Развитие и перспектива PON

Что такое пон

PON является типичной пассивной оптоволоконной сетью, что означает, что оптическая распределительная сеть не содержит никаких электронных устройств и электронных источников питания, ODN состоит из пассивных устройств, таких как оптические разветвители, и не требует дорогостоящего активного электронного оборудования. Пассивная оптическая сеть включает в себя терминал оптической линии (OLT), установленный в центральном пункте управления, и ряд согласующих оптических сетевых блоков (ONU), установленных в помещениях пользователя. Индустрия всегда считала, что пассивная оптическая сеть (PON) является будущим направлением развития сети доступа. С одной стороны, поскольку пропускная способность, которую он предоставляет, может удовлетворить потребности различных широкополосных услуг сейчас и в будущем, он в целом оптимистично настроен на решение проблемы широкополосного доступа; С другой стороны, его расходы выражаются как в стоимости оборудования, так и в накладных расходах на управление эксплуатацией и техническим обслуживанием. Оба они относительно низкие. Всесторонний экономический и технический анализ показывает что ПОН основная технология для ФТТБ/ФТТХ.

Разработка PON

PON (пассивная оптическая сеть)-это технология пассивного оптического доступа точка-многоточечная, которая возникла в 1990-х годах. От разработки узкополосного PON до различных широкополосных технологий PON развитие технологии PON прошло несколько этапов.

Узкополосная технология PON является самой ранней предлагаемой технологией PON, которая может предоставлять только узкополосные услуги, такие как POTS или ISDN, со скоростью доступа к услугам ниже 2 Мбит/с. Однако из-за несогласованности спецификаций различных производителей и невозможности достичь соглашения в то время до сих пор не существует единого и полного стандарта для узкополосной технологии PON. В эпоху непрерывного развития Интернета узкополосный PON уже давно сошел со сцены истории, и тогда в mid-1990s появилась технология APON. APON использовал протокол ATM, который считался способным обеспечить различные типы связи в то время, как протокол предъявителя, и скорость передачи была значительно улучшена. Позже, с быстрым развитием технологии Ethernet, APON в основном больше не применим, поэтому появилась концепция широкополосной пассивной оптической сети BPON. BPON является улучшением после стандарта APON, а также основан на протоколе ATM, и скорости восходящей и нисходящей линий связи были значительно улучшены. ITU-TG.983.1, первый международный стандарт для систем PON, выпущенный в 1998 году, также обычно упоминается как стандарт BPON.

С момента вступления в XXI век, с упадком технологии банкоматов и быстрым ростом IP-технологии Интернета, дорогостоящее развертывание технологии BPON кажется немного устаревшим. В настоящее время индустрия надеется разработать новую систему PON для замены устаревшей технологии BPON. В этом контексте IEEE и ITU-T последовательно инициировали стандартизацию EPON и GPON в 2000 и 2001 годах и соответственно выпустили завершенные стандарты в 2004 году, заложив основу для большого количества приложений EPON и GPON в текущей сети сегодня. Стандарт EPON был завершен рабочей группой IEEE EFM (Ethernet на первой миле) и был одобрен IEEE как стандарт IEEE 802.3ah в сентябре 2004 года. Стандарт GPON стандартизирован Исследовательской группой 15. Стандарты, связанные с GPON, включают в себя шесть стандартов, охватывающих архитектуру системы GPON, слои, связанные с физическими носителями, уровень конвергенции передачи, протоколы управления управлением ONU и правила для расширенного использования длины волны и увеличения расстояния. По сравнению с системой BPON, выше и ниже скорости EPON и GPON были значительно улучшены. Пропускная способность восходящего и нисходящего потока EPON составляет 1,25 Гбит/с, в то время как пропускная способность нисходящего потока GPON составляет 2,5 Гбит/с, а пропускная способность восходящего потока составляет 1,25 Гбит/с.

