10 điều bạn từng muốn biết về 10G GPON & 10G EPON

Sự phổ biến và triển khai của 5G hoặc Wi-Fi 6 đã đặt ra một thách thức lớn đối với PON, công nghệ chính hỗ trợ mạng doanh nghiệp và mạng gia đình. Tuy nhiên, 10G PON đang nắm bắt thời đại riêng của mình trong FTTH (Fiber To The Home) và FTTB (Fiber To The Building). Bài viết này trình bày sự phát triển của công nghệ 10G PON, thảo luận về tiêu chuẩn 10G PON và phân tích các công nghệ chính của thành phần 10G PON.

1. PON, 10G EPON và 10G GPON là gì

PON là viết tắt của Passive Optical Network đề cập đến mạng phân phối quang (ODN) giữa OLT (thiết bị đầu cuối đường quang) và ONU (đơn vị mạng quang) mà không có bất kỳ thiết bị điện tử nào đang hoạt động. Mạng PON sử dụng mạng truy nhập quang hai chiều một sợi quang với kiến ​​trúc điểm – đa điểm và bao gồm thiết bị đầu cuối đường quang (OLT) ở phía mạng, mạng phân phối quang (ODN) và đơn vị mạng quang ( ONU) ở phía bên ngoài (thuê bao hoặc khách hàng).

 

 

Hình 1: Sơ đồ cấu trúc liên kết mạng PON

10G EPON là một loại mạng quang thụ động tương ứng với tiêu chuẩn truyền dẫn Ethernet 10-Gbit / s do IEEE 802.3av quy định. Có hai cấu hình được hỗ trợ bởi phiên bản tiêu chuẩn này: một cấu hình đối xứng, hoạt động ở tốc độ dữ liệu 10 Gbit / s theo cả hai hướng và cấu hình còn lại là không đối xứng, hoạt động ở tốc độ 10 Gbit / s ở hướng hạ lưu (nhà cung cấp cho khách hàng) và 1 Gbit / s theo hướng ngược dòng. So với 10G GPON, 10G EPON có khả năng phân tách mạnh hơn với tỷ lệ phân chia 1: 128 và có thể phục vụ nhiều người dùng hơn.

10G-PON (còn được gọi là XG-PON) là một tiêu chuẩn mạng máy tính năm 2010 cho các liên kết dữ liệu. Có một cấu hình cho 10G-PON với băng thông không đối xứng của đường lên và đường xuống (đường lên 2.5Gbps, đường xuống 10Gbps). Bắt đầu từ trung tâm offbăng, một sợi quang đơn mode chạy tới bộ tách quang thụ động gần môi trường bên ngoài nơi các thiết bị phân tách chia công suất quang thành một vài đường dẫn riêng biệt đến thuê bao hoặc khách hàng.

 

2. Bối cảnh của thị trường 10G PON

Trong những ngày đầu, EPON và GPON thường được các nhà khai thác viễn thông trên khắp thế giới, bao gồm NTT của Nhật Bản, KT của Hàn Quốc, China Telecom (CT) của Trung Quốc và China Unicom (UT) ở khu vực Châu Á – Thái Bình Dương chấp nhận. Xem xét thời gian và chi phí, các nhà khai thác đầu tiên áp dụng EPON, một công nghệ hoàn thiện hơn, để xây dựng cáp quang đến tận nhà. Trong số đó, Nhật Bản đã xây dựng số lượng mạng EPON lớn hơn, sử dụng mạng cáp quang đến tận nhà (FTTH) làm mạng truy nhập băng thông rộng có dây chính. NTT hiện có hơn 18 triệu người dùng, và Đài Loan Chunghwa Telecom bắt đầu giới thiệu thiết bị EPON vào năm 2007.

