10G -PON - 10G-PON

10G-PON
10Gigabitová pasivní optická síť (XG-PON)
Postavení	V platnosti
Rok začal	2010
Nejnovější verze	3. ; června 2012
Organizace	ITU-T
Výbor	Studijní skupina ITU-T 15
Základní standardy	GPON
Související standardy	NG-PON2 , vyšší rychlost PON
Doména	telekomunikace
Licence	Volně dostupné
webová stránka	https://www.itu.int/rec/T-REC-G.987

10G-PON (také známý jako XG-PON ) je standard počítačové datové sítě z roku 2010 pro datová spojení , který je schopen poskytovat sdílené rychlosti přístupu k internetu až 10 Gbit/s (gigabitů za sekundu) přes stávající tmavé vlákno . Toto je standard nové generace ITU-T, který navazuje na GPON nebo Gigabitový PON. Optické vlákno sdílí mnoho předplatitelů v síti známé jako FTTx způsobem, který centralizuje většinu telekomunikačních zařízení a často vytlačuje měděné telefonní linky, které spojují prostory s telefonní ústřednou. Architektura pasivní optické sítě (PON) se stala nákladově efektivním způsobem, jak splnit požadavky na výkon v přístupových sítích a někdy také ve velkých lokálních optických sítích pro „Fiber-to-the-desk“.

Pro poslední míli „Fiber-to-the-home“ nebo „Fiber-to-the-premises“ se používají pasivní optické sítě s rozdělovači, které spojují každý centrální vysílač s mnoha předplatiteli. Sdílená kapacita 10 Gbit/s je rychlost přenosu po proudu pro všechny uživatele připojené ke stejnému PON a rychlost 2,5 Gbit/s proti proudu využívá multiplexní techniky, které zabraňují vzájemnému interferenci datových rámců. Uživatelé mají síťové zařízení, které převádí optické signály na signály používané v budovách, jako je ethernet a kabelová analogová obyčejná stará telefonní služba . XGS-PON je příbuzná technologie, která může poskytovat rychlosti před a po proudu (symetrické) až 10 Gbit/s (gigabitů za sekundu).

Uživatelské aplikace a poptávka

Jelikož poptávka po rychlosti sítě stále roste, vycházejí ze stávajících standardů nové a rychlejší technologie. 10G-PON je ultrarychlá schopnost nové generace pro poskytovatele G-PON, navržená tak, aby koexistovala s nainstalovaným uživatelským vybavením G-PON ve stejné síti; příklad Nielsenova zákona předpovídajícího každoroční zdvojnásobení poptávky po stahování dat. ITU-T dokončila částí standardu v roce 2010. 10G-PON zpočátku může najít využití při připojování uzlů vláken v multi-nájemců jednotek a komerčních budov.

Služby triple play přes IP videa, dat a hlasu jsou často uváděny jako hnací síla poptávky uživatelů po intenzivnějším využívání širokopásmového připojení, které ospravedlňuje investici PON. Zatímco RF overlay byl v některých zemích populární a minimalizuje přetížení způsobené používáním video služeb, konvergence HDTV a IPTV a růst internetových cloudových služeb by mohly v budoucnu vytvořit poptávku po šířce pásma, která přesahuje kapacitu gigabitových služeb. Teleworking a videokonference jsou další aplikace, které vyžadují takové funkce trojitého přehrávání.

Mezi aplikace náročné na šířku pásma patří IPTV, videokonference, interaktivní video, online interaktivní hraní, sítě peer-to-peer, karaoke-on-demand, IP video dohled a cloudové aplikace, kde vzdálené úložiště a výpočetní zdroje poskytují online službu na poptávka po uživatelích s lokálními systémy tenkých klientů. Cloudové aplikace by mohly využívat hostování obsahu v dané zemi a 10GPON může podporovat explozivní vývoj inovativních služeb, které se stanou proveditelnými, když se uživatelé přesouvají k rychlejšímu připojení.

Systémy kontinuity provozu mohou také využívat výhodu 10GPON k zajištění nákladově efektivního zálohování/obnovy/replikace kritických podnikových systémů v reálném čase na více místech. Jiným podnikům může stačit připojit několik webů jako virtuální privátní síť , efektivně virtuální kancelář nebo mohou mít služby elektronického obchodování, které vyžadují, aby obchodní partneři měli dostatečnou konektivitu pro neustálý přístup k databázi.

Mnoho z těchto aplikací již roste v popularitě i poptávce po šířce pásma.

Standardy

ITU-T G.987 je standardem pro 10G-PON.

