Mit der rasanten Entwicklung der Fiber-to-the-Home (FTTH)-Netzwerktechnologie ist GPON (Gigabit Passive Optical Network) für die meisten Internetdienstanbieter (ISP) weltweit zur Standardwahl geworden. Da die Nachfrage der Benutzer nach höherer Bandbreite, symmetrischer Rate und geringerer Latenz jedoch weiter steigt, hat XG(S)-PON (10G passives optisches Netzwerk) als nächste Generation der Glasfaserzugangstechnologie allmählich Aufmerksamkeit erregt. In diesem Zusammenhang entstand die Combo-PON-Technologie. Sie integriert effizient GPON- und XG(S)-PON-Netzwerktechnologien, um ISPs einen reibungslosen Übergang zu leistungsstärkeren Netzwerken zu ermöglichen und gleichzeitig bestehende Anforderungen zu erfüllen.
Kombi-PON
Combo PON ist eine Lösung, die GPON- und XG(S)-PON-Netzwerktechnologien integriert, sodass beide gleichzeitig im selben optischen Verteilnetz (ODN) betrieben werden können. Die herkömmliche GPON-Technologie bietet eine Downstream-Bandbreite von 2.5 Gbit/s und eine Upstream-Bandbreite von 1.25 Gbit/s, während XG(S)-PON symmetrische Upstream- und Downstream-Raten von 10 Gbit/s bieten kann. Der Hauptvorteil der Combo PON-Technologie besteht darin, dass sie diese beiden Technologien über dieselbe Glasfaser übertragen kann, ohne dass zusätzliche externe Koexistenzmodule erforderlich sind, was die Netzwerkstruktur erheblich vereinfacht.
So funktioniert Combo PON
Combo PON unterstützt sowohl GPON- als auch XG(S)-PON-MAC-Schichten am OLT-Port (Optical Line Terminal) und kombiniert die Signale dieser beiden Technologien über einen optischen Combiner auf derselben Glasfaser. Dies bedeutet, dass sowohl neu bereitgestellte Netzwerke als auch bestehende GPON-Netzwerke beide Technologien gleichzeitig über ein Combo PON-Modul ausführen können, ohne dass zusätzliche Wellenlängen-Koexistenzmodule erforderlich sind.
Im tatsächlichen Betrieb werden die von Combo PON über das optische Verteilnetz übertragenen GPON- und XG(S)-PON-Signale von verschiedenen ONUs (optische Netzwerkeinheiten) empfangen und verarbeitet. GPON ONU kann nur GPON-Signale empfangen und verarbeiten, während XG(S)-PON ONU für die Verarbeitung von XG(S)-PON-Signalen mit höherer Bandbreite verantwortlich ist. Auf diese Weise kann Combo PON die Koexistenz mehrerer Raten auf derselben physischen Infrastruktur erreichen, ohne das Netzwerkerlebnis des Benutzers zu beeinträchtigen.
Drei-Tarif-Combo-PON-Lösung
Die Unterschiede zwischen Combo PON, GPON und XG-PON
Übertragungsrate
GPON: Bietet Übertragungsraten von 2.5 Gbit/s Downstream und 1.25 Gbit/s Upstream.
XG-PON: Die Übertragungsrate wurde deutlich verbessert, wobei die Downstream-Rate 10 Gbit/s und die Upstream-Rate 2.5 Gbit/s erreicht.
Kombi-PON: Durch die Integration von GPON- und XG-PON-Technologien kann Combo PON zwei Raten gleichzeitig unterstützen: 2.5 Gbit/s/1.25 Gbit/s von GPON und 10 Gbit/s/2.5 Gbit/s von XG-PON.
Wellenlängennutzung
GPON: Verwenden Sie eine Upstream-Wellenlänge von 1310 nm und eine Downstream-Wellenlänge von 1490 nm.
XG-PON: Verwenden Sie eine Upstream-Wellenlänge von 1270 nm und eine Downstream-Wellenlänge von 1577 nm.
Kombi-PON: Combo-PON kann durch integrierte WDM-Geräte (Wellenlängenmultiplex) eine Einzelfaser-Vier-Wellenlängen-Übertragung auf derselben Glasfaser erreichen und unterstützt die unabhängige Übertragung und den Empfang von GPON und XG-PON.
Kompatibilität
GPON: Als frühe Technologie ist GPON weltweit weit verbreitet und seine Ausstattung und Technologie sind relativ ausgereift.
XG-PON: Als aktualisierte Version von GPON kann XG-PON mit dem vorhandenen GPON-Netzwerk koexistieren und einen reibungslosen Übergang unterstützen.
Kombi-PON: Durch die Integration von GPON- und XG-PON-Technologien ist Combo PON nicht nur mit dem vorhandenen GPON-Netzwerk kompatibel, sondern kann auch bei Bedarf Dienste mit hoher Bandbreite bereitstellen und so reibungslose Netzwerk-Upgrades ermöglichen.
