10 أشياء تريد معرفتها عن 10G GPON و 10G EPON

شكلت شعبية ونشر 5G أو Wi-Fi 6 تحديًا كبيرًا لـ PON ، التكنولوجيا الرئيسية لدعم المؤسسات والشبكات المنزلية. ومع ذلك ، فإن 10G PON تتبنى عصرها الخاص في FTTH (الألياف إلى المنزل) و FTTB (الألياف إلى المبنى). تقدم هذه المقالة تطور تقنية 10G PON ، وتناقش معيار 10G PON ، وتحلل التقنيات الرئيسية لمكون 10G PON.

1. ما هو PON و 10 G EPON و 10 G GPON

يرمز PON إلى الشبكة الضوئية السلبية التي تشير إلى شبكة التوزيع البصري (ODN) بين OLT (محطة الخط البصري) و ONU (وحدة الشبكة الضوئية) بدون أي معدات إلكترونية نشطة. تتبنى شبكة PON شبكة وصول بصري ثنائية الاتجاه أحادية الاتجاه ذات بنية من نقطة إلى عدة نقاط وتتكون من محطة خط بصري (OLT) على جانب الشبكة وشبكة توزيع بصري (ODN) ووحدة شبكة بصرية ( ONU) على الجوانب الخارجية (مشترك أو عملاء).

 

 

الشكل 1: رسم تخطيطي لطوبولوجيا شبكة PON

10G EPON هو نوع من الشبكات الضوئية السلبية المطابقة للإرسال القياسي لشبكة إيثرنت بسرعة 10 جيجابت / ثانية المنصوص عليها في IEEE 802.3av. هناك نوعان من التكوينات التي يدعمها هذا الإصدار القياسي: أحدهما متماثل ، يعمل بمعدل بيانات 10 جيجابت / ثانية في كلا الاتجاهين ، والآخر غير متماثل ، يعمل بسرعة 10 جيجابت / ثانية في اتجاه المصب (مزود للعميل) و 1 جيجابت / ثانية في اتجاه المنبع. بالمقارنة مع 10G GPON ، تتمتع 10G EPON بقدرة تقسيم أقوى مع نسبة تقسيم 1: 128 وهي قادرة على خدمة المزيد من المستخدمين.

10G-PON (المعروف أيضًا باسم XG-PON) هو معيار شبكات الكمبيوتر لعام 2010 لروابط البيانات. يوجد تكوين واحد لـ 10G-PON مع عرض نطاق ترددي غير متماثل للارتباط الصاعد والارتباط الهابط (ارتباط صاعد 2.5 جيجابت في الثانية، ارتباط هابط 10 جيجابت في الثانية). بدءًا من المكتب المركزي، يمتد خيط واحد من الألياف الضوئية أحادية الوضع إلى موزع ضوئي سلبي بالقرب من البيئة الخارجية حيث تقسم أجهزة التقسيم الطاقة الضوئية إلى مسارات منفصلة قليلة للمشترك أو العميل.

 

2. خلفية سوق 10G PON

في الأيام الأولى ، تم تبني EPON و GPON بشكل عام من قبل مشغلي الاتصالات في جميع أنحاء العالم ، بما في ذلك NTT اليابانية ، و KT في كوريا الجنوبية ، و China Telecom (CT) ، و China Unicom (UT) في منطقة آسيا والمحيط الهادئ. بالنظر إلى الوقت والتكلفة ، يعتمد المشغلون أولاً EPON ، وهي تقنية أكثر نضجًا ، لبناء الألياف إلى المنزل. من بينها ، قامت اليابان ببناء عدد أكبر من شبكات EPON ، باستخدام شبكة الألياف إلى المنزل (FTTH) كشبكة وصول سلكية رئيسية للنطاق العريض. لدى NTT حاليًا أكثر من 18 مليون مستخدم ، وبدأت شركة Taiwan Chunghwa Telecom في تقديم معدات EPON في عام 2007.

