FTTH - WDM-PON yangi avlod uchun munosib alternativ
Kirish
So'nggi yillarda FTTH kengaytiruvlari Gigabit Ethernet Passiv Optik Tarmoq (GEPON) va Gigabit Pon (GPON) kabi sanoat standartlariga asoslangan. Ushbu dasturlarning muvaffaqiyati tizim arxitekturasida va ushbu tizimlarni yaratish uchun ishlatiladigan tarkibiy qismlarda muhim yangiliklarga olib keldi va keyingi avlod passiv optik tarmoqlar muqarrar ravishda bugungi kunda odatdagidan ko'ra ko'proq rivojlangan bo'ladi.
PONni rivojlantirishning oldingi bosqichida yangi avlod tizimlariga qarshi 10 ta Gbps PON (10G EPON yoki 10G GPON) va WDM-PON uchun raqobatlashadigan ikkita alohida yondashuv mavjud. Har bir yondashuv o'zining afzalliklari va o'z muammolariga ega, ammo so'nggi yillarda yangi texnologiyalar bilan rivojlanish tezlashdi. Ushbu maqolada biz WDM-PONga e'tibor qaratamiz va yangi avlod platformalari uchun juda mos raqib qiladigan ba'zi qiyinchiliklarni va yangi texnologiyalarni ko'rib chiqamiz. WDM-PON Koreyada dastlabki muvaffaqiyatga erishgan bo'lsa-da, uni dunyoning boshqa qismlarida qabul qilish GEPON va GPON texnologiyalari bilan solishtirganda ancha yuqori xarajatlar bilan sekinlashdi. WDM-PON yangi avlod FTTH dasturlari uchun 10G PON va Point-to-Point (P2P) tizimlari bilan boshdan-boshga raqobat sifatida o'zgarib turadi.
Arxitektura
WDM-PON tarmog'idagi tizim arxitekturasi an'anaviy GEPON yoki GPON tizimidan sezilarli darajada farq qilmaydi, ammo tarmoq qanday ishlashini butunlay boshqacha. Ushbu maqoladagi barcha texnik tafsilotlarni muhokama qilmasak ham, WDM-PONning yakuniy natijasi har bir abonentga to'lqin uzunligi hisoblanadi. Bu 32 yoki undan ortiq foydalanuvchilar orasida bir optik besleme paylaşıldığı an'anaviy PON me'morchiligi aksincha. Bunday holda har bir uy bir xil to'lqin uzunligida ishlaydi va asosiy tolada 1/32 soat vaqt oralig'i ajratiladi. WDM-PONda har bir uyga o'z to'lqin uzunligi beriladi va u to'lqin uzunligida tolani doimo ishlatadi. WDM-PON tarmog'ining yuqori darajadagi ko'rinishi quyidagi rasmda keltirilgan.
Standart PON tizimida yagona filtr Markaziy ofisdan (CO) bir mahallaga ishlaydi, shu nuqtada passiv 1 × 32 splittir 32 xil uylarga optik signalni ajratadi. Deyarli barcha PON texnologiyalari ikki tomonlama (BiDi) aloqani ta'minlash uchun Wavelength Division Multiplexing (WDM) ning ba'zi shakllariga tayanadi. Misol uchun, odatda, bir GPON tizimida yuqorida turgan aloqa 1310 nm to'lqin bo'yida ishlaydi, past oqim esa 1490 nm da ishlaydi. 1550 nmdagi uchinchi to'lqin uzunligi videoklipni ishlatish uchun ishlatiladi. Shunday qilib, PON tizimlarida WDM-dan foydalanish juda keng tarqalgan. Ammo odatda GPON yoki GEPON tizimida barcha abonentlar bir xil umumiy to'lqin uzunligini ishlatadilar. Bu esa, ular Time Division Multiplexing (TDM) orqali amalga oshiriladigan tola infratuzilmasini almashish kerak degan ma'noni anglatadi. Ushbu 32 ta uylarning har biri bir xil tolaga o'tadi, lekin ular tolalarni "egallash" ga ruxsat berilgan vaqt CO da Optik liniya terminali (OLT) tomonidan ajratiladi. 1250 Mbit / s dan ortiq, u faqat tolaga ajratilgan vaqtida buni amalga oshirishi mumkin, shuning uchun eski PON tizimidagi har bir abonent uchun atigi 30 Mbit / s gacha uzluksiz ma'lumot uzatish darajasiga erishish mumkin emas.