Hình 2: Sơ đồ ứng dụng của mạng PON 

3. Sự phát triển của 10G EPON & 10G GPON

GPON là một công nghệ tiêu chuẩn PON được thúc đẩy bởi Phòng Tiêu chuẩn hóa Viễn thông của Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU-T). Với sự cải tiến của các thông số kỹ thuật GPON và sự trưởng thành ngày càng tăng của thiết bị, các nhà khai thác viễn thông ở Châu Âu và Hoa Kỳ đã chọn áp dụng công nghệ GPON, chẳng hạn như Verizon ở Hoa Kỳ, France Telecom (FT), British Telecom (BT), Deutsche Telekom (Các công ty lớn như DT) và Telecom Italia (TI). Ngoại trừ China Mobile, các nhà khai thác viễn thông ở Trung Quốc như China Telecom và China Unicom cũng đang xây dựng mạng GPON.

Mặc dù GPON có lịch sử ngắn, nhưng nó đang phát triển với tốc độ nhanh chóng và dự kiến ​​sẽ vượt qua EPON do các tính năng của nó như tốc độ cao hơn và tiêu chuẩn hóa. Theo khảo sát của công ty nghiên cứu thị trường Ovum, GPON Các lô hàng thiết bị đầu cuối đường truyền quang (OLT) đã vượt quá EPON để trở thành công nghệ pon chủ đạo vào năm 2012.

ITU-T đang làm việc với tổ chức FSAN (Mạng truy cập đầy đủ dịch vụ) để phát triển các tiêu chuẩn cho GPON và NG-PON (PON thế hệ tiếp theo). ITU-T đã liên tiếp ban hành các tài liệu tiêu chuẩn dòng G.987 cho XG-PON (Mạng quang thụ động có khả năng 10 Gigabit) từ năm 2010 đến năm 2012. Tiêu chuẩn IEEE 802.3av cho 10G EPON do Viện Kỹ thuật Điện và Điện tử đưa ra. (IEEE) vào năm 2009.

 

 

Hình 3: Lộ trình của Tiêu chuẩn PON và Triển khai Quy mô lớn 

Đối với việc xây dựng mạng lưới thực tế, việc xây dựng 10G-EPON ngày càng tăng và dự kiến ​​sẽ tiếp tục tăng trưởng trong vài năm tới. Người ta nói rằng China Telecom đã bán buôn các sản phẩm 10G EPON OLT （thiết bị đầu cuối đường truyền quang）. Mặc dù việc xây dựng XG-PON đang diễn ra với tốc độ thấp bị ảnh hưởng bởi sự phát triển công nghệ của nó và tiêu chuẩn NG-PON2 do ITU-T xây dựng, nó đã bắt đầu được triển khai đại trà cho đến nay.

4. Tiêu chuẩn cho 10G-EPON

IEEE 802.3av là tiêu chuẩn cho 10G-EPON và nó kế thừa tiêu chuẩn EPON IEEE 802.3ah với sự thay đổi về tốc độ truyền ngày càng tăng. 10G EPON hoạt động ở tốc độ 10 Gbit / s theo hướng xuôi dòng (nhà cung cấp cho khách hàng) và 1 Gbit / s hoặc 10Gbit / s theo hướng ngược dòng. Trong lớp PCS (Lớp con mã hóa vật lý), tốc độ 10Gbit / s dựa trên tiêu chuẩn Ethernet 10G điểm-điểm sử dụng mã hóa 64B / 66B và phương pháp mã hóa 8B / 10B như EPON được áp dụng cho ngược dòng 1Gbit / s . Mã hóa Sửa lỗi Chuyển tiếp (FEC) của 10G EPON là một chức năng bắt buộc.

