在上一篇文章(无源光网络 (PON) 技术综述)中,我们研究了PON的基础技术,认识了无源光网络 (PON) 是什么、PON 的工作原理以及PON核心技术优势和我们可能遇到的一些关键参数的定义。我们还探讨了 PON的历史及其未来的发展方向。
本文我们将更深入地了解 GPON 技术,包括最新的 10G PON 标准 (XG-PON 和 XGS PON) 和 NG-PON2。我们还将探讨GPON光模块选择时的标准要求以及负责分离光纤连接的 PLC 分路器。
在这里我们先快速回顾一下 GPON 是什么……
什么是 GPON?
简单回顾一下,GPON 主要用于 FTTH(光纤到户)、FTTB(光纤到楼)和 FTTP(光纤到户)网络。GPON 是一种标准,它允许使用光纤分路器将从数据中心发送的单根光纤连接拆分为多根光纤连接,以满足多个最终客户的需求。与点对点光纤相比,GPON 可以更有效地利用正在部署的物理光纤网络。千兆无源光网络 (GPON) 是第一个实现 1Gbps 通信的 ITU 标准。
1) ITU PON 传输标准 – GPON、XG-PON、XGS-PON 和 NG-PON2
在我们的上一篇博客中,我们介绍了 ITU PON 标准的演变。在这里,我们将仔细研究每个最新标准的规范。
传播
异步
传输模式
(ATM)
波分复用(
WDM )
不对称
波分复用(
WDM )
对称
时分
波分复用( TWDM
)
对称
TWDM + 多
通道和
波长调谐
,可使用 4 个波长以10/2.5 Gbps 速率将下行
带宽增加到
40Gbps 和上行带宽增加到 10Gbps
下行速度
2.5Gbps
10Gbps
10Gbps
10Gbps
上行速度
1.25Gbps
2.5Gbps
2.5Gbps 或 10Gbps
2.5Gbps 或 10Gbps
抵达
20公里
20公里
20公里
20公里
光模块封装形式
SFP
B+ 类和
C+类
光纤
光纤
SFP+/XFP
GPON(千兆级 PON)– 第一个 GPON 标准将下行数据速度提高到 2.5Gbps,将上行数据速度提高到 1.25Gbps。2014 年,GPON 标准进行了更新,涵盖了波分复用 (WDM),从而能够通过同一根光纤传输视频、数据和语音。
XG-PON / 10G PON—XG-PON(也称为 10G-PON)由 ITU 于 2010 年开发,使用异步传输实现 10 Gbps 的下行速度和 2.5 Gbps 的上行速度。XG-PON 也使用波分复用,但波长与 GPON 标准不同,因此可以在同一光纤上同时使用 GPON 和 XG-PON。
XGS-PON—XGS-PON是 2016 年发布的 PON 标准的演进版本。提供高达 10Gbps 的对称传输。XGS-PON 使用时分和波分复用进行传输,与 XG-PON 一样,波长已从原始 GPON 标准更改,以实现 GPON、XGS-PON 和 NG-PON2 的同时传输。
NG-PON2 / TWDM-PON—NG-PON2(下一代 PON)标准由 ITU 于 2015 年制定,比 XGS-PON 标准早一年。NG-PON2 的架构使用时间波分复用 (TWDM)。它支持 4 个或更多波长,每个波长提供 2.5 Gbps 或 10Gbps 的对称比特率。因此,它支持通过 4 个通道进行高达 40 Gbps 的通信。NG-PON2 标准描述了下行和上行的几种可能的用户部署速率,包括每个用户 10Gbps/10Gbps,以及 10Gbps/2.5Gbps 和 2.5Gbps/2.5Gbps。
芯瑞科技GIGAC系列SFP GPON OLT光模块
2)GPON 与 XG-PON 与 XGS-PON 与 NG-PON2 — 有什么区别?
GPON 技术一直是 FTTH 网络中最广泛使用的 PON 标准。ITU 标准已更新以处理更高的传输速度,从而导致了 XG-PON(2010 年)和 XGS-PON(2017 年)的开发,它们可以处理高达 10Gbps 的比特率。
NG-PON2– 在 XG-PON 和 XGS-PON 的发展之间,NG-PON2 于 2013 年实现标准化。NG-PON2 使用 TWDM(时分和波分复用)处理多个通道和可调波长上的非对称传输(10Gbps/2.5Gbps)和对称传输(10Gbps/10Gbps)。
XG-PON 与 XGS-PON –如前所述,XG-PON 于 2010 年标准化,提供 10Gbps 下行和 2.5Gbps 上行的非对称带宽。然而,正如其名称所暗示的那样,XGS-PON 并不是 XG-PON 的改进,而是 NG-PON2 中使用的 TWDM-PON 的改编,没有多通道和可调波长。因此,XGS-PON 既可以提供 10G/2.5G 的非对称传输,也可以提供 10G/10G 的对称传输,而 XG-PON 只能提供非对称 10G/2.5G。
XGS-PON 和 NG-PON2 – 两者的速度都高于 GPON,为 FTTH 提供了高级服务的机会,支持关键业务应用并为 5G 移动奠定了基础。XGS-PON 和 NG-PON2 之间的主要区别在于 NG-PON2 支持多个可调波长,而 XGS-PON 支持固定波长。
3)GPON、XGS-PON 和 NG-PON2 波长可实现服务灵活性
由于 XGS-PON 和 NG-PON2 旨在与 GPON 共存,因此这些标准在同一光纤上使用不同的波长,这使得光分配网络 (ODN) 的不同部分可用于为不同目的和应用提供不同级别的服务。例如,服务提供商能够增加现有 FTTH GPON 网络的带宽容量、降低部署成本、使更多客户共享同一条光纤,甚至使多个运营商共享同一网络。
上图显示了每个传输标准和使用的波长范围,以及潜在的上传和下载速度。
4)选择正确的 PON光模块
光模块是任何无源光网络的重要组成部分,中央光线路终端 (OLT) 和用户光网络单元 (ONU) 都需要光模块。PON光模块专为无源光网络而设计,使用不同的波长在 OLT 和 ONU 之间发送和接收信号。
选择合适的 PON 光模块时需要考虑几个选择标准:
OLT 或 ONU – 确定光模块的使用位置。
外形尺寸 – 根据所使用的 PON 标准,可提供不同的封装形式。例如,SFP(单外形尺寸可插拔)、SFP+(增强型小型可插拔)、XFP(10 千兆小型可插拔)。下表显示了每种 PON 标准的外形尺寸。
GPON SFP 收发器有两种类型 - B+ 类和 C+ 类。两种类型之间的主要区别在于:
它们可以支持的功率传输 (Tx) 和接收 (Rx) 量,以及它们可以支持的连接数。B+ 类最多支持 32 个 ONU,C+ 类最多支持 64 个最终用户 ONU 连接。
光模块封装形式
SFP 单模单纤双向 SC接口
提供 Class B+ 和 Class C+
XFP
XFP
SFP+ / XFP
5)选择无源光网络中使用的 PLC 分路器
PLC 分路器(PLC 代表平面光波电路)是 PON 的核心设备,用于将从 OLT 接收到的光束分成多束光束,然后传输到 ONU。PLC 分路器还接收来自多个 ONU 的光束,并将它们合并成一束光束。通常位于数据中心或无源光纤网络内的分配点。
分光比– GPON技术通常可处理高达 1:128 的分光比。较新的 10G GPON 技术可处理高达 1:256(或 2:128)的分光比。
1X32 PLC 分路器