Umumiy tolalarni ulashgan ko'pgina foydalanuvchilar kontseptsiyasi FTTHni tarqatishda zarur bo'lgan tolaning infratuzilmasini minimallashtirishga yordam beradi. Shu bilan birga, tolaning bunday taqsimlanishi abonentlarga yuqori ma'lumotlar uzatishni cheklovchi asosiy omillardan biri hisoblanadi. WDM-PON har bir abonentga to'liq 1250 Mbit / s gacha kirish imkonini beradigan bir xil tolana infratuzilmasini samarali ishlatishga imkon beradi. Tarmoqqa ushbu o'zgarishni yoqish uchun zarur bo'lgan bir nechta o'zgartirishlar kiritilgan. Birinchisi, passiv 1 × 32 bo'lakchani yuqoridagi rasmda ko'rsatilgandek, passiv 1 × 32 kanal demultipleksorlari (masalan, 32 kanalli DWDM DEMUX) bilan almashtirishni, odatda, atrial Arrayed Waveguide Gratings (AWG) bilan almashtirishni talab qiladi. Bu umumiy to'lqinning 32 ta turli to'lqin uzunligini uzatishga imkon beradi va keyin har bir uy o'z to'lqin uzunligidan ajratiladi.
Afzalliklar
WDM-PON arxitekturasining an'anaviy PON tizimlariga nisbatan bir qancha afzalliklari mavjud.
Birinchisi, har bir abonent uchun WDM-PON tarmog'ining tarmoqli kengligi mavjud.
Ikkinchidan, WDM-PON tarmoqlari xavfsizligi va keng ko'lamliligini ta'minlaydi, chunki har bir uy faqat o'z to'lqin uzunligini oladi.
Uchinchidan, WDM-PON OLT va ONT orasidagi Point-to-Point (P2P) ulanishini ta'minlaganligi uchun va WDM-PONdagi MAC qatlami soddalashtirildi va PITs-da topilgan nuqtadan-ko'p tomonlama (P2MP) boshqa PON tarmoqlari.
Nihoyat, WDM-PON tarmog'idagi har bir to'lqin uzunligi har bir bog`lanishning maksimal moslashuvchanligi va maksimal darajada moslashuvchanligi uchun to'lov va protokolni ishlatish imkonini beruvchi samarali P2P havolasi.
Narxlar bahosi
WDM-PON bilan asosiy muammo - bu narx . Har bir abonentga o'zining to'lqin uzunligi tayinlanganligi sababli, bu OLTning an'anaviy PON tizimlarida bo'lgani kabi 32 ta to'lqin uzunligiga birlashgan to'lqin uzunligiga nisbatan uzatishi kerakligini ko'rsatadi. Xuddi shu tarzda, ulanishdagi 32 uyning har biri alohida to'lqin uzunligida ishlaydi, shuning uchun har bir ONT ma'lum bir uy uchun to'g'ri to'lqin uzunligiga sozlanishi mumkin bo'lgan qimmatbaho sozlanishi lazerni talab qiladi. Ayniqsa, dastlabki o'rnatish xarajatlarida bu juda qimmatga tushishi mumkin edi va WDM-PON tizimlarini erta ishlab chiqishda katta to'siq bo'ldi.
Ko'pgina WDM-PON tizimlarida CO da keng polosali yorug'lik manbai OLT transmitterlariga keng polosali urug'lik signalini yuboradi, chunki ular uzatish uzatishda asosiy to'lqinlarni uzatish uchun to'g'ri to'lqin uzunligiga etkaziladi. Dalada 32 kanalli AWG DEMUXda bu signal 32 xil tolaga bo'linadi, har bir tolaga bir to'lqin uzunligi. Har bir tolasi alohida ONTga olib keladi. Ushbu arxitektura ONT saytida sozlanadigan lazerlarni talab qilmaydi, ONT'larning raqobatbardoshligini ta'minlaydi va aslida ko'proq an'anaviy GPON ONT-larga juda o'xshash.
R-SOA narxlari tanlovi uchun echim
Zamonaviy WDM-PON tizimlarining ko'pchiligi endi lazer-qarshi qulflash usuliga asoslangan, bu esa nisbatan arzon bo'lgan Fabry-Perot tipidagi lazerlarning deyarli istalgan to'lqin uzunligida ishlashiga imkon beradi. Tashqi lazer Yansıtıcı Yarıiletken Optik Amplifikatör (R-SOA) deb nomlanadi.
