FTTH - XPON评估

---

---

下图描述了 XPON 评估。

下表解释了 XPON 评估的不同方法。

在 GPON 开发之后，FSAN 和 ITU-T 开始致力于具有以下特性的 NG-PON：

• 低成本产品
• 大容量
• 广覆盖
• 向后兼容性

基于当前的应用需求和技术，FSAN 将 NG-PON 分为两个阶段：

• NG PON1 - NGPON1 向后兼容传统的 GPON ODN。NG-PON1 具有非对称的 10G 系统，下行/下载速度为 10G，上行/上传速度为 2.5G。此 NG-PON1 是 GPON 的增强型 TDM PON 系统。

• NG PON2 - NGPON2 是长期的 PON 评估，它可以支持并可以部署在新 ODN 上。

与 NG-PON1 不同，NG-PON2 有许多方法可以将带宽速率从 10G 提高到 40G：

• 使用与 NG-PON1 相同的 TDM 技术。

• WDM PON（使用粗波分复用 (CWDM) 或密集波分复用 (DWDM)）。

• ODSM PON (TDMA + WDMA)。

• OCDMA PON（使用 CDMA 技术）。

• O-OFDMA PON（使用 FDMA 技术）。

共存 – NG-PON1

NG-PON1 的主要特点是同时提供比 GPON 更高的带宽。它应该与现有的 GPON 网络向后兼容，这将降低运营商的成本。FSAN 和 ITU-T 定义的 NG-PON 称为XG-PON1。

FSAN 和 ITU-T 为 XG-PON1 定义了以下数据速率：

• 下行数据速率 - 10G
• 上行数据速率 - 2.5G

2.5G 的上行数据速率是 GPON 上行数据速率的两倍。除了 GPON 的所有元素之外，ODN（光分配信电网）也可以在 XG-PON1 网络中重复使用。

只需在现有的 GPON OLT 中添加 10G 下行卡，即可将 GPON 增强到 XG-PON1。

网络架构和共存

如上所述，XG-PON1 是对现有 GPON 的增强，可以支持不同的 GPON 部署，例如：

• GPON 的点对多点 (P2MP) 架构
• 光纤到户 (FTTH)
• 光纤到小区 (FTTCell)
• 光纤到楼宇 (FTTB)
• 光纤到路边 (FTTCurb)
• 光纤到机柜 (FTTCabinet)

下图显示了不同的 GPON 部署，这些部署可以通过 XG-PON1 进一步增强：

一般来说，有两种部署类型：

• 绿地部署
• 棕地部署

绿地用于需要完全新部署的地方，而在棕地部署中，将使用现有基础设施。因此，对于棕地（仅 GPON 网络）部署，可以使用 XG-PON1。如果需要用光纤网络替换铜缆网络，则将其视为绿地网络，因为现有网络将被完全替换为新网络。

物理层

XG-PON1 的物理层规范于 2009 年 10 月冻结，并于 2010 年 3 月由 ITU-T 发布。FSAN 选择了 1575-1580 nm 的下行波长。C 波段、L 波段和 O 波段在选择上行波长时进行了比较，但由于与射频视频通道重叠，C 波段被淘汰。由于 L 波段没有足够的保护频带，因此也被淘汰了，并且所有关于优缺点的比较都选择了 O 波段，因为 O+ 对滤波器的要求更高。

根据上表，XG-PON1 的下行速率为 10 Gbps，数据速率为 9.5328 Gbps，以保持与典型的 ITU-T 速率一致，这与 IEEE 10GE-PON 的 10.3125 Gbps 不同。

HTC 层

传输层 (TC 层) 称为 XGTC (XG-PON1) 传输收敛层，它优化了基本的处理机制。传输收敛层增强了帧结构、激活机制和 DBA。

XG-PON1 帧结构的增强是通过使帧和字段设计与字边界对齐来实现的，方法是匹配 XG-PON1 的速率。DBA 机制在升级方面更灵活，而激活机制遵循与 GPON 相同的原理。