 

Hình 4: Cấu hình đối xứng & không đối xứng của 10G-EPON

Tham số mã hóa RS (Reed-Solomon) được sử dụng bởi 10G EPON khác với EPON vì tham số trước đây đã nâng cấp khả năng sửa lỗi lên 16 byte. 10G-EPO về cơ bản tuân theo giao thức Giao thức điều khiển đa điểm (MPCP) của hệ thống EPON, thúc đẩy sự trưởng thành và gia nhập thị trường của thiết bị 10G-EPON. 10G EPON đang phát triển với tốc độ trơn tru trên cơ sở nhu cầu được chia sẻ trên quang Mạng lưới phân phối (ODN). Khi EPON và 10G-EPON được đồng xây dựng, công nghệ ghép kênh phân chia bước sóng (WDM) được áp dụng trong 10G-EPON để lọc tín hiệu quang EPON và 10G-EPON ở các bước sóng quang học khác nhau.

5. Tiêu chuẩn cho 10G GPON

● 2 giai đoạn NG-PON

Về mặt ITU-T, NG-PON trải qua hai giai đoạn, một là NG-PON1 mở rộng tiêu chuẩn GPON và tương thích với ODN hiện có, và giai đoạn còn lại là giai đoạn NG-PON2 không có GPON hiện có tiêu chuẩn và hạn chế mạng. XG-PON thuộc NG-PON1, và hệ thống bất đối xứng của nó (hướng lên 2.5Gbit / s, hướng xuống 10Gbit / s) được gọi là XG-PON1 trong khi hệ thống đối xứng của nó với hướng lên là 10Gbit / s và hạ lưu là 10Gbit / s là XG- PON2 sau đó còn được gọi là XGS-PON. Tuy nhiên, xem xét các yêu cầu ứng dụng thực tế, công thức tiêu chuẩn của XG-PON2 đã kết thúc, và XG-PON, mà tiêu chuẩn được quy định sau đó, là một hệ thống mạng quang thụ động không đối xứng được gọi là.

Ngoài ra, ITU-T mở rộng dựa trên giao diện điều khiển quản lý GPON ONT (OMCI) để tạo thành tiêu chuẩn OMCI mới G.988, đóng vai trò là tiêu chuẩn cơ bản quản lý thiết bị đầu cuối mạng truy nhập quang ITU-T. XG-PON về cơ bản là một phiên bản nâng cao của G-PON với việc nâng cao hiệu suất ở tốc độ cao, tỷ lệ phân kỳ lớn và sự phát triển mạng để phục vụ nhiều người dùng hơn và cung cấp cho người dùng băng thông cao hơn.

Hình 5: Cấu hình đối xứng & không đối xứng của 10G-GPON 

 

● Đặc tính kỹ thuật cho 10G GPON

Các yêu cầu vật lý và chung của 10G GPON (còn được gọi là XG-PON) được chỉ định bởi các tiêu chuẩn G. 987.1 và G.987.2. Tốc độ dữ liệu của XG-PON là 2.5Gbit/s ngược dòng và 10Gbit/s xuôi dòng, và mã dòng là mã NRZ (Non-Return to Zero). Công nghệ mà 10G GPON áp dụng cho việc truyền đa tác vụ giữa OLT và thiết bị mạng quang (ONU) cũng giống như công nghệ của GPON. Cả hai đều là chế độ đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA) dành cho thượng nguồn và TDM dành cho hạ lưu. Tuy nhiên, tỷ lệ phân chia quang được hỗ trợ bởi XG-PON ít nhất là 1:64, hỗ trợ nhiều ONU hơn GPON.

Tiêu chuẩn lớp Hội tụ truyền dẫn (TC) của XG-PON được chuẩn hóa trong G.987.3, trong khi kiến ​​trúc lớp XGTC (Hội tụ truyền dẫn XG-PON) của nó nhất quán với GPON. Nhưng đặc điểm kỹ thuật công nghệ trên XGTC phải được sửa đổi để hoạt động bình thường trong đó có sự gia tăng tỷ lệ truy cập Internet và thuê bao. Tiêu chuẩn được sửa đổi đã chỉ định phần mở rộng theo độ rộng bit của ONU-ID, Port-ID, Alloc-ID, v.v., PON-ID bổ sung và tăng độ dài mã hóa của FEC, xáo trộn và PLOAM (OAM lớp vật lý) thông tin. Hơn nữa, việc phân bổ băng thông được thay đổi thành từ là đơn vị; và cấu trúc hộp thư XGEM (Phương pháp đóng gói XG-PON) cũng bổ sung thêm độ rộng trường liên quan đến mã hóa.