Boshqa PON arxitekturalariga qaraganda eng katta tizim o'zgarishi OLTda keladi. WDM-PON OLT uning GEPON yoki GPON hamkasblariga nisbatan ancha murakkab. Har bir abonent to'laqonli to'lqinning o'z uyiga kirib kelishi bilan, bu ham har bir abonentning OLT-da o'zlarining maxsus transduserlariga ega bo'lishini talab qiladi. Yana bir bor, inyeksiya kilitlemesi, bu mumkin bo'ladi. OLT chassisida 32-kanalli AWG orqali o'tadigan keng polosali yorug'lik manbai mavjud bo'lib, ularda OLT-da 32 xil R-SOA ning har birini urug'lantiradi. Ushbu R-SOAlar to'g'ridan-to'g'ri 1,25 Gbit / s gacha to'g'ridan-to'g'ri modulyatsiya qilingan, ularning har biri ma'lum bir abonentga ajratilgan. Bu, nisbatan arzon PON tolalar zavodidan foydalangan holda yuqori tezlikda P2P tizimini yaratadi.
R-SOA va in'ektsiya qulflash WDM-PON xarajatlarini minimallashtirishga yordam beradi, ammo WDM-PON komponentlari GEPON va GPON tarmoqlarida ishlatiladigan standart komponentlardan ko'ra qimmatroq. Biroq, mavjud PON altyapılarından hech biri, har bir aboneye deyarli bir xil ma'lumot uzatish taklif qila olmaydi, shuning uchun bu taqqoslash to'liq adolatli emas. Bugungi kunda eng ko'p mos keluvchi PON alternativi keyingi avlod 10G PON bo'lishi mumkin, lekin 10 Gbps hatto WDM-PON bilan olish mumkin bo'lgan ma'lumotlar stavkalari bilan mos kelmaydi, chunki 10 Gbps 32 ta foydalanuvchi orasida taqsimlanadi. Har bir Mbps asosidagi WDM-PON, ehtimol, yangi avlod tizimlar uchun eng arzon variant hisoblanadi.
Narxlar bahosi uchun PLC Solution
WDM-PON tizimlarining xarajatlarini qisqartirish uchun mavjud bo'lgan komponentlarni oddiygina o'zgartirish WDM-PONni boshqa avlod pon echimlari bilan raqobat qilish uchun etarli bo'lmaydi. Bu butunlay yangi komponentli texnologiyalarni talab qildi. WMPON ONTs va OLT'larning narxini pasaytirish va xarajatlarni pasaytirish vositasi sifatida Planar Lightwave Devir (PLC) ga hozir ko'p e'tibor qaratilmoqda. PON dasturlarida PLC texnologiyasidan foydalanish yangi emas.
PLC asosidagi Splitter
Deyarli barcha PON tizimlari kam xarajat, kattaligi va soddaligi tufayli tashqi muhitda 1 × 32 PLC ajratgichga tayanadi. Bu Passiv Optik Splitterlar juda ko'p haroratlarda kuch va kuch talab qilmaydi.
PLC asoslangan transceiver
PLC-ga asoslangan transduserlardan foydalanish shuningdek, GEPON va GPON ONT-larning xarajatlarini optimallashtirilgan chipga yuqorida turgan va pastga qarab qabul qiluvchi-transduserning funksiyalarini qulab tushirishga yordam berdi. Ushbu PLClar passiv optik ajratgichlarga qaraganda ancha murakkab va WDM filtrlarini lazer, detektor, amplifikatorlar va kondansatörler bilan birgalikda, umumiy PLC substratiga integratsiyalangan barcha devqomatlardan iborat. So'nggi o'n yil ichida PLC integratsiya texnologiyasidagi ko'plab yutuqlar chindan ham optik chipda qanday funksionallikka erishish mumkinligini inqilob qildi.
PLC asoslangan AWG
WDM-PON tarmoqlari 32 × kanalli AWG bilan 1 × 32 kuch ajratgichini almashtirishdan boshlanadi. 32 ta turli uylar orasidagi optik quvvatni ajratish o'rniga, athermal AWG har bir uyga bitta to'lqin uzunligini ajratadi. Ular, albatta, PLC-ga asoslangan komponentlardir, va ularning dizayni dizaynida hech qanday kuch talab qilinmaydi. Shunday qilib, AEMG 1 × 32 kuch ajratgichini bir xil tashqi muhofaza ichida almashtirishga imkon beradi, shuning uchun WDM-PONni joylashtirishdagi tolana infratuzilmasi an'anaviy PON tizimida bir xil bo'ladi. Ushbu tizimlarda ishlatiladigan PLC asosidagi AWGlar muhim ahamiyatga ega, chunki ular bir vaqtning o'zida uch funktsiyani bajaradilar:
Birinchidan, ular OLT dan bitta tolaga ega bo'lishadi va 32 ta foydalanuvchi uchun bitta to'lqin uzunligini yuborish uchun uni qayta ishlab chiqarishadi.