الشكل 2: مخطط تطبيق شبكة PON 

3. تطور 10G EPON & 10G GPON

GPON هي تقنية قياسية PON يروج لها قسم تقييس الاتصالات بالاتحاد الدولي للاتصالات (ITU-T). مع تحسين مواصفات GPON والنضج المتزايد للمعدات ، اختار مشغلو الاتصالات في أوروبا والولايات المتحدة اعتماد تقنية GPON ، مثل Verizon في الولايات المتحدة ، و France Telecom (FT) ، و British Telecom (BT) ، و Deutsche Telekom (اللاعبون الرئيسيون مثل DT) و Telecom Italia (TI). باستثناء شركة China Mobile ، فإن مشغلي الاتصالات في الصين مثل China Telecom و China Unicom يقومون أيضًا ببناء شبكات GPON.

على الرغم من أن GPON لها تاريخ قصير ، إلا أنها تتطور بوتيرة سريعة ومن المتوقع أن تتجاوز EPON بسبب ميزاتها مثل السرعة العالية والتوحيد القياسي. وفقًا لمسح أجرته شركة أبحاث السوق Ovum ، GPON تجاوزت شحنات الخطوط الطرفية الضوئية (OLT) EPON لتصبح تقنية pon السائدة في عام 2012.

يعمل قطاع تقييس الاتصالات مع منظمة FSAN (شبكة الوصول إلى الخدمة الكاملة) لتطوير معايير GPON و NG-PON (الجيل التالي PON). أصدر ITU-T الوثائق القياسية لسلسلة G.987 على التوالي لـ XG-PON (شبكة بصرية سلبية قادرة على 10 جيجابت) من 2010 إلى 2012. وقد أطلق معهد الهندسة الكهربائية والإلكترونية معيار IEEE 802.3av لـ 10G EPON (IEEE) في عام 2009.

 

 

الشكل 3: خريطة الطريق لمعيار PON وانتشارها على نطاق واسع 

بالنسبة للبناء الفعلي للشبكة ، فإن بناء 10G-EPON يتزايد ويتوقع أن ينمو باستمرار في السنوات القليلة المقبلة. يقال إن شركة China Telecom تبيع منتجات 10G EPON OLT للخط البصري） بالجملة. على الرغم من أن بناء XG-PON يسير بسرعة منخفضة تتأثر بتطوره التكنولوجي ومعيار NG-PON2 الذي صاغه قطاع تقييس الاتصالات ، فقد بدأ نشره على نطاق واسع حتى الآن.

4. معيار 10G-EPON

IEEE 802.3av هو المعيار لـ 10G-EPON وهو يرث معيار EPON IEEE 802.3ah مع تغيير معدل الإرسال المتزايد. 10 جرام EPON تعمل بسرعة 10 جيجابت / ثانية في اتجاه المصب (مزود للعميل) و 1 جيجابت / ثانية أو 10 جيجابت / ثانية في اتجاه المنبع. في طبقة PCS (طبقة الترميز الفيزيائي الفرعية) ، يعتمد معدل 10 جيجابت / ثانية على معيار إيثرنت من نقطة إلى نقطة باستخدام تشفير 10B / 64B ، ويتم تطبيق طريقة التشفير 66B / 8B مثل EPON على سرعة 10 جيجابت / ثانية . يعد ترميز تصحيح الخطأ الأمامي (FEC) لـ 1G EPON وظيفة إلزامية.

 

الشكل 4: التكوين المتماثل وغير المتماثل لـ 10G-EPON

تختلف معلمة تشفير RS (Reed-Solomon) المستخدمة بواسطة 10G EPON عن تلك الخاصة بـ EPON لأن الأولى قامت بترقية قدرتها على تصحيح الخطأ إلى 16 بايت. تتبع 10G-EPO بشكل أساسي بروتوكول بروتوكول التحكم متعدد النقاط (MPCP) لنظام EPON ، مما يسرع من نضج ودخول السوق لمعدات 10G-EPON. شبكة التوزيع (ODN). عندما يتم إنشاء EPON و 10 G-EPON بشكل مشترك ، يتم تطبيق تقنية تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي (WDM) في 10G-EPON لتصفية الإشارات الضوئية EPON و 10G-EPON بأطوال موجية بصرية مختلفة.