6. Về Chung sống với 1G PON

Dựa trên tiêu chuẩn G.987, GPON & XG-PON có thể vận hành đồng thời các hệ thống GPON 1 Gbit/s và 10 Gbit/s trên cùng một nhà máy bên ngoài thông qua các thành phần WDM (Ghép kênh phân chia theo bước sóng). Tương tự, tiêu chuẩn 802.3av chú trọng đáng kể vào việc cho phép hoạt động đồng thời của các hệ thống EPON 1 Gbit/s và 10 Gbit/s. Để cho phép XG-PON và 10G-EPON cùng tồn tại với 1G PON và 1G EPON tương ứng trong ODN, thiết kế phải xem xét sự phát triển và cùng tồn tại của hệ thống cũ và mới; do đó việc thiết kế các thành phần quang học là đặc biệt quan trọng.

 

Hình 6: Sơ đồ về sự cùng tồn tại của GPON và XG-PON

 

Các vấn đề như cập nhật về tốc độ tải xuống và tốc độ ngược dòng lên đến 10 Gbit / s (gigabit / giây), cách chọn nguồn sáng laser để tránh hiện tượng chirp và Cách đạt được tín hiệu đầu ra ánh sáng ổn định và cân bằng dưới 70 ℃ môi trường là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của mô-đun thu phát quang OLT. Trong số đó, việc nhận tín hiệu của OLT sẽ yêu cầu nhiều tia laser chế độ bùng nổ đắt tiền hơn trên các thiết bị đầu cuối mạng quang (ONT) để cung cấp tốc độ truyền ngược dòng. Hình 1 giới thiệu mạng cùng tồn tại GPON và XG-PON trong G.987.

7. Phân bổ bước sóng của 10G PON

Mỗi chuẩn truyền dẫn sử dụng dải bước sóng riêng. Bước sóng trung tâm ngược dòng của 10G-EPON được cấu hình ở 1270 nm và 1310nm. Xem xét giao tiếp liên thông với EPON hiện có, bước sóng trung tâm 1Gbit / s hướng lên được định cấu hình ở 1310nm, bước sóng trung tâm 10Gbit / s ở 1270nm và bước sóng xuống trung tâm là 1577nm. Đối với XG-PON, bước sóng trung tâm hướng lên được phân bổ ở 1270nm với bước sóng hạ lưu là 1577nm, giống như hệ thống 10G / 10G của 10G-EPON. Hình 2 mô tả phân bổ bước sóng cho GPON, XG-PON / 10G-EPON.

                            

 

Hình 7: Phân bổ bước sóng cho GPON, XG-PON, 10G-EPON

8. Thiết bị quang 10G PON

Các thành phần quan trọng của thiết bị PON là mô-đun thu phát quang và chip PON MAC. Mô-đun thu phát quang PON là một thành phần quang học của mạng quang, bao gồm tia laser, trình điều khiển, bộ khuếch đại, mạch khôi phục dữ liệu đồng hồ (Clock Data Recovery, CDR) và một bộ nối tiếp / khử không khí (Serializer / Deserializer, SerDes), v.v.