Asymetrický 10G-PON je specifikován jako XG-PON1: 10 Gbit/s downstream a 2,5 Gbit/s upstream (nominální rychlost linky 9,95328 Gbit/s downstream a 2,48832 Gbit/s upstream).

Symetrický 10G-PON je také navrhován jako XG-PON2 s 10 Gbit/s proti proudu, ale pro zajištění rychlosti přenosu proti proudu by vyžadoval dražší lasery v režimu shluku na terminálech optické sítě (ONT). Další symetrický standard 10G-PON je XGS-PON (ITU-T G.9807.1, schváleno 2016-06-22).

Rámování je „podobné G-PON“, ale využívá různé vlnové délky od G-PON ( k jejich oddělení pomocí WDM ), takže předplatitelé G-PON mohou být postupně upgradováni na 10G-PON, zatímco uživatelé GPON pokračují v původním OLT. Standard G-PON je G.984 . To je srovnatelné se standardem IEEE 802.3av pro 10G-EPON založeným na ethernetu , který má standardizované rychlosti přenosu jak 1 Gbit/s, tak 10 Gbit/s. Vlnové délky 10 Gigabit PON (1577 nm dolů / 1270 nm nahoru) se liší od GPON a EPON (1490 nm dolů / 1310 nm nahoru), což mu umožňuje koexistovat na stejném vlákně s kterýmkoli z Gigabitových PONů.

G.987

Doporučení ITU-T G.987 je rodina, která definuje tento standard přístupové sítě (označovaný jako XG-PON). Obsahuje čtyři doporučení:

G.987 : Systémy pasivní optické sítě (XG-PON) s podporou 10 Gigabitů : Definice, Zkratky a Zkratky, 2010.
G.987.1 : Obecné požadavky na systémy 10G-PON (schváleno 2010-01-13) . Zahrnuje příklady služeb, rozhraní uživatelské sítě (UNI) a rozhraní uzlu služby (SNI), jakož i hlavní konfigurace implementace, které jsou požadovány provozovateli sítí.
G.987.2 : Specifikace vrstvy závislé na fyzickém médiu (PMD) (schváleno 2010-01-13, aktualizováno 2010-10-07) . Popisuje flexibilní přístupovou síť s optickými vlákny, která představuje evoluční vývoj od G.984.2, asymetrický pouze v aktuální verzi.
G.987.3 : Specifikace konvergence přenosu (TC) (schváleno 2010-10-07) .

G.988

Existuje také doprovodný standard ITU-T definující rozhraní pro správu a řízení pro správu jednotek optické sítě, na které se odkazují doporučení G.987.

G.988 : Specifikace rozhraní ONU pro správu a řízení (OMCI) (schváleno 2010-10-07) .

Zařízení ONU

Jednotka optické sítě (ONU) dodává síťové služby z PON do zákaznických prostor a propojuje zařízení v zákaznických prostorách , jako je domácí brána nebo firewall kanceláře. Terminál optické sítě (ONT) je ONU, které slouží jako demarkační bod údržbě jediné účastníka; např. obydlí nebo kancelář. Zařízení ONU dodávají uživatelům ethernetové a případně další služby, a to buď přímo ( přemostěním ), nebo prostřednictvím zařízení brány, jako je obytná brána , brána firewall a/nebo směrovač , signály POTS , CATV do budov zapojených pro vysokofrekvenční video a některé mohou dokonce být kompatibilní se vznikajícím standardem domácí sítě G.hn.

ONU přijímá data po proudu z internetu nebo soukromých sítí a také používá časové sloty přidělené OLT k odesílání upstream provozu v režimu shluku. Časové intervaly TDMA zabraňují kolizím s provozem proti proudu od ostatních uživatelů sdílejících stejný fyzický PON.

Web Fiber-to-the-cell je další nově vznikající aplikací, ale má zvláštní požadavky na synchronizaci. Specializovaná jednotka Cellular Backhaul Unit (CBU) může poskytovat přístup PON pro mobilní sítě .

OLT a přístupové uzly

OLT ( Optical Line Terminal ) spojuje PON s agregovanými backhaul uplinky, přiděluje časové sloty pro ONU a ONT pro přenos upstream dat a přenáší sdílená downstream data v režimu broadcast přes PON k uživatelům. Protože je 10GPON navržen tak, aby koexistoval se zařízeními GPON, migraci na schopnost 10GPON lze provést upgradem OLT a následnou migrací jednotlivých ONU podle potřeby.