5. معيار لـ 10G GPON

● فترات 2 NG-PON

من حيث قطاع تقييس الاتصالات ، مرت NG-PON بمرحلتين ، الأولى هي NG-PON1 التي تمدد معيار GPON وتتوافق مع ODN الحالي ، والأخرى هي NG-PON2 وهي خالية من GPON الحالي المعايير وقيود الشبكة. ينتمي XG-PON إلى NG-PON1 ، ويسمى نظامه غير المتماثل (المنبع 2.5 جيجابت / ثانية ، 10 جيجابت / ثانية) XG-PON1 بينما نظامه المتماثل مع تيار 10 جيجابت / ثانية و 10 جيجابت / ثانية هو XG- يُطلق على PON2 أيضًا اسم XGS-PON لاحقًا. ومع ذلك ، بالنظر إلى متطلبات التطبيق الفعلية ، وصلت الصيغة القياسية لـ XG-PON2 إلى نهايتها ، و XG-بون، والذي تم تحديد المعيار له لاحقًا ، هو نظام شبكة ضوئية غير متماثل غير فعال يسمى.

بالإضافة إلى ذلك ، يتوسع قطاع تقييس الاتصالات على أساس واجهة التحكم في إدارة GPON ONT (OMCI) لتشكيل معيار OMCI جديد G.988 ، والذي يعمل كمعيار أساسي لإدارة محطة الوصول البصري لقطاع تقييس الاتصالات. XG-PON هو في الأساس نسخة متقدمة من G-PON مع تحسين الأداء بسرعة عالية ، ونسبة تباعد كبيرة ، وتطور الشبكة لخدمة المزيد من المستخدمين وتزويد المستخدمين بنطاق ترددي أعلى.

الشكل 5: التكوين المتماثل وغير المتماثل لـ 10G-GPON 

 

● الخصائص التقنية لـ 10G GPON

يتم تحديد المتطلبات العامة والفيزيائية لـ 10G GPON (المعروفة أيضًا باسم XG-PON) بواسطة معايير G. 987.1 و G.987.2. معدل بيانات XG-PON هو 2.5 جيجابت / ثانية المنبع و 10 جيجابت / ثانية في اتجاه التيار ، ورمز الخط هو رمز NRZ (عدم الرجوع إلى الصفر). إن التقنية التي يطبقها 10G GPON على النقل متعدد المهام بين OLT وجهاز وحدة الشبكة الضوئية (ONU) هي نفس تقنية GPON. كلاهما أسلوبان للنفاذ المتعدد بالتقسيم الزمني (TDMA) من أجل المنبع و TDM للمصب. ومع ذلك ، فإن نسبة الانقسام البصري التي يدعمها XG-PON هي 1:64 على الأقل ، والتي تدعم وحدات ONU أكثر من GPON.

تم توحيد معيار طبقة تقارب الإرسال (TC) لـ XG-PON في G.987.3 ، بينما تتوافق بنية طبقة XGTC (XG-PON Transmission Convergence) مع بنية GPON. لكن يجب تعديل مواصفات التكنولوجيا في XGTC لتعمل بشكل طبيعي بحيث تكون هناك زيادة في معدل الوصول إلى الإنترنت والمشتركين. حدد المعيار المعدل الامتداد في عرض البت لـ ONU-ID و Port-ID و Alloc-ID وما إلى ذلك ، ومعرف PON-ID إضافي وزيادة أطوال تشفير FEC والتخليط و PLOAM (الطبقة المادية OAM) معلومة. علاوة على ذلك ، يتم تغيير تخصيص النطاق الترددي إلى الكلمة كوحدة ؛ كما يضيف هيكل صندوق الرسائل XGEM (طريقة تغليف XG-PON) عرض الحقل المرتبط بالتشفير.

