WDM-PON vs GPON vs XG-PON
Les services complets étant approvisionnés par le déploiement massif des réseaux PON, les opérateurs ont toujours plus d'attentes de PON. Celles-ci incluent des capacités de bande passante et de support de service améliorées, ainsi que des performances améliorées des nœuds d'accès et des équipements de support sur leurs réseaux PON existants. Par conséquent, ce serait une bonne idée de collecter tous les détails des informations PON, y compris deux types de solutions PON : XG-PON (10GPON, suite de GPON et/ou EPON) et WDM-PON (bénéficiant du domaine de longueur d'onde).
Qu'est-ce que WDM-PON et XG-PON ?
WDM-PON est une technologie de réseau d'accès capable de modifier considérablement les infrastructures de l'opérateur. WDM-PON crée une architecture point à point logique basée sur la longueur d'onde sur une topologie de fibre physique point à multipoint. Il utilise la technologie de multiplexage/démultiplexage WDM pour garantir que les signaux de données peuvent être divisés en signaux sortants individuels connectés aux bâtiments ou aux habitations. Cette séparation du trafic basée sur le matériel offre aux clients les avantages d'une liaison de longueur d'onde point à point sécurisée et évolutive, mais permet à l'opérateur de conserver un nombre de fibres très faible, ce qui réduit considérablement les coûts d'exploitation.
XG-PON, également connu sous le nom de 10GPON, définit un mécanisme de migration pour acquérir un signal pour l'utilisateur de 10 Gbits et 2,5 Gbits de l'utilisateur. Le signal de l'utilisateur XGPON est défini entre 1575 et 1580 nm et le signal de l'utilisateur entre 1260 et 1280 nm. Pour la coexistence de la technologie XGPON et GPON sur la même fibre, la centrale a besoin d'un filtre WDM qui combine le signal pour l'utilisateur et le signal vidéo.
WDM-PON vs GPON vs XG-PON
Nous avons résumé ici les performances techniques de GPON, WDM-PON et XG-PON.
GPON (10 Gbit/s Down/2,5G up) -ITU-T G.984, 2008. La norme GPON compatible Gigabit offre plusieurs choix de débit, mais l'industrie a convergé vers 2,448 gigabits par seconde (Gbit/s) de bande passante en aval et 1,244 Gbit/s de bande passante upstream.
XG-PON (10G down/2.5G up) - ITU G.987, 2009. XG-PON est essentiellement une version à bande passante supérieure de GPON. Il a les mêmes capacités que GPON et peut coexister sur la même fibre avec GPON. XG-PON a été rarement déployé.
WDM-PON (10G down/2.5G up) -2012, le multiplexage par répartition en longueur d'onde PON, ou WDM-PON, offre une meilleure confidentialité et une meilleure évolutivité car chaque ONU ne reçoit que sa propre longueur d'onde. Il est optimisé pour les applications jusqu'à 20 km, 40 canaux et 1 Gbps par client. Pour atteindre des distances supérieures à 100 km, des amplificateurs, une compensation de dispersion et des sources de semences ASE distantes ont été utilisés.
Capacité de données : GPON versus WDM-PON
La capacité par utilisateur d'un WDM-PON est facilement évaluée : une seule longueur d'onde est dédiée à chaque utilisateur final. En général, un signal GbE est transmis sur chaque longueur d'onde, attribuant une capacité de seulement 1,25 Gbps à chaque utilisateur final. Il ne vaut rien que le WDM-PON n'ait pas d'avantage particulier si la partie du signal est constituée d'une diffusion pure (par exemple, une télévision IP conventionnelle) : le signal de diffusion doit être répliqué sur chaque longueur d'onde et envoyé indépendamment à chaque utilisateur. L'évaluation de la capacité GPON par utilisateur n'est pas si simple, car elle dépend essentiellement de l'ensemble des services fournis aux utilisateurs et de nombreux éléments doivent être pris en compte. Donc, comme l'évaluation de XGPON.