Za normálních okolností je OLT na kartě, která se zasune do šasi v centrále (CO), která používá speciální uplinkové karty pro ethernetový backhaul do sítě a internetu poskytovatele telekomunikací. Uplink karty na přístupových zařízeních budou pravděpodobně využívat více ethernetových rozhraní, i když se teprve uvidí, jaké rychlosti uplinku budou výrobci nabízet na podporu přístupu 10GPON. Umístění OLT ve vnějších skříních závodu může být možností rozšíření dosahu jako způsobu, jak minimalizovat počet centrálních kanceláří pokrývajících oblasti s nízkou hustotou obyvatelstva.

ITU a IEEE plánují konvergenci svých specifikací na fyzické vrstvě v 10G, která by umožnila sdílení čipů, optiky a hardwarových platforem, což by vedlo ke snížení nákladů pro výrobce hardwaru.

Optická distribuční síť

Optické distribuční sítě PON používají ve vnějším závodě jednovidová optická vlákna , optické rozbočovače a optické distribuční rámce , duplexní, takže jak proti proudu, tak po proudu sdílejí stejné vlákno na různých vlnových délkách. 10G-PON není výjimkou s podobným dosahem jako předchozí standardy, ale podporuje vyšší dělící poměr 128 uživatelů na PON nebo více pomocí prodlužovačů/zesilovačů dosahu. Optické rozbočovače vytvářející topologii bodu k více bodům jsou také stejné technologie jako ostatní systémy PON. To znamená, že jakákoli síť PON by měla být aktualizovatelná změnou terminálů ONT a OLT na každém konci, bez změny samotného vlákna, pokud nejsou vybrány různé konektory.

„Optická distribuční síť (ODN), která je dnes instalována, bude pravděpodobně muset podporovat čtyři nebo více generací PON po dobu předpokládané životnosti 30 - 40 let ... Vlákno by mělo umožnit maximální flexibilitu pro podporu jakékoli potenciální nové technologie PON, být chráněno osvědčená, spolehlivá kabeláž, která umožňuje snadnou instalaci a spolehlivost a spojuje je pokročilá konektivita s nízkou pracností a nízkými ztrátami. Náklady na materiály ODN (vlákno, kabel a konektivita) pouze kolem 8% tvoří překvapivě malou část celkové náklady na síť. “

Ve snaze rozšířit dosah s podporou 128 rozdělení, standard podporuje řadu optických rozpočtů od 29 dB do 31 dB. Očekává se, že návrh aktualizace standardu toto dále rozšíří na rozpočtové klasifikace 33 dB a 35 dB. PON s optickým rozpočtem 35 dB by mohl přesáhnout 25 km a více a být sdílen/rozdělen mezi 128 předplatitelů.

Některé ONT mohou přijímat široký rozsah optického spektra od 1480 nm do 1580 nm, takže je 10G-PON downstream signál viditelný pro přijímače G-PON. Výsledkem je, že ONT musí blokovat nežádoucí navazující signály filtrem pro blokování vlnových délek (WBF), malým pasivním optickým zařízením.

Polní zkoušky

V říjnu 2010 společnost Portugal Telecom oznámila úspěšnou zkušební verzi 10G-PON v terénu, která přenáší obsah 3D TV pomocí funkcí XG-PON1.
Verizon také úspěšně dokončil zkušební provoz s předstandardním XG-PON2 (synchronní 10G-PON), který je schopen poskytovat širokopásmové připojení 10 Gbit/s jak po proudu, tak proti proudu. V říjnu 2010 v obchodním zákaznickém centru společnosti Verizon v Tauntonu ve státě Massachusetts zkouška XG-PON2 použila stejné optické vlákno, které poskytuje tomuto podniku stávající připojení k síti a služby FiOS.
Společnost BT ve Velké Británii poskytuje zkušební širokopásmovou službu 10 Gbit/s firemnímu zákazníkovi v Cornwallu pomocí technologie XGPON, oznámila 23. listopadu 2012.
Chorus na Novém Zélandu poskytuje zkušební širokopásmovou službu 10 Gbit/s zákazníkům využívajícím technologii XGS-PON. Bylo oznámeno 18. listopadu 2019.
OpenFiber (velkoobchodní pouze FTTH přepravce v Itálii) 14. března 2019 ve spolupráci s ISP Fibra.city úspěšně vyzkoušel službu 10 Gbit se souběžným GPON na stejném vlákně pomocí technologie XGS-PON od ZTE.
- 26. března 2021 oznámil komerční dostupnost svého produktu OpenStream (přístup k bitovému proudu).
Společnost Telecom Italia zahajuje zkušební provoz na třech burzách v Itálii pomocí zařízení XGS-PON od společnosti Nokia, a to jak svým maloobchodním zákazníkům, tak svým velkoobchodním klientům.