6. حول التعايش مع 1G PON

استنادًا إلى معيار G.987 ، يمكن لـ GPON & XG-PON تشغيل أنظمة GPON بسرعة 1 جيجابت / ثانية و 10 جيجابت / ثانية في نفس المصنع الخارجي من خلال مكونات WDM (مضاعفة تقسيم الطول الموجي). وبالمثل ، يركز معيار 802.3av بشكل كبير على تمكين التشغيل المتزامن لأنظمة EPON بسرعة 1 جيجابت / ثانية و 10 جيجابت / ثانية. من أجل السماح لـ XG-PON و 10 G-EPON بالتعايش مع 1G PON و 1G EPON على التوالي في ODN ، يجب أن يأخذ التصميم في الاعتبار التطور والتعايش بين النظامين القديم والجديد ؛ وبالتالي فإن تصميم المكونات البصرية مهم بشكل خاص.

 

الشكل 6: رسم تخطيطي لتعايش GPON و XG-PON

 

مشكلات مثل التحديث على سرعات المنبع والمصب التي تصل إلى 10 جيجابت / ثانية (جيجابت في الثانية) ، وكيفية اختيار مصدر ضوء الليزر لتجنب ظاهرة الزقزقة ، وكيفية تحقيق إشارة خرج ضوئي مستقرة ومتوازنة تحت 70 درجة البيئة هي العوامل الحاسمة التي تؤثر على أداء وحدات الإرسال والاستقبال البصرية OLT. من بينها ، سيتطلب استقبال إشارة OLT ليزرات وضع الاندفاع أكثر تكلفة على محطات الشبكة الضوئية (ONTs) لتوفير سرعة الإرسال الأولية. يعرض الشكل 1 شبكة التعايش GPON و XG-PON في G.987.

7. تخصيصات الطول الموجي لـ 10G PON

يستخدم كل معيار إرسال نطاق الطول الموجي الخاص به. تم تكوين الطول الموجي لمركز المنبع 10G-EPON عند 1270 نانومتر و 1310 نانومتر. بالنظر إلى الاتصال البيني مع EPON الحالي ، تم تكوين الطول الموجي الرئيسي 1 جيجابت / ثانية عند 1310 نانومتر ، وطول الموجة المركز 10 جيجابت / ثانية عند 1270 نانومتر ، والمصب عند 1577 نانومتر. بالنسبة إلى XG-PON ، يتم تخصيص الطول الموجي لمركز المنبع عند 1270 نانومتر مع المصب عند 1577 نانومتر ، وهو نفس نظام 10G / 10G 10G-EPON. يوضح الشكل 2 تخصيصات الطول الموجي لـ GPON و XG-PON / 10G-EPON.

                            

 

الشكل 7: تخصيصات الطول الموجي لـ GPON و XG-PON و 10G-EPON

8. الأجهزة البصرية 10G PON

المكونات الرئيسية لمعدات PON هي وحدات الإرسال والاستقبال البصرية ورقائق PON MAC. تعد وحدة الإرسال والاستقبال الضوئية PON مكونًا بصريًا للشبكة الضوئية ، والتي تتكون من ليزر ، ومحرك ، ومكبر صوت ، ودائرة استعادة بيانات على مدار الساعة (Clock Data Recovery ، CDR) ، ومسلسل / مزيل التسلسل (Serializer / Deserializer ، SerDes) ، إلخ.

شريحة PON MAC عبارة عن شريحة معالجة لبيانات إشارة PON. تم بالفعل تزويد PON MAC الخاص بـ 10G-EPON بشرائح الدوائر المتكاملة للتطبيقات الخاصة (ASIC) ، والتي تكون في الغالب مصفوفات بوابة قابلة للبرمجة (FPGAs). لكن هذا كان قادرًا على تلبية الطلب على الوظائف والأداء. بالنسبة إلى XG-PON الذي يتطور بوتيرة بطيئة ، يحدد معيار G.987 4 موازنات للطاقة الضوئية تلبي متطلبات التطبيق لمستويات ODN المختلفة. هذه المواصفات الأربعة موضحة في الشكل 3. من بينها ، الحد الأقصى لخسارة إدخال القناة هو 35 ديسيبل من فئة E2 ، مما يشير إلى أن XG-PON لديها متطلبات صارمة لوحدات جهاز الإرسال والاستقبال البصري. لذلك ، ستلعب وحدات الإرسال والاستقبال الضوئية XG-PON دورًا مهمًا في نظام الشبكة الضوئية المنفعلة بالكامل (10G-GPON).

