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El desarrollo y la evolución de la tecnología PON

Hora: 2021-09-26 Golpes : 4

                    1. PON y BPON de banda estrecha temprana     

La red óptica pasiva (PON) es una tecnología que utiliza una red de distribución de fibra de árbol punto a multipunto para la transmisión de información.La topología física punto a multipunto es especialmente adecuada para redes de acceso por cable.Un sistema PON consta de un dispositivo OLT en el extremo local, un dispositivo ONU en el lado del usuario y una red de distribución óptica pasiva que conecta los dos.En el sistema PON, debido a que varios dispositivos ONU comparten el mismo medio óptico para comunicarse con OLT, el problema de intercambio de medios entre

Las principales formas de resolver el uso compartido de medios en fibras ópticas incluyen multiplexación por división de tiempo / acceso múltiple, multiplexación por división de longitud de onda y multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) .Por lo tanto, las principales tecnologías PON se pueden dividir en tDM-PON , WDM-PON y OFDM-PON. En la actualidad, EPON y GPON, que son ampliamente utilizados, adoptan principalmente la tecnología TDM-PON.


       El primer sistema PON se utiliza principalmente para resolver la interconexión de múltiples dispositivos remotos de redes de acceso de banda estrecha (bucle de abonado digital), transmisión de intervalos de tiempo de voz de N × 64 kbit / s. Pero la tecnología fracasó porque no podía competir con los dispositivos de bucle de abonado digital con topología de anillo en términos de protección de precio y servicio.En la década de 1990, con el auge de ATM / B-ISDN, la banda ancha se convirtió por primera vez en una dirección importante del desarrollo de la tecnología de las telecomunicaciones, y la tecnología de fibra óptica con un enorme potencial de ancho de banda también se convirtió en el favorito de la tecnología de transmisión de información. siete mayores Los operadores del mundo establecieron la Organización de Red de Acceso de Servicio Completo (FSAN), comprometida con la promoción del estándar y la aplicación de la red de acceso de fibra óptica. Gracias a los esfuerzos conjuntos de FSAN y UIT-T, la primera estándar internacional sobre sistemas PON, Sistemas de acceso óptico de banda ancha basados ​​en redes ópticas pasivas (PON) (ITU-T G.983.1), se publicó en 1998 y también se conoce comúnmente como estándar BPON.


       Entorno BPON en el momento de la tecnología adoptada en ATM, para el tren de pensamiento del diseño del kernel, y limitado al nivel del dispositivo y factores de precio, el costo del equipo PON es relativamente alto, las condiciones de soporte externas de la red de acceso de fibra óptica no están maduras, por lo que BPON sólo en los operadores de telecomunicaciones de América del Norte tienen una cierta escala de despliegue, no ha obtenido una aplicación generalizada en el mundo.

        EPON /GPON

Con el declive de la tecnología ATM y el rápido aumento de la tecnología IP de Internet, después de BPON, la industria espera desarrollar un nuevo TIPO de sistema PON para reemplazar la tecnología obsoleta BPON.En este contexto, IEEE y ITU-T comenzaron sucesivamente el trabajo de estandarización de EPON y GPON en 2000 y 2001, y lanzaron los estándares completados en 2004 respectivamente, sentando las bases para la amplia aplicación de EPON y GPON en la red en vivo hoyEl estándar EPON es completado por Ethernet en el grupo de trabajo First Mile (EFM) de IEEE y aprobado por el estándar IEEE 802.3AH en septiembre de 2004. Muchos contenidos del estándar EPON heredan la idea de diseño de Ethernet, reutilizan la tasa y la codificación de la capa física de Gigabit Ethernet y modificar el protocolo de capa MAC y la secuencia de código principal de la trama de Ethernet para adaptarse a la topología de red PON punto a multipunto.


        Los estándares GPON están estandarizados por la Comisión de Estudio 15 del UIT-T. Los estándares relacionados con Gpon incluyen G.984.1 ~ G.984.6, que cubren respectivamente la arquitectura del sistema GPON, la capa relacionada con los medios físicos, la capa de convergencia de transmisión, el protocolo de gestión de control de la ONU y las disposiciones sobre el uso mejorado de la longitud de onda y la extensión del rango.El estándar GPON está diseñado para considerar completamente el negocio y la operación y el mantenimiento requisitos de los operadores. El sistema estándar es completo y completo, pero el contenido es relativamente complejo.