Kosten
GPON: Die Kosten für GPON-Geräte sind relativ niedrig und aufgrund der ausgereiften Technologie für einen Einsatz im großen Maßstab geeignet.
XG-PON: Obwohl die Kosten für XG-PON-Geräte relativ hoch sind, verschaffen ihnen ihre hohe Bandbreite und hohe Leistung einen großen Vorteil bei zukünftigen Netzwerk-Upgrades.
Kombi-PON: Combo-PON-Geräte sind teurer, können aber die Gesamtkosten für die Aufrüstung senken, da sie mit vorhandenen Netzwerken kompatibel sind und Dienste mit hoher Bandbreite bereitstellen.
Anwendungsszenario
GPON: Wird hauptsächlich für Dienste wie Breitbandzugang zu Hause, IP-Telefon und digitales Fernsehen verwendet.
XG-PON: Geeignet für Szenarien, die eine höhere Bandbreite erfordern, wie etwa Unternehmensnetzwerke, Rechenzentrumsverbindungen und Heimanwender mit hoher Bandbreite.
Kombi-PON：Anwendbar auf Szenarien, die Kompatibilität mit vorhandenen GPON-Netzwerken und die Bereitstellung von Diensten mit hoher Bandbreite erfordern, und eignet sich besonders für ISPs, um reibungslose Upgrades auf der Grundlage vorhandener Netzwerke durchzuführen.
Die erste Generation der XG(S)-PON-Technologie erfordert zusätzliche externe Koexistenzmodule (CEx-Module), um GPON- und XG(S)-PON-Signale auf derselben Faser zu kombinieren, während Combo PON diese externen Geräte nicht benötigt. Dies erleichtert die Bereitstellung von Combo PON und reduziert den optischen Leistungsverlust. Darüber hinaus kann Combo PON die MAC-Verarbeitung von GPON und XG(S)-PON über einen OLT-Port unterstützen, was die Integration und Skalierbarkeit des Netzwerks erheblich verbessert.
Wirtschaftliche Vorteile von Combo PON
Die Combo-PON-Technologie ermöglicht nicht nur die effiziente Integration von GPON und XG(S)-PON auf technischer Ebene, sondern bringt ISPs auch auf wirtschaftlicher Ebene erhebliche Kostenvorteile. Combo PON bietet ISPs eine kostengünstige Lösung, da die Anzahl der Geräte reduziert, der Energieverbrauch gesenkt und die Investitionsausgaben reduziert werden.
Kosteneffizienz
Energiesparvorteile
Da Combo PON die Anzahl der erforderlichen OLT-Geräte verringert, wird nicht nur der Platzbedarf verringert, sondern auch der Stromverbrauch deutlich gesenkt. Weniger laufende Geräte bedeuten einen geringeren Kühlbedarf, was wiederum die Betriebskosten und den CO2-Ausstoß des Rechenzentrums senkt. Da Combo PON außerdem keine externen Koexistenzmodule erfordert und somit den durch diese Module verursachten optischen Leistungsverlust eliminiert, können ISPs ein höheres optisches Leistungsbudget nutzen, um ein größeres Servicegebiet abzudecken und so die Servicekapazitäten des Netzwerks zu verbessern.
Reduzierte Investitionsausgaben
Durch die Integration von GPON- und XG(S)-PON-Technologien macht Combo PON es für ISPs überflüssig, zwei unabhängige OLT-Systeme einzusetzen. Dies reduziert nicht nur die Kosten für die Gerätebeschaffung, sondern vereinfacht auch den Netzwerkbetrieb und die Wartungsverwaltung und senkt so die langfristigen Betriebskosten. Gleichzeitig unterstützt Combo PON die automatische Übernahme der Konfiguration vorhandener GPON-Dienste, wodurch doppelte Konfigurationen und benutzerseitige Störungen vermieden werden und der Betriebsaufwand der ISPs weiter reduziert wird.
Herkömmliche GPON- und XG(S)-PON-Hybridnetzwerkarchitekturen erfordern normalerweise separate OLT-Systeme und externe Koexistenzmodule, was die Gerätekosten und den Platzbedarf der Betreiber erhöht. Im Gegensatz dazu reduziert Combo PON den Platzbedarf und den Stromverbrauch der Geräte erheblich, indem GPON und XG(S)-PON im selben OLT-Modul integriert werden.
Laut Adtrans Forschung kann Combo PON durch ein Upgrade auf XG(S)-PON in einem GPON-Netzwerk mit 20,000 Benutzern Serviceprovidern helfen, den Platzbedarf im Rack um bis zu 75 % zu reduzieren, den Stromverbrauch um 66 % zu senken und die Investitionsausgaben um 50 % zu senken. Für ISPs, die neue GPON-Netzwerke aufbauen oder bestehende aktualisieren, kann Combo PON die Gesamtkosten des Netzwerkaufbaus erheblich senken.