الشكل 8: جدول مواصفات ميزانية الطاقة الضوئية لـ 10G-GPON

9. تقنيات الأجهزة البصرية في 10G PON

● تقنيات جهاز الإرسال والاستقبال البصري

حاليًا ، تنتمي معظم وحدات الإرسال والاستقبال الضوئية XG-PON OLT المسوقة إلى فئة N2 من حيث فقدان إدخال القناة (dB) ، والتي تنقسم إلى N2a و N2b مع طاقة خرج تبلغ + 4 ～ + 8dBm و + 10.5 + 12.5 ديسيبل على التوالي. تعمل الوحدات البصرية XG-PON OLT بمدى طول موجي من 1575 نانومتر إلى 1580 نانومتر ، حيث يمكن لمصدر ضوء الليزر أن يرسل 20 كيلومترًا (كم).

الشكل 9: جهاز الإرسال والاستقبال البصري FiberMall XG-PON OLT

عادة ما يتم تصميم ليزر التعديل الخارجي (EML) في الوحدة لتجنب الزقزقة من خلال التعديل الخارجي. أيضًا ، تم تحسين تقنية المعدلات الخارجية لأشباه الموصلات المستخدمة مع مصادر ضوء الليزر شبه الموصلة بشكل مستمر في السنوات الأخيرة. وصل ليزر التعديل الخارجي الذي تم تشكيله بشكل متكامل مع الركيزة المشتركة بالليزر إلى مرحلة ناضجة في الأداء والجودة مع أكبر ميزة لصغر حجمه وسهولة تعبئته.

● تقنيات المغير البصري في 10G PON

يشير التعديل الخارجي لليزر إلى تغير المعلمات مع تعديل الإشارة. عندما يتم إدخال ليزر في معدل خارجي ، تتغير شدة ضوء الخرج والمعلمات الأخرى باستخدام الاختلاف الكهروضوئي أو فرق الطور في المغير. نظرًا لأن الليزر يعمل فقط في حالة تيار مستمر ثابت ، فإن التعديل الخارجي لليزر يمكن أن يقلل من الغرد ويحسن أداء إرسال الإشارات. في الوقت الحاضر ، تعد المُعدِّلات الضوئية الخارجية المطبقة على الإرسال لمسافات طويلة ومتوسطة في نظام الاتصالات الضوئية بسرعة 10 جيجابت / ثانية هي في الغالب EAMs و MZM. الأول هو اختصار لمعدل الامتصاص الكهربائي لأشباه الموصلات باستخدام التأثير الكهروضوئي والأخير هو أشباه الموصلات Mach-Zehnder Modulator (MZM) باستخدام تأثير فرق الطور.

يعتمد EAM على تأثير Franz-Keldysh المسمى على اسم الفيزيائي الألماني والتر فرانز والفيزيائي الروسي ليونيد كلديش يستخدم الجهد لتعديل شدة الضوء ويطبق مجالًا كهربائيًا بجهد انحياز عكسي لتشويه مستوى طاقة EAM لتحقيق الضوء التعديل عن طريق امتصاص إضاءة الحادث. على وجه التحديد ، يتم تصنيع الصمام الثنائي لليزر (LD) و EAM على نفس الركيزة. يتميز هذا الهيكل المصمم بمزايا معدل التعديل المرتفع ، وجهد القيادة المنخفض ، والحجم الصغير ، مما يمكّنه من الاندماج مع ليزر أشباه الموصلات وتقليل تكلفة الحزمة. لذلك ، اكتسب هذا النوع من مغير الضوء الخارجي شعبية في التطبيق الفعلي.