        El sistema EPON adopta una transmisión bidireccional de fibra única con una longitud de onda nominal ascendente de 1 nm y una longitud de onda nominal descendente de 310 nm De acuerdo con la distancia máxima de transmisión, las especificaciones del transceptor óptico de la interfaz EPON se dividen en 1 km (PX490) y 10 km (PX10). En las redes prácticas, las interfaces PX20 se utilizan principalmente para obtener un mayor presupuesto de potencia óptica, que puede lograr una transmisión distancia de 20 km y una relación de derivación de 1:32 El ancho de banda real de cada puerto PON en el sistema EPON varía de 800 Mbit / sa 950 Mbit / s


        GPON también utiliza transmisión bidireccional de fibra única, con una longitud de onda nominal ascendente de 1310 nm y una longitud de onda nominal descendente de 1490 nm. GPON utiliza encapsulación GEM para adaptar varios servicios. La encapsulación GEM puede transportar directamente servicios Ethernet, ATM y TDM. A diferencia de Ethernet similar a epON, que transmite tramas de longitud variada, GPON utiliza una longitud de trama fija de 125 μs, lo que ayuda a transmitir señales de reloj con precisión. El código de canal GPON usa el código NRZ. La tasa de flujo descendente es de 2.488 Gbit / s, y la tasa de flujo ascendente es de 1.244 Gbit / s. Después de excluir la sobrecarga del sistema, el ancho de banda efectivo real de cada puerto PON es de aproximadamente 2.45 Gbit / s para el flujo descendente y 1.1 Gbit / s para el flujo ascendente. El sistema GPON utiliza dispositivos ópticos B +, que pueden alcanzar una distancia de transmisión de 20 km, una relación de derivación de 1∶64 y admitir una distancia lógica máxima de 60 km.


      EPON y GPON proporcionan 1 GBIT / sy 2.4 GBIT / s de ancho de banda descendente respectivamente. En escenarios FTTH, cada usuario con la relación de derivación máxima (32 Mbit / sy 64 Mbit / s) puede obtener un ancho de banda descendente de aproximadamente 30 Mbit / s sin considerar la concurrencia Sin embargo, en la red actual de China, los operadores utilizan redes FTTB, es decir, 16 a 32 usuarios son conectado a cada ONU. El número de usuarios conectados a cada puerto PON puede llegar a 1 (000 x 32). De esta manera, el ancho de banda disponible para cada usuario no puede cumplir con los requisitos del aumento de velocidad de la red en vivo.


El sistema GPON puede evolucionar a NG-PON2 de tres formas: evolución secuencial, evolución de salto y evolución flexible.

El sistema GPON existente debe evolucionar primero al sistema xG-PON, y GPON y XG-PON coexisten en el mismo ODN durante un período de tiempo.Cuando nG-PON2 necesita evolucionar, solo EL sistema XG-PON puede evolucionar a NG -PON2 y coexisten con NG-PON2 en el mismo ODN. Por lo tanto, asegúrese de que el sistema GPON se haya eliminado de la ODN.


         Evoluciona directamente de GPON a NG-PON2. Basado en el servicio y el desarrollo de la red, este modo omite la fase XG-PON y actualiza directamente GPON a NG-PON2. Por lo tanto, GPON y NG-PON2 deben coexistir en ODN

Evolución flexible Admite la evolución de XG-PON a NG-PON2 o de GPON directamente a NG-PON2. GPON, XG-PON y NG-PON2 pueden coexistir en la misma ODN, por lo que la planificación del espectro es la más difícil porque los tres sistemas necesitan ocupar los recursos del espectro en la fibra óptica. Especificación de la capa física PON2 considera el requisito del modo de evolución flexible, y el espectro utilizado por NG-PON2 está básicamente determinado para utilizar la banda C- (1 530 ~ 1 540 nm) y la banda L + (1 595 ~ 1 625 nm). El valor del límite de banda específico queda por discutir más a fondo.

 

No se ha estudiado cómo el sistema EPON evoluciona suavemente hacia el sistema NG-PON2 Desde la perspectiva de la coexistencia de ODN, ya que las bandas C- y L + seleccionadas por NG-PON2 son diferentes de las utilizadas por EPON / 10G-EPON, pueden co- existen en el mismo ODN a través de WDM haciendo referencia a GPON / XG-PON.










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