCI 互操作性的 (G.984.4) 建议。 [G.984.4]的官方编号为[ITU-T G.impl984.4],也称为OMCI实施指南。
WDM-PON
下图适用于 WDM-PON,其中还显示了波导光栅 (AWG) 阵列。 它们用于 MUX 和 DEMUX 波长。
![WDM-PON](/ftth/images/wdm_pon.jpg)
P2MP WDM-PON
在WDM-PON中,不同的ONT需要不同的波长。 每个ONT拥有专属的波长,并享有该波长的带宽资源。 换句话说,WDM-PON 在逻辑点对多点 (P2MP) 拓扑上工作。
在WDM-PON中,OLT和ONT之间需要有AWG。 AWG 的每个端口都与波长相关,每个 ONT 上的光收发器以 AWG 上的端口确定的指定波长传输光信号。
在WDM技术中,具有特定波长的光模块称为有色光模块,而可用于任何波长的光模块称为无色光模块。 使用彩色光模块有一定的复杂性,其处理服务是配置和设计存储。
AWG 元件因此对温度敏感,WDMPON 在解决光收发器波长与连接 AWG 端口之间以及本地 AWG 上的端口(CO 处)与远程 AWG 上的端口之间的波长之间的实时一致性方面存在一定的挑战。
ODSM-PON
在 ODSM-PON 中,从 CO 到用户驻地的网络保持不变,除了一个变化,即有源 WDM 分路器。 WDM 分路器将放置在 OLT 和 ONT 之间,取代无源分路器。 在ODSM-PON中,下行采用WDM,意味着到ONT的数据对于不同的ONT使用不同的波长,而在上行,ODSN-PON采用动态TDMA+WDMA技术。
XGPON 标准
下表描述了 XGPON 标准。
发布时间 | 版本 | |
---|---|---|
G.987 | 2010.01 | 1.0 |
2010.10 | 2.0 | |
2012.06 | 3.0 | |
G.987.1 | 2010.01 | 1.0 |
G.987.1Amd1 | 2012.04 | 1.0amd1 |
G.987.2 | 2010.01 | 1.0 |
2010.10 | 2.0 | |
G.987.2Amd1 | 2012.02 | 2.0amd1 |
G.987.3 | 2010.10 | 1.0 |
G.987.3Amd1 | 2012.06 | 1.0amd1 |
G.988 | 2010.10 | 1.0 |
G.988Amd1 | 2011.04 | 1.0amd1 |
G.988Amd2 | 2012.04 | 1.0amd2 |
GPON − ITU和FSAN于2005年标准化,符合G.984 ×系列标准。
NGPON1 −
G.987/G.988 XGPON标准已于2011年发布。
它将 XGPON 标准化为 2.5 Gbps 上行/10 Gbps 下行。
GPON 和 XGPON 使用不同的波长在一个网络中共存。
NGPON2 −
不考虑与现有ODN网络兼容,这是一种更开放的PON技术标准。
现在重点关注 WDM PON 和 40G PON。
XG-PON1的主要特点
下表描述了XG-PON1的主要特性。
项目 | 要求 | 备注 |
---|---|---|
下行 (DS) 速率 | 标称 10 Gbit/s | |
上行速度 | 额定 2.5 Gbit/s | 具有 10 Gbit/s US 速度的 XG-PON 表示为 XGPON2。 这是为了以后的学习。 |
复用方法 | TDM (DS)/ TDMA (US) | |
损失预算 | 29 dB 和 31 dB(标称等级) | 扩展类是为了以后的学习。 |
分割比例 | 至少 1:64(逻辑层 1:256 或更多) | |
光纤距离 | 20Km(60公里或以上逻辑距离) | |
共存 | 使用 GPON (1310/1490 nm),使用 RF 视频 (1550 nm) |
XG-PON 光功率等级
下表描述了 XG-PON 光功率等级的最小和最大损耗。
"Nominal1"类(N1 等级) | 'Nominal2'类(N2 等级) | 'Extended1'类(E1 等级) | "Extended2"类(E2 等级) | |
---|---|---|---|---|
最小损失 | 14 dB | 16 dB | 18 dB | 20 dB |
最大损失 | 29 dB | 31dB | 33 dB | 35 dB |