 

الشكل 10: رسم تخطيطي لـ 10G EPON OLT & ONU

يستخدم Mach-Zehnder Modulator تغيير اختلاف الطور لتحقيق التعديل البصري. تعمل الطريقة على النحو التالي: أولاً ، تم تقسيم مصدر الضوء المُدرج إلى مسارين ؛ ثم يتم إعادة دمج الإشارات الضوئية المنفصلة عند نهاية الخرج ؛ أخيرًا ، سيتم تحقيق تعديل المرحلة بجهد انحياز خارجي. يمكن أن يقلل وضع التعديل هذا من معلمة chirp إلى قيمة صغيرة تقترب من الصفر ، مما يجعلها مثالية لنقل الإشارات عالية السرعة والمسافات الطويلة عبر الألياف الضوئية. لكنها فشلت في جذب اهتمام الشركات المصنعة بسبب تكلفتها العالية.

● تقنيات السائق البصري في 10G PON

بالنسبة لوحدات الإرسال والاستقبال الضوئية بسرعة 10 جيجابت / ثانية ، تعد درجة الحرارة المرتفعة عاملاً رئيسيًا آخر بالإضافة إلى عرض النطاق الترددي لصمام ثنائي الليزر ، والغرد ، والتشتت. في الأيام الأولى ، تسببت التقنيات غير الناضجة المطبقة في الصمامات الثنائية الليزرية والدوائر المتكاملة في حدوث تأثيرات حرارية شديدة ، والتي لم تقلل من جودة ثنائيات الليزر فحسب ، بل أدت أيضًا إلى زيادة ضوضاء PD (كاشف PIN). علاوة على ذلك ، قد تؤدي درجة الحرارة المرتفعة الإضافية إلى تقليل النطاق الديناميكي للاستقبال البصري (النطاق الديناميكي) ، وتقصير مسافة الإرسال.

في الوقت الحالي ، بعض وحدات جهاز الإرسال والاستقبال البصري XG-PON OLT هي XFP (10 جيجابت صغير الحجم قابل للتوصيل) ، والتي تتطلب تيار محرك DFB-LD ونظام تعديل خارجي والتحكم في درجة الحرارة. تيار التحيز الذي يجب أن يوفره DFB-LD أكثر من ثلاثة أضعاف من DML. نتيجة لذلك ، يصعب إطلاق الحرارة المتراكمة في XFP بالكامل لكل وحدة زمنية في درجة حرارة الغرفة. تشكل كيفية تحقيق توازن ثابت لإشارات خرج الضوء في بيئة 70 درجة مئوية تحديًا كبيرًا لتقنية الشركة المصنعة.

 

الشكل 11: جهاز الإرسال والاستقبال البصري FiberMall 10G EPON ONU

● تقنيات مكبر الصوت البصري

بشكل عام ، يتم تحقيق الإشارة المستقبلة في وحدات جهاز الإرسال والاستقبال البصري من خلال مستقبل بصري مع TIA (مضخم المقاومة العابرة) ومضخم محدود. يقوم جهاز الإرسال والاستقبال البصري المزود بـ TIA بتحويل الإشارة الضوئية المستلمة إلى إشارة جهد ، ثم ينقلها إلى مكبر الصوت المحدد ، وأخيراً ، يتم إخراج البيانات التسلسلية بعد تضخيمها بواسطة مكبر الصوت المحدد.

من أجل تحسين استجابة التردد الديناميكي في ONU ، تم تصميم كاشف قراءة متوسط ​​مع التحكم التلقائي في الكسب (تقنية AGC في أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية 10G EPON OLT / ONU. ومع ذلك ، تستقبل أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية GPON الإشارات الضوئية في وضع الاندفاع.استجابة جهاز الإرسال والاستقبال الوقت لمختلف وحدات ONU أقل من 256 نانوثانية.في هذه الحالة ، يجب استخدام طريقة التحكم التلقائي في الكسب مع وقت استجابة قصير لتلبية متطلبات 256 نانوثانية. يعد كاشف الذروة مع التحكم التلقائي في الكسب إحدى الطرق لمعالجة الدائرة.

 

10. ما هو XGS-PON？

ينتمي كل من XG-PON و XGS-PON إلى سلسلة GPON. XGS-PON هو التطور التكنولوجي لـ XG-PON.