Portée du système : WDM-PON versus XGPON
La portée du système dans le cas XGPON est déterminée par le fractionnement. Par exemple, pour un budget de liaison à 32 divisions et à 28 dB, cela équivaut généralement à environ 20 km. Pour le WDM-PON, l'AWG présente des pertes beaucoup plus faibles que le répartiteur de puissance habituel (50 km semble réalisable). XG-PON et WDM-PON peuvent tous deux être adaptés à des scénarios à longue portée en introduisant des extensions de portée à mi-portée. Pour XG-PON, des extensions opto-électriques-optiques (OEO) ou SOA peuvent être utilisées pour atteindre jusqu'à 60 km (limité par le protocole GPON). Alors que pour le WDM-PON en bande C/L, il peut utiliser un amplificateur à fibre dopée à l'erbium (EDFA) pour atteindre jusqu'à 100 km.
Utilisation des fibres : WDM-PON vs GPON
Puisque la transmission bidirectionnelle est utilisée dans le cas du GPON alors que dans notre exemple de transmission unidirectionnelle WDM-PON est adoptée, l'infrastructure fibre optique est clairement mieux exploitée via le GPON. La transmission unidirectionnelle peut être utilisée dans WDM-PON, mais elle a son coût. En fait, pour obtenir un taux de ramification suffisant, le DWDM est nécessaire, par exemple, 32 canaux avec un espacement des canaux de 100 GHz. Une conception possible peut caractériser deux largeurs de bande différentes à utiliser en upstream et downstream. Ils peuvent être séparés par un écart d'environ 800 GHz pour éviter les interférences destructives dues aux réflexions. De cette manière, un rapport de ramification de 16 peut être obtenu.
Cependant, l'espacement des canaux à 100 GHz nécessite l'utilisation de lasers DFB refroidis à la fois dans l'unité ONU et dans l'OLT. Ce fait, outre le coût plus élevé du MUX/DeMUX, influence clairement le coût du système. Pour faire face à ce problème, l'utilisation d'un peigne WDM dérivé du filtrage d'une seule source de bruit à large bande a été proposée, mais il n'est pas encore clair si un avantage réel en termes de coûts est réalisé.
Budget de liaison optique: WDM-PON contre XGPON
Le schéma de transmission de WDM-PON est assez simple: l'atténuation est donnée par la perte du MUX/DeMUX et de la propagation de la fibre (en prenant en compte des connecteurs, panneaux de brassage et autres éléments de perte de signal présents dans l'infrastructure d'accès). Focalisant sur CWDM-PON, les optiques CWDM standard peuvent assurer une puissance transmise de 0 dBm, tandis que la sensibilité du récepteur dépend du détecteur utilisé. En utilisant un code PIN, la sensibilité à 1,25 Gbit/s (en supposant qu'un GbE soit transmis) pourrait être d'environ -18 dBm. Ce nombre augmente à environ -28 dBm en utilisant un APD.
La normalisation prescrit pour le XG-PON1 un budget de liaison suffisant pour posséder une portée adaptée aux GPON B + et GPON C. Compte tenu des pertes légèrement plus importantes expérimentées par les longueurs d'onde XG-PON1 par rapport à la longueur d'onde GPON dans la ligne de transmission entre GPON et XG-PON, un budget de 29 et 31 dB, en fonction de la comparaison avec GPON B + ou GPON C, donne des résultats positives. Cette prescription n'existe pas pour XWDM-PON, et un véritable budget énergétique ne sera disponible qu'après que le premier produit industriel aura été produit en volumes.
Résumé
WDM-PON peut offrir une bande passante et une portée supérieures et des avantages supplémentaires en ce qui concerne ses applications. En utilisant son canal de longueur d'onde dédié par abonné, WDM-PON est souvent considéré comme plus sécurisé. Les avantages de XG-PON sont principalement la standardisation, la maturité, le coût et la consommation d'énergie. XG-PON est envisagé pour les applications résidentielles, et WDM-PON est étudié pour le back-out professionnel ou à forte consommation de bande passante.
Mots-clés : WDM-PON, GPON, XG-PON