Ikkinchidan, xuddi shu funktsiya har 32 ta ONTda lazerni urug'lantirish uchun harakat qiladi va har birining tegishli to'lqin uzunligiga qulflanadi.
Uchinchidan, C-band AWG shuningdek, L-bandida teng darajada yaxshi ishlaydigan tarzda ishlab chiqilishi mumkin va bu bir xil AWG-ga 32 ta foydalanuvchidan yuqorida turgan barcha trafikni qabul qilish va ularni bir xil umumiy tolaga qayta ulash imkonini beradi. OLT. Va bu, bir athermal AWG bo'lgani uchun, barcha bu vazifalar modulga hech qanday kuch bilan passiv tarzda amalga oshiriladi.
Har qanday PON tizimidagi bu splitter tugunida PLC foydalanish keng tarqalgan bo'lsa-da, aslida norma, WDM-PON tarmog'ining boshqa qismlarida PLC foydalanish tobora muhim ahamiyat kasb etadi. PLC'lar OLT optikasining o'lchamlarini sezilarli darajada qisqartirishi, barcha komponentlarning WDM-PON OLT modullarining zichligini samarali ravishda ikki baravar oshirishga imkon beradi.
PLC texnologiyasi so'nggi yillarda kichik o'lchamda ilgari mavjud bo'lmagan funksionallikni taqdim etish uchun pishib yetdi. WDM-PON ilovalari uchun asosiy e'tibor, 32-kanalli transmitter va qabul qiluvchi komponentlarini barcha OLT funksiyalarining bir OLT pichog'iga mos kelishiga imkon beruvchi ixcham integral modullarga qulab tushishdir. PLC texnologiyasi 32 fotodiod, TIA, kondansatkichlar va boshqa pastki komponentlarni juda yuqori rentabellikga ega AWG chipiga hibrid tarzda ulash imkonini beradi. Bu faqat taxminan ikki dyuym uzunlikdagi silikon chip ustida bajarilishi mumkin. Qadoqlash va elektronika ushbu oyoq izini qo'shib qo'yadi, ammo yakuniy natijaga OLT-dagi port zichligi ikki barobar. Xuddi shunday, PLC asosidagi transmitter modullari 32 ta WDM filtrlash kanallarini, 32 R-SOA transmitterlarini va har bir kanal uchun mos optik quvvat monitorlarini birlashtiradi. Integratsiyalashgan ushbu daraja bir necha yil oldin ham mumkin emas edi, lekin endi yangi avlod WDM-PON tarmoqlarining bir qismini 10G PON bilan xarajat va port zichligi bo'yicha raqobatlashishga imkon beradi.
Xizmat darajasining perspektividan, 10 G PONni o'z ichiga olgan boshqa hech qanday PON texnologiyasi WDM-PONning taqdim etishi mumkin bo'lgan har bir uyga bir xil badiiy chastotalarni taklif qiladi. Har bir foydalanuvchining tarmoqli kengligi 1250 Mbit / s faqat P2P tizimlari bilan solishtiriladi, ammo WDM-PON past narxdagi PON tolali paxta zavodidan foydalanadi. WDM-PON ilovalarini, masalan, xarajat va port zichligini ta'sir ko'rsatadigan asosiy muammolar, PLC larga asoslangan past narxdagi integratsiya komponentlar orqali hal qilinayapti.
Xulosa
Ehtimol, WDM-PON ilovalari uchun eng katta muammo shundaki, IEEE va ITU standartlariga mos keluvchi WDM-PON standartida GEPON va GPONni qamrab oladi. 10G PON yechimlari jiddiy iqtisodiy bosimni ta'minlaydi, WDM-PON uchun sanoat standartini qabul qilish WDM-PON komponentlari uchun xarajatlarni kamaytirishga yordam beradi. Dastlabki o'rnatish xarajatlari va OLT port zichligi dastlabki muammolari echilganligi sababli, WDM-PON ilovalari ortib boraveradi. Bu 10G PON va boshqa avloddagi FTTH yechimlariga juda mos standartlarga asoslangan muqobil taqdim etadi.