 

الشكل 12: التطور التكنولوجي لـ XG-PON

كل من XG-PON و XGS-PON عبارة عن 10G PONs. الاختلاف الرئيسي هو أن XG-PON عبارة عن PON غير متماثل ، ومعدل الارتباط الصاعد / الهابطة لمنفذ PON هو 2.5G / 10G ؛ XGS-PON هو PON متماثل ، ومعدل الوصلة الصاعدة / الهابطة لمنفذ PON هو 10G / 10G.

تكنولوجيا		GPON	XG-بون	XGS-بون
المعايير الفنية		G.984	G.987	G.9807.1
سنة نشر المعيار		2003	2009	2016
معدل الخط (ميجابت في الثانية)	الهابطة	2488	9953	9953
	الإرسال	1244	2488	9953
نسبة الانقسام القصوى		128	256	256
أقصى مسافة الإرسال (كم)		20	40	40
تغليف البيانات		GEM	XGEM	XGEM
النطاق الترددي المتاح (ميجابت في الثانية)	الهابطة	2200	8500	8500
	الإرسال	1000	2000	8500
الطول الموجي المركزي للتشغيل (نانومتر)	الهابطة	1490	1577
	الإرسال	1310	1270

الجدول 1: مقارنات بين XG-PON و XGS-PON و G-PON

تقنيات PON الرئيسية المستخدمة حاليًا هي GPON و XG-PON ، وكلاهما عبارة عن PONs غير متماثلة. إذا أخذنا مدينة من الدرجة الأولى كمثال ، فإن حركة مرور الوصلة الصاعدة لـ OLT تمثل 22٪ فقط من حركة مرور الوصلة الهابطة في المتوسط. لذلك ، تتوافق الخصائص التقنية لـ PON غير المتماثل بشكل أساسي مع احتياجات المستخدمين. الأهم من ذلك ، أن معدل المنبع لـ PON غير المتماثل منخفض ، وتكلفة نقل المكونات مثل الليزر في ONU منخفضة ، وبالتالي فإن سعر المعدات منخفض بالمقابل.

الشكل 13: استخدام عرض النطاق الترددي الذروة من المستوى الثاني لبعض دوائر الوصلة الصاعدة OLT في المدينة

ومع ذلك ، فإن احتياجات المستخدمين متنوعة. مع ظهور الخدمات مثل البث المباشر والمراقبة بالفيديو ، هناك المزيد والمزيد من السيناريوهات حيث يولي المستخدمون مزيدًا من الاهتمام لعرض النطاق الترددي للوصلة الصاعدة ، بينما يحتاج الخط المخصص للعملاء الداخليين إلى توفير دوائر ارتباط صاعد / ارتباط متناظرة. تعزز هذه الخدمات الطلب على XGS-PON.

XGS-PON هو التطور التقني لكل من GPON و XG-PON ويدعم الوصول الهجين لوحدات ONU من GPON و XG-PON و XGS-PON.

• التعايش بين XGS-PON و XG-PON

مثل XG-PON ، تعتمد الوصلة الهابطة لـ XGS-PON وضع البث ، والوصلة الصاعدة تعتمد وضع TDMA.

نظرًا لأن الطول الموجي في اتجاه مجرى النهر ومعدل المصب لـ XGS-PON و XG-PON متماثلان ، فإن المصب في XGS-PON لا يميز بين XGS-PON ONU و XG-PON ONU. يبث الفاصل البصري الإشارة الضوئية النهائية إلى كل XG (S) -PON (XG-PON و XGS-PON) ONU في نفس ارتباط ODN ، ويختار كل ONU استقبال الإشارة الخاصة به وتجاهل الإشارات الأخرى.

 

الشكل 14

الشكل 15

يمكن ملاحظة أن XGS-PON يدعم بشكل طبيعي الوصول الهجين لوحدتي ONU و XG-PON و XGS-PON.

• التعايش بين XGS-PON و GPON

نظرًا لأن الأطوال الموجية للوصلة الصاعدة / الهابطة تختلف عن تلك الخاصة بـ GPON ، تتبنى XGS-PON حل Combo لمشاركة ODN مع GPON. تدمج الوحدة البصرية Combo لـ XGS-PON الوحدة البصرية GPON ، XGS-بون وحدة بصرية ، ومجمع WDM.

