FTTH - XPON 评估

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下图描述了 XPON 评估。

下表解释了 XPON 评估的不同方法。

GPON 开发完成后，FSAAN 和 ITU-T 开始开发 NG-PON，具有以下特点：

• 低成本产品
• 大容量
• 覆盖面广
• 向后兼容性

FSAN根据当前的应用需求和技术将NG-PON分为两个阶段 -

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

• NG PON2 - NGPON2 是长期 PON 评估，可以支持新的 ODN 并可以在新的 ODN 上部署。

与 NG-PON1 不同，NG-PON2 的开发方法有很多，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。它应该向后兼容现有的GPON网络，这将降低运营商的成本。这种由 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（光分配网络）可以在XG-PON1网络中复用。

通过在现有GPON OLT上仅添加10G下行卡，GPON增强为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 点对多点 (P2MP) 架构
• 光纤到户 (FTTH)
• 光纤到小区（FTTCell）
• 光纤到楼 (FTTB)
• 光纤到路边 (FTTCurb)
• 光纤到机柜（FTTCabinet）

下图显示了不同的 GPON 部署，可以使用 XG-PON1 进一步增强 -

一般来说，有两种类型的部署 -

• 绿地部署
• 棕色现场部署

绿地用于需要全新部署的地方，而在棕地部署中，将使用现有基础设施。因此，对于 Brown Field（仅限 GPON 网络）部署，可以使用 XG-PON1。如果铜缆网络需要更换为光纤网络，则将在绿地网络下考虑，因为现有网络将完全被新网络取代。

物理层

XG-PON1 的物理层规范于 2009 年 10 月制定，并由 ITU-T 于 2010 年 3 月发布。FSAN选择下行波长1575-1580 nm。C波段。在上行波长选择上比较了L波段和O波段，但C波段因与RF视频通道重叠而被淘汰。由于L频段上没有足够的带阻，因此也被排除，所有优缺点的比较都选择O-频段，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，以与典型 ITU-T 速率保持一致，这与 IEEE 10GE-PON 的 10.3125 Gbps 不同。

HTC层

传输层（TC Layer）称为XGTC（XG-PON1）传输汇聚层，优化了基本处理机制。传输汇聚层增强了成帧结构、激活机制、DBA。

XG-PON1 帧结构的增强是通过匹配 XG-PON1 的速率，将帧和字段设计与字边界对齐。DBA机制随着升级更加灵活，而激活机制遵循GPON相同的原理。

XGTC 层的两个重要特征是 -

• 省电
• 安全

数据加密是 GPON 中的可选功能，而在 xG-PON1 中，有三种身份验证方法 -

• 第一个是基于注册ID（逻辑ID）

• 第二种是基于OMCI通道（继承自GPON）

• 第三种是基于IEEE 802.1x协议，这是一种新的双向认证方案。

还通过 XGTC 层提供上游加密和下游多播加密。

管理与配置

对于管理和配置，XG-PON1 采用了 ITU-T (G.984.4) 建议，并且向后兼容 GPON。由于 GPON 使用 OMCI 技术进行管理和配置，同样，XG-PON1 使用了大约 90% 的技术，并对 ITU-T (G.984.4) 进行了较小的更改。

在这两种情况下（对于 GPON 和 XG-PON1），就服务而言，采用较低层技术并不是一个大问题。重要的是配置二层通道，以保证业务数据的正确转发。OMCI L2模型涵盖了从网络侧到用户侧的所有L2配置。

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侧和用户侧的定义是相同的。

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向下兼容GPON，即与GPON OLT连接的ONT/ONU也可以与XG-PON1 OLT一起工作。FSAN 于 2008 年成立了一个小组，称为 OISG（OMSI 实施研究小组）。

该小组仅限于研究有关 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 互操作性的 (G.984.4) 建议。[G.984.4]的官方编号是[ITU-T G.impl984.4]，也被称为OMCI实施指南。

波分复用无源光网络

下图适用于 WDM-PON，其中还显示了波导光栅 (AWG) 阵列。它们用于 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拥有专属的波长，并享有该波长的带宽资源。换句话说，WDM-PON 在逻辑点对多点(P2MP) 拓扑上工作。

在WDM-PON中，OLT和ONT之间需要有AWG。AWG 的每个端口都与波长相关，每个 ONT 上的光收发器以 AWG 上的端口确定的指定波长传输光信号。

在WDM技术中，具有特定波长的光模块称为有色光模块，而可用于任何波长的光模块称为无色光模块。使用彩色光收发器很复杂，其处理服务是配置和设计存储。

由于AWG组件对温度敏感，WDMPON在解决光模块与连接AWG端口之间的波长以及本地AWG（CO处）端口波长之间的实时一致性方面存在一定的挑战以及远程 AWG 上的端口。

ODSM-PON

在ODSM-PON中，从CO到用户驻地的网络保持不变，除了一个变化，即有源WDM分路器。WDM 分路器将放置在 OLT 和 ONT 之间，取代无源分路器。在ODSM-PON中，下行采用WDM，意味着到ONT的数据对于不同的ONT使用不同的波长，而在上行，ODSN-PON采用动态TDMA+WDMA技术。

XGPON 标准

下表描述了 XGPON 标准。

GPON—— 2005年ITU和FSAN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/10 Gbps 下行。

• GPON和XGPON使用不同的波长共存于一个网络中。

NGPON2 -

• 不考虑与现有ODN网络兼容，PON技术的标准更加开放。

• 现在重点关注WDM PON 和40G PON。

XG-PON1的主要特点

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。