Combo PON Anwendungsszenarien
Aufgrund der Kombination aus technischen und wirtschaftlichen Vorteilen eignet sich Combo PON gut für zahlreiche Anwendungsszenarien, insbesondere beim Aufbau neuer Netzwerke, bei der Aufrüstung bestehender Netzwerke und in Geschäftsszenarien mit hoher Bandbreite.
Neues FTTH-Netz
Beim Aufbau neuer Fiber-to-the-Home-Netzwerke (FTTH) bietet Combo PON ISPs eine flexiblere Bereitstellungslösung. ISPs können sich dafür entscheiden, zunächst GPON bereitzustellen, um Einstiegsdienste wie 100 Mbit/s bereitzustellen, und dann bei steigender Benutzernachfrage auf XG(S)-PON aufzurüsten und den Benutzern so 10-Gbit/s-Hochgeschwindigkeitsbreitbanddienste bereitzustellen. Diese Flexibilität verbessert nicht nur die langfristige Skalierbarkeit des Netzwerks, sondern hilft den Betreibern auch, anfängliche Netzwerkaufbaukosten zu sparen.
Upgrade des bestehenden GPON-Netzwerks
Für Dienstanbieter, die bereits GPON-Netzwerke implementiert haben, bietet Combo PON einen reibungslosen Upgrade-Pfad. Durch die Einführung der XG(S)-PON-Technologie im vorhandenen GPON-Netzwerk können ISPs Dienste mit höherer Bandbreite bereitstellen, ohne die ODN-Struktur zu ändern. Dieser Upgrade-Prozess erfordert keine zusätzlichen Hausbesuche oder den Austausch von Geräten auf der Benutzerseite, wodurch die Komplexität und die Kosten des Upgrades erheblich reduziert werden.
Breitbanddienste für Unternehmen und Privathaushalte
Combo PON bietet auch erhebliche Vorteile bei der Unterstützung der Integration mehrerer Dienste. ISPs können GPON verwenden, um 100 Mbit/s-Breitbanddienste für normale Heimanwender bereitzustellen, während sie mit XG(S)-PON Unternehmensbenutzern dedizierte Leitungsdienste mit höherer Bandbreite und geringerer Latenz anbieten können. Diese Fähigkeit zur Koexistenz mehrerer Dienste hilft ISPs, ihre Serviceflexibilität und Marktwettbewerbsfähigkeit zu verbessern.
Smart City- und IoT-Anwendungen
In den Anwendungsszenarien von Smart Cities und dem Internet der Dinge kann Combo PON mit seiner hohen Bandbreite und geringen Latenz den Zugriff einer großen Anzahl intelligenter Geräte und die Echtzeit-Datenübertragung unterstützen. ISPs können Combo PON verwenden, um eine effiziente und stabile Netzwerkunterstützung bereitzustellen, die den Anforderungen verschiedener intelligenter Anwendungen gerecht wird, ohne die vorhandene Infrastruktur zu ändern.
Schlussfolgerung
Combo PON integriert zwei Generationen von PON-Technologien (wie GPON und XG-PON) in eine einzige Platine und einen optischen Transceiver, um Kompatibilität zwischen den beiden PON-Technologien zu erreichen. Durch die Kombination optischer Signale unterschiedlicher Wellenlängen in einem optischen Transceiver kann Combo PON gleichzeitig die unabhängige Übertragung und den Empfang von GPON und 10G PON unterstützen. Dies ist nicht nur mit dem vorhandenen GPON-Netzwerk kompatibel, sondern kann auch bei Bedarf Dienste mit hoher Bandbreite bereitstellen und so reibungslose Netzwerk-Upgrades ermöglichen.
Combo PON verwendet das Prinzip unterschiedlicher Übertragungswellenlängen, um zwei Wellenlängen in einem optischen Transceiver zu kombinieren und so eine unabhängige Sende- und Empfangsverarbeitung von optischen GPON- und 10G PON-Signalen zu erreichen. Insbesondere verwendet GPON eine Upstream-Wellenlänge von 1310 nm und eine Downstream-Wellenlänge von 1490 nm, während XG-PON eine Upstream-Wellenlänge von 1270 nm und eine Downstream-Wellenlänge von 1577 nm verwendet. Durch integrierte WDM-Geräte (Wellenlängenmultiplex) kann Combo PON eine Einzelfaser-Vier-Wellenlängen-Übertragung auf derselben Glasfaser erreichen.
Combo PON wurde in mehreren ISP-Netzwerken technisch verifiziert und kommerziell erprobt. Die Combo PON-Lösung von ZTE wurde beispielsweise erfolgreich in den bestehenden Netzwerken von China Telecom und China Unicom eingesetzt. Diese Lösung verbessert nicht nur die Bandbreitennutzung des Netzwerks, sondern reduziert auch die Investitionskosten des Betreibers und den Aufwand für die technische Umstellung.