XGTC 层的两个重要特性是：

• 节能
• 安全

数据加密在 GPON 中是可选功能，而在 xG-PON1 中，有三种身份验证方法：

• 第一种基于注册 ID（逻辑 ID）

• 第二种基于 OMCI 通道（继承自 GPON）

• 第三种基于 IEEE 802.1x 协议，这是一种新的双向身份验证方案。

上行加密和下行多播加密也通过 XGTC 层提供。

管理和配置

对于管理和配置，XG-PON1 采用了 ITU-T (G.984.4) 建议，这也与 GPON 向后兼容。由于 GPON 使用 OMCI 技术进行管理和配置，因此 XG-PON1 或多或少使用了 90%，并在 ITU-T (G.984.4) 中进行了少量更改。

在这两种情况下（对于 GPON 和 XG-PON1），只要服务不受影响，采用较低层技术并不是什么大问题。重要的是配置第 2 层通道以正确转发服务数据。从网络端到用户端的全部 L2 配置都在 OMCI L2 模型中涵盖。

OMCI L2 模型用于这两种技术，即 GPON 和 XG-PON1，因为这两种技术的网络端和用户端的定义相同。

互操作性

GPON 和 XG-PON1 最令人印象深刻的部分是互操作性。XG-PON1 向后兼容 GPON，换句话说，连接到 GPON OLT 的 ONT/ONU 也可以与 XG-PON1 OLT 一起工作。FSAN 于 2008 年成立了一个名为 OISG（OMSI 实施研究小组）的小组。

该小组的任务是研究 (G.984.4) 建议，以实现 ONT 管理和控制通道 (OMCC)、QoS 管理、多播配置、S/W 版本更新和 L2 配置的 OMCI 互操作性。[G.984.4] 的正式编号为 [ITU-T G.impl984.4]，也称为 OMCI 实施指南。

WDM-PON

下图是 WDM-PON，它还显示了一系列波导光栅 (AWG)。这些用于 MUX 和 DEMUX 波长。

P2MP WDM-PON

在 WDM-PON 中，不同的 ONT 需要不同的波长。每个 ONT 都获得一个独占波长，并享受该波长的带宽资源。换句话说，WDM-PON 基于逻辑点对多点 (P2MP) 拓扑。

在 WDM-PON 中，需要在 OLT 和 ONT 之间使用 AWG。AWG 的每个端口都依赖于波长，并且每个 ONT 上的光收发器以 AWG 上的端口确定的特定波长传输光信号。

在 WDM 技术中，具有特定波长的收发器称为彩色光收发器，而可以用于任何波长的收发器称为无色收发器。使用彩色光收发器会带来复杂性，这会处理服务配置和设计存储。

由于 AWG 元件对温度敏感，因此 WDMPON 面临一些挑战，例如解决光收发器波长与连接 AWG 端口之间的实时一致性，以及本地 AWG（在 CO 处）上的端口与远程 AWG 上的端口之间的波长一致性。

ODSM-PON

在 ODSM-PON 中，网络从 CO 到用户场所保持不变，只有一个变化，即有源 WDM 分光器。WDM 分光器将放置在 OLT 和 ONT 之间，以替换无源分光器。在 ODSM-PON 中，下行采用 WDM，这意味着朝向 ONT 的数据对不同的 ONT 使用不同的波长，而在上行中，ODSN-PON 采用动态 TDMA + WDMA 技术。

XGPON 标准

下表描述了 XGPON 标准。

GPON - ITU 和 FSAN 于 2005 年标准化，符合 G.984 × 系列标准。

NGPON1 -

• G.987/G.988 XGPON 标准已于 2011 年发布。

• 它将 XGPON 标准化为 2.5 Gbps 上行/10Gbps 下行。

• GPON 和 XGPON 使用不同的波长在一个网络中共存。

NGPON2 -

• 不考虑与现有 ODN 网络的兼容性，PON 技术更开放的标准。

• 现在专注于 WDM PON 和 40G PON。

XG-PON1 的主要特性

下表描述了 XG-PON1 的主要特性。

XG-PON 光功率等级

下表描述了 XG-PON 光功率等级的最小和最大损耗。