Chip PON MAC là chip xử lý dữ liệu tín hiệu PON. PON MAC của 10G-EPON đã được cung cấp các chip mạch tích hợp ứng dụng đặc biệt (ASIC), phần lớn là các mảng cổng lập trình trường (FPGA). Nhưng điều này đã có thể đáp ứng nhu cầu về chức năng và hiệu suất. Đối với XG-PON đang phát triển với tốc độ chậm, tiêu chuẩn G.987 xác định 4 quỹ công suất quang đáp ứng các yêu cầu ứng dụng ở các cấp độ ODN khác nhau. Bốn thông số kỹ thuật này được hiển thị trong Hình 3. Trong số đó, suy hao chèn kênh tối đa là 35dB của loại E2, cho thấy XG-PON có các yêu cầu nghiêm ngặt đối với các mô-đun thu phát quang. Do đó, các mô-đun thu phát quang XG-PON sẽ đóng một vai trò quan trọng trong toàn bộ hệ thống mạng quang thụ động (10G-GPON).

XG-PON Power Budget theo G.987

 

Kênh Insertion Loss (dB)

 

Lớp quyền lực

Lớp N1

Lớp N2

Lớp E1

Lớp E2

Tổn thất tối thiểu

14dB

16dB

18dB

20dB

Tổn thất tối đa

29dB

31dB

33dB

35dB

Hình 8: Bảng Thông số kỹ thuật về ngân sách điện quang cho 10G-GPON

9. Kỹ thuật của thiết bị quang trong 10G PON

● Kỹ thuật thu phát quang học

Hiện tại, hầu hết các mô-đun thu phát quang XG-PON OLT trên thị trường thuộc loại N2 về suy hao chèn kênh (dB), được chia thành N2a và N2b với công suất đầu ra là + 4 ～ + 8dBm và + 10.5 ～ + Lần lượt là 12.5dBm. Mô-đun quang học XG-PON OLT hoạt động ở dải bước sóng từ 1575nm đến 1580nm, trong đó nguồn sáng laser có thể truyền đi 20 km (km).

Hình 9: Bộ thu phát quang FiberMall XG-PON OLT

Laser điều chế bên ngoài (EML) thường được thiết kế trong mô-đun để tránh tiếng kêu do điều chế bên ngoài. Ngoài ra, công nghệ của bộ điều biến bên ngoài bán dẫn được sử dụng với các nguồn sáng laser bán dẫn đã liên tục được cải tiến trong những năm gần đây. Laser điều chế bên ngoài được hình thành tích hợp với chất nền dùng chung laser đã đạt đến giai đoạn trưởng thành về hiệu suất và chất lượng với ưu điểm lớn nhất là kích thước nhỏ và dễ đóng gói.

● Các kỹ thuật của bộ điều chế quang học trong 10G PON

Điều chế bên ngoài của laser đề cập đến các thông số thay đổi theo điều chế tín hiệu. Khi một tia laser được đưa vào một bộ điều biến bên ngoài, cường độ ánh sáng đầu ra và các thông số khác sẽ thay đổi bằng cách sử dụng độ lệch pha hoặc quang điện trong bộ điều biến. Vì tia laze chỉ hoạt động ở trạng thái tĩnh một chiều nên sự điều chế bên ngoài của tia laze có thể giảm tiếng kêu và cải thiện hiệu suất truyền tín hiệu. Hiện tại, các bộ điều chế quang học bên ngoài được áp dụng cho truyền dẫn khoảng cách trung gian dài trong hệ thống thông tin quang học 10Gbit/s chủ yếu là EAM và MZM. Cái trước là viết tắt của Bộ điều chế hấp thụ điện bán dẫn sử dụng hiệu ứng quang điện và cái sau là Bộ điều biến Mach-Zehnder bán dẫn (MZM) sử dụng hiệu ứng lệch pha.

EAM dựa trên hiệu ứng Franz-Keldysh được đặt theo tên của nhà vật lý người Đức Walter Franz và nhà vật lý người Nga Leonid Keldysh sử dụng điện áp để điều chỉnh cường độ ánh sáng và đặt một điện trường có điện áp phân cực ngược để làm biến dạng mức năng lượng của EAM để đạt được ánh sáng. điều chế bằng cách hấp thụ ánh sáng tới. Nói một cách cụ thể, diode laser (LD) và EAM được làm trên cùng một chất nền. Cấu trúc được thiết kế như vậy có ưu điểm là tốc độ điều chế cao, điện áp truyền động thấp và kích thước nhỏ, cho phép nó tích hợp với laser bán dẫn và giảm giá thành gói. Do đó, loại bộ điều biến ánh sáng bên ngoài này đã trở nên phổ biến trong ứng dụng thực tế.