في اتجاه المنبع ، بعد دخول الإشارة الضوئية إلى منفذ XGS-PON Combo ، تقوم WDM بتصفية إشارة GPON وإشارة XGS-PON وفقًا للأطوال الموجية ، ثم ترسل الإشارات إلى قنوات مختلفة.

الشكل 16: تدمج الوحدة البصرية Combo لـ XGS-PON الوحدة البصرية GPON والوحدة البصرية XGS-PON ومجمع WDM

في اتجاه المصب ، يتم مضاعفة الإشارات من قناة GPON وقناة XGS-PON عبر WDM ، وتكون الإشارة المختلطة في اتجاه المصب إلى ONU من خلال ODN. نظرًا للأطوال الموجية المختلفة ، تحدد أنواع مختلفة من وحدات ONU الطول الموجي المطلوب من خلال الفلتر الداخلي لاستقبال الإشارة.

الشكل 17: تحدد وحدات ONU الطول الموجي المطلوب من خلال الفلتر الداخلي لاستقبال الإشارة

نظرًا لأن XGS-PON يدعم بشكل طبيعي التعايش مع XG-PON ، فإن حل Combo الخاص بـ XGS-PON يدعم الوصول المختلط لثلاثة أنواع من وحدات ONU ، وهي GPON و XG-PON و XGS-PON. تسمى الوحدة البصرية Combo لـ XGS-PON أيضًا وحدة بصرية ثلاثية الأوضاع Combo (تسمى الوحدة البصرية XG-PON Combo بالوحدة البصرية ثنائية الوضع Combo لأنها تدعم الوصول المختلط لـ GPON و XG-PON ONUs).

وفي الختام

مع استمرار نمو الطلب على سرعة الشبكة ، يتم إنتاج تقنيات جديدة وأسرع من المعايير الحالية. 10G-PON هي قدرة فائقة السرعة من الجيل التالي لموفري G-PON ، وهي مصممة للتعايش مع معدات مستخدم G-PON المثبتة على نفس الشبكة. إن EPON الذي حدده IEEE و GPON الذي حدده الاتحاد يحتضن حقبة 10G PON. تقنيات PON السائدة الحالية المستخدمة في FTTH (الألياف إلى المنزل) هي EPON و GPON ، وتستخدم تقنية 10G PON بشكل أساسي في (Fiber To The Corridor).

متأثرًا بتكلفة المعدات ونضج المعدات ، حاليًا ، سعر معدات XGS-PON أعلى بكثير من سعر XG-PON. من بينها ، سعر وحدة OLT (بما في ذلك لوحة مستخدم Combo) أعلى بحوالي 20٪ ، وسعر وحدة ONU أعلى من 50٪.

على الرغم من أن الخط الخاص الداخلي يحتاج إلى توفير دوائر متناظرة للوصلة الصاعدة / الهابطة ، إلا أن الحركة الفعلية لمعظم خطوط الركاب الوافدة لا تزال تهيمن عليها الوصلة الهابطة. هناك المزيد والمزيد من السيناريوهات حيث يولي المستخدمون مزيدًا من الاهتمام لعرض النطاق الترددي المنبع ، ومع ذلك ، لا توجد خدمة تقريبًا لا يمكن الوصول إليها من خلال XG-PON ويجب الوصول إليها من خلال XGS-PON.

نظرًا للتوافق الجيد لحل XGS-PON Combo ، فإن سعر الوحدة لـ XGS-PON OLT (بما في ذلك لوحة مستخدم Combo) ليس أعلى بكثير من سعر XG-PON. يمكن نشر كمية صغيرة من معدات XGS-PON OLT في مدن الدرجة الأولى والثانية وعواصم المقاطعات (عادةً ما تكون حركة المرور الأولية للخطوط الخاصة الداخلية عالية) ، ويتم تجهيز XGS-PON ONU وفقًا للوصلة الصاعدة الفعلية متطلبات النطاق الترددي للمستخدمين.