С быстрым развитием IP-бизнеса и постоянным увеличением числа пользователей также появились 10GEPON и XG-PON, поддерживающие более высокий коэффициент разделения и более высокую пропускную способность. Начиная с 2005 года, IEEE и МСЭ последовательно проводят исследования по стандартизации системы PON следующего поколения. IEEE создал проект в 2006 году и начал формулировать стандарт IEEE 802.3av для систем EPON со скоростью 10 Гбит/с. В этом стандарте 10G EPON делится на 2 типа. Одним из них является асимметричный метод, то есть скорость нисходящего потока составляет 10 Гбит/с, но скорость восходящего потока такая же, как у EPON, и по-прежнему составляет 1 Гбит/с. Второй-симметричный подход, то есть скорость восходящей и нисходящей линии связи составляет 10 Гбит/с. Как первая зрелая технология PON следующего поколения, технология 10GEPON соответствует тенденциям развития сети. Она имеет преимущества большой ширины полосы частот, большого оптически разделяя коэффициента, совместимости с ЭПОН, унифицированного сетевого управления, и ровного подъема. МСЭ начал исследованиеСтандарт XT-поколения GPON в 2008 году и подтвердил его в 2010 году. В настоящее время он называется стандартом XG-PON. Стандарт XG-PON ITU-T серии G.987 был выпущен один за другим. Скорость физического уровня, в настоящее время указанная XG-PON, является асимметричной, то есть скорость нисходящего потока составляет 10 Гбит/с, а скорость восходящего потока составляет 2,5 Гбит/с. В 2015 году симметричное решение XGPON, отмененное в 2013 году, было перезапущено и приняло новое название XGSPON. В отличие от XGPON, скорость восходящего и нисходящего потока XGSPON составляет 10 Гбит/с, и ITU официально прошел G.9807 в 2017 году. Международный стандарт XGSPON. В последние годы интернет-приложения, такие как видео и игры, быстро развивались, и пользователи имеют большой спрос на широкополосную сеть, что еще больше стимулировало зрелость отраслевой цепочки 10GPON. Коммерческое развертывание 10G PON началось в некоторых городах Китая.

После создания стандарта XGPON FSAN приступила к изучению NG-PON2. Его ключевыми требованиями являются в основном нисходящий канал 40G и восходящий канал 40G/10G, достижение расстояния передачи 20 км и разделения 1:64. В то время основные альтернативные технические решения для NG-PON2 включали высокоскоростные TDMA-PON, TWDM PON, OFDM-PON и WDM-PON. После анализа и сравнения в апреле 2012 года FSAN решила принять технологию TWDM PON в качестве плана внедрения NG-PON2 и приступила к разработке стандартов серии G.989.x, которая была окончательно завершена в 2015 году. IEEE начал исследования в 2013 году и начал разработку стандарта 100G-EPON в июле 2015 года, названного IEEE802.3ca, и планирует выпустить его в этом году.

Будущее PON

Не трудно представить, что в будущем нам понадобится технология PON с большей пропускной способностью, большим количеством пользователей и более высокой эффективностью. 25G/50G/100GPON уже включен в повестку дня организации по стандартизации. В феврале 2018, индустрия сети доступа Китая оптически успешно повысила учреждение стандарта 50G TDM-PON, отмечая ключевой шаг предпринятое ITU-T в поле исследования стандарта PON следующего поколения. Хотя IEEE не согласился с созданием одноволнового проекта PON 50G, он, по крайней мере, прояснил будущий путь технологической эволюции PON. Что касается будущей технологии 100G PON, китайские поставщики коммуникационного оборудования активно изучают технологию 100G PON для совместного продвижения стандартной формулировки и зрелости отраслевой цепочки. Применение 100G PON-это только вопрос времени.

С развитием времени и непрерывным развитием науки и техники будут постепенно реализовываться технологии 200G/5OOG/1000G и даже более высокие PON. Однако, помимо изучения следующего поколения PON-технологий, отрасль по-прежнему уделяет пристальное внимание очень важному вопросу. То есть конвергенция двух технических школ ITU-T и IEEE. EPON и GPON сосуществуют в течение длительного времени, что на самом деле очень неблагоприятно для отрасли. С одной стороны, это создает трудности для технических решений операторов и оборудования; с другой стороны, это также увеличивает стоимость производственной цепочки, и предприятиям промышленной цепи необходимо инвестировать в две линии. Особенно для огромного рынка сетей оптического доступа, такого как Китай, влияние дифференциации технологических фракций PON еще больше и больше растраты ресурсов. В последние годы, в рамках активного продвижения отечественной и зарубежной промышленности, ITU-T и IEEE также сделали ряд позитивных «шоу», включая выпуск совместных заявлений, формирование рабочих групп и создание механизмов письма связи. Но на данный момент потребуется много времени, чтобы по-настоящему реализовать окончательную интеграцию.