 

Hình 10: Sơ đồ 10G EPON OLT & ONU

Bộ điều chế Mach-Zehnder sử dụng sự thay đổi độ lệch pha để đạt được điều chế quang học. Phương pháp hoạt động như sau: đầu tiên, một nguồn sáng được chèn vào được chia thành hai đường; sau đó các tín hiệu quang đã tách được tích hợp lại ở đầu ra; cuối cùng, sự điều chỉnh pha sẽ đạt được bằng một điện áp phân cực bên ngoài. Chế độ điều chế này có thể giảm thông số chirp xuống một giá trị nhỏ gần bằng XNUMX, điều này làm cho nó hoàn hảo cho việc truyền tín hiệu tốc độ cao và khoảng cách xa qua cáp quang. Nhưng nó không thu hút được nhiều sự chú ý của các nhà sản xuất do giá thành cao.

● Kỹ thuật của trình điều khiển quang trong 10G PON

Đối với các mô-đun thu phát quang 10Gbit / s, nhiệt độ cao là một yếu tố quan trọng khác ngoài băng thông, tiếng kêu và độ phân tán của diode laser. Trong những ngày đầu tiên, các công nghệ chưa trưởng thành được áp dụng trong điốt laze và vi mạch đã gây ra các hiệu ứng nhiệt nghiêm trọng, không chỉ làm giảm chất lượng của điốt laze mà còn làm tăng nhiễu PD (PIN Detector). Hơn nữa, nhiệt độ quá cao có thể làm giảm phạm vi thu nhận quang động (Dynamic Range), và rút ngắn khoảng cách truyền.

Hiện tại, một số mô-đun thu phát quang XG-PON OLT là XFP (10 Gigabit Small Form Factor Pluggable), yêu cầu dòng truyền động DFB-LD và hệ thống điều chế và điều khiển nhiệt độ bên ngoài. Dòng thiên vị mà DFB-LD phải cung cấp nhiều hơn ba lần so với DML. Do đó, nhiệt tích lũy trong toàn bộ XFP trên một đơn vị thời gian khó giải phóng ở nhiệt độ phòng. Làm thế nào để đạt được sự cân bằng ổn định của tín hiệu đầu ra ánh sáng trong môi trường 70 ° C thực sự đặt ra một thách thức lớn đối với công nghệ của nhà sản xuất.

 

Hình 11: Bộ thu phát quang EPON ONU 10G của FiberMall

● Kỹ thuật của Bộ khuếch đại quang học

Nói chung, tín hiệu nhận được trong các mô-đun thu phát quang được thực hiện thông qua bộ thu quang có TIA (Bộ khuếch đại chuyển đổi) và bộ khuếch đại giới hạn. Bộ thu phát quang với TIA chuyển đổi tín hiệu quang nhận được thành tín hiệu điện áp, sau đó truyền nó đến bộ khuếch đại giới hạn, và cuối cùng, dữ liệu nối tiếp được xuất ra sau khi được khuếch đại bởi bộ khuếch đại giới hạn.

Để cải thiện đáp ứng tần số động trong ONU, bộ dò đọc trung bình với Điều khiển độ lợi tự động (kỹ thuật AGC） được thiết kế trong bộ thu phát quang 10G EPON OLT / ONU. Tuy nhiên, bộ thu phát quang GPON nhận tín hiệu quang ở chế độ liên tục. Phản hồi của bộ thu phát thời gian tới các ONU khác nhau nhỏ hơn 256ns. Trong trường hợp này, phải sử dụng phương pháp điều khiển độ lợi tự động với thời gian đáp ứng ngắn để đáp ứng yêu cầu 256ns. Bộ dò đỉnh có điều khiển độ lợi tự động là một trong những phương pháp xử lý mạch.

 

10. XGS-PON là gì？

Cả XG-PON và XGS-PON đều thuộc dòng GPON. XGS-PON là sự phát triển công nghệ của XG-PON.

 

Hình 12: Sự phát triển công nghệ của XG-PON

Cả XG-PON và XGS-PON đều là 10G PON. Sự khác biệt chính là XG-PON là một PON không đối xứng, và tốc độ đường lên / đường xuống của cổng PON là 2.5G / 10G; XGS-PON là một PON đối xứng và tốc độ đường lên / đường xuống của cổng PON là 10G / 10G.

Công nghệ GPONXG-PONXGS-PON

Tiêu chuẩn kỹ thuậtG.XINUMG.XINUMG.XINUM

Năm tiêu chuẩn được xuất bản200320092016

Tốc độ đường truyền (Mbps)Đường xuống248899539953

đường lên124424889953

Tỷ lệ phân chia tối đa128256256

Khoảng cách truyền tối đa (km)204040

Đóng gói dữ liệuGEMXGEMXGEM

Băng thông khả dụng (Mbps)Đường xuống220085008500

đường lên100020008500

Bước sóng trung tâm hoạt động (nm)Đường xuống14901577

đường lên13101270

Bảng 1: So sánh XG-PON, XGS-PON và G-PON

Các công nghệ PON chính được sử dụng hiện nay là GPON và XG-PON, cả hai đều là PON không đối xứng. Lấy một thành phố cấp một làm ví dụ, lưu lượng đường lên của OLT trung bình chỉ bằng 22% lưu lượng đường xuống. Do đó, các đặc tính kỹ thuật của PON không đối xứng về cơ bản phù hợp với nhu cầu của người sử dụng. Quan trọng hơn, tốc độ ngược dòng của PON không đối xứng thấp và chi phí truyền các thành phần như la-de trong ONU thấp, do đó giá thiết bị cũng thấp tương ứng.

Hình 13: Việc sử dụng băng thông đỉnh mức thứ hai của một số mạch đường lên OLT trong thành phố

Tuy nhiên, nhu cầu của người dùng rất đa dạng. Với sự gia tăng của các dịch vụ như truyền hình trực tiếp và giám sát video, ngày càng có nhiều kịch bản mà người dùng chú ý nhiều hơn đến băng thông đường lên, trong khi đường truyền dành riêng cho khách hàng đến cần cung cấp các mạch đường lên / đường xuống đối xứng. Các dịch vụ này thúc đẩy nhu cầu về XGS-PON.

XGS-PON là sự phát triển kỹ thuật của GPON và XG-PON và hỗ trợ truy cập hỗn hợp các ONU của GPON, XG-PON và XGS-PON.

• Sự tồn tại của XGS-PON và XG-PON

Giống như XG-PON, đường xuống của XGS-PON sử dụng chế độ quảng bá và đường lên sử dụng chế độ TDMA.

Vì bước sóng xuôi dòng và tốc độ xuôi dòng của XGS-PON và XG-PON là như nhau, nên tần số xuôi dòng của XGS-PON không phân biệt giữa XGS-PON ONU và XG-PON ONU. Bộ tách quang phát tín hiệu quang xuôi dòng tới từng ONU XG (S) -PON (XG-PON và XGS-PON) trong cùng một liên kết ODN và mỗi ONU chọn nhận tín hiệu riêng của mình và loại bỏ các tín hiệu khác.

 

Hình 14

Hình 15

Có thể thấy rằng XGS-PON đương nhiên hỗ trợ truy cập lai của hai ONU là XG-PON và XGS-PON.

• Sự tồn tại của XGS-PON và GPON

Vì bước sóng đường lên / đường xuống khác với bước sóng của GPON, XGS-PON áp dụng giải pháp Kết hợp để chia sẻ ODN với GPON. Mô-đun quang kết hợp của XGS-PON tích hợp mô-đun quang GPON, XGS-PON mô-đun quang học và bộ kết hợp WDM.

Theo hướng ngược dòng, sau khi tín hiệu quang đi vào cổng Combo XGS-PON, WDM lọc tín hiệu GPON và tín hiệu XGS-PON theo các bước sóng, sau đó gửi tín hiệu đến các kênh khác nhau.

Hình 16: Mô-đun quang kết hợp của XGS-PON tích hợp mô-đun quang GPON, mô-đun quang XGS-PON và bộ kết hợp WDM

Theo hướng xuôi dòng, các tín hiệu từ kênh GPON và kênh XGS-PON được ghép kênh qua WDM, và tín hiệu hỗn hợp được truyền xuống ONU thông qua ODN. Do các bước sóng khác nhau, các loại ONU khác nhau chọn bước sóng cần thiết thông qua bộ lọc bên trong để nhận tín hiệu.

Hình 17: Các ONU chọn bước sóng cần thiết thông qua bộ lọc bên trong để nhận tín hiệu

Vì XGS-PON tự nhiên hỗ trợ cùng tồn tại với XG-PON, giải pháp Combo của XGS-PON hỗ trợ truy cập hỗn hợp của ba loại ONU, đó là GPON, XG-PON và XGS-PON. Mô-đun quang Combo của XGS-PON còn được gọi là mô-đun quang Combo ba chế độ (mô-đun quang Combo XG-PON được gọi là mô-đun quang Combo hai chế độ vì nó hỗ trợ truy cập hỗn hợp GPON và XG-PON ONU).

Kết luận

Khi nhu cầu về tốc độ mạng tiếp tục phát triển, các công nghệ mới và nhanh hơn được sinh ra từ các tiêu chuẩn hiện có. 10G-PON là khả năng siêu nhanh thế hệ tiếp theo dành cho các nhà cung cấp G-PON, được thiết kế để cùng tồn tại với thiết bị người dùng G-PON đã cài đặt trên cùng một mạng. EPON do IEEE định nghĩa và GPON do ITU định nghĩa đều đang áp dụng kỷ nguyên 10G PON. Các công nghệ PON chính hiện nay được sử dụng trong FTTH (cáp quang đến nhà) là EPON và GPON, và công nghệ 10G PON chủ yếu được sử dụng trong (Cáp quang đến hành lang).

Bị ảnh hưởng bởi chi phí thiết bị và độ chín của thiết bị, hiện tại, giá thiết bị của XGS-PON cao hơn nhiều so với XG-PON. Trong đó, đơn giá của OLT (bao gồm cả bảng người dùng Combo) cao hơn khoảng 20% ​​và đơn giá của ONU cao hơn 50%.

Mặc dù đường dây riêng đến cần cung cấp các mạch đường lên / đường xuống đối xứng, nhưng lưu lượng thực tế của hầu hết các đường hành khách đến vẫn bị chi phối bởi đường xuống. Ngày càng có nhiều kịch bản mà người dùng quan tâm nhiều hơn đến băng thông ngược dòng, tuy nhiên, hầu như không có dịch vụ nào không thể truy cập qua XG-PON mà phải truy cập qua XGS-PON.

Do khả năng tương thích tốt của giải pháp Combo XGS-PON, đơn giá của XGS-PON OLT (bao gồm cả bo mạch người dùng Combo) không cao hơn nhiều so với XG-PON. Một lượng nhỏ thiết bị XGS-PON OLT có thể được triển khai ở các thành phố cấp một và cấp hai và các thành phố thủ phủ của tỉnh (lưu lượng truy cập đầu nguồn của các đường dây tư nhân vào thường cao) và XGS-PON ONU được trang bị theo đường lên thực tế yêu cầu băng thông của người dùng.