关于PON网络的技术知识

全球知名媒体omdia在光纤和铜缆接入设备预测报告中对2022年2月的预测显示,pon设备端口收入预计在2020年至2027年期间以12.3%的年复合增长率增长,到2027年将达到163亿美元,远高于2020年的82亿美元。
此前,omdia有份报告称,在3月份举行的美国ofc展会中,众多 csp 正在顺利部署 xgs pon(10g 对称),其他 csp 专注于基于 gpon 的低速 ftth 服务。另外关于25g pon 和 50g pon 之间的争论仍在继续,而omdia 认为 25g pon 和 50g pon 都会存在;csp 将根据价格和可用性与需求选择一种或两种。
什么是pon?
首先了解一下什么是olt、onu、odn?
olt是光线路终端(optical line terminal),简单理解就是光纤网络传输的“上游”运营商侧设备端,有两个功能,完成pon网络的上行接入以及将获取到的数据通过odn网络发送分配到所有onu用户终端设备。
onu是光网络单元(optical network unit),俗称“光猫”,属于用户侧设备用来负责接收olt发送的数据,并直接为用户提供服务。
olt与onu之间的网络传输通道就称为odn(optical distribution network,光分配网络)。
olt、onu、odn这三个组合就构成了pon网络。pon是英文passive optical network(无源光网络)的简称。pon是由olt、onu、odn构成。
pon网络架构
pon在不同的时间段发展演进各种技术方案,目前广泛使用的pon技术在现有的网络包括两种主流技术:epon和gpon。epon和gpon,是不同标准组织推出的不同技术体系,分别是itu-t和ieee提出的标准。
itu-t的中文名称是国际电信联盟电信标准分局(itu-t for itu telecommunication standardization sector), 它是国际电信联盟管理下的专门制定电信标准的分支机构。ieee是电气与电子工程师协会(institute of electrical and electronics engineers),是一个国际性的电子技术与信息科学工程师的协会,也是全球最大的非营利性专业技术学会。
pon的发展
pon网络的发展
wdm pon的波长划分
epon和gpon,都是1gbps这个级别的pon。注意,这个1gbps,并不是用户侧的速率。epon和gpon只能给用户提供100mbps的速率。
pon开始向10gbps级别的演进,epon发展为10g epon,gpon也在演进为xg(s)-pon,xg(s)-pon包括xgs-pon(对称)和xg-pon(非对称)。
在10g-pon发展中,combo pon是10g pon建设的主流方案,主要是国内运营商在应用。combo-pon是通过三合一光模块,在内部集成了gpon光模块、10g pon光模块和wdm1r合波器。这样一来,不论用户侧接gpon ont还是10g pon ont,都可以正常工作,有利于升级过渡。
10g pon并不是pon技术的终点。25g/50g/100g pon网络需求更高速率。xg-pon逐渐演进为ng-pon2(next-generation passive optical network stage 2,下一代无源光接入网第二阶段),ng-pon2的关键需求主要为40g下行和40g/10g上行,实现20km传输距离和1:64分光。
ng-pon2的主流备选技术方案有tdma-pon、twdm-pon、ofdm-pon和wdm-pon。经过分析对比后,fsan组织确定采用twdm-pon(time and wavelength division multiplexing pon,时分波分混合复用无源光网络)为ng-pon2的实现方式。而itu-t则采用了twdm + ptp pon(point-to-point,点到点)技术规范。twdm-pon 和部分ptp wdm-pon的应用场景更为多数运营商所接收,从而成为ng-pon2的主要标准内容。
twdm-pon是tdm技术与wdm技术结合。其采用8个波长实现4路10g gpon在同一odn中叠加;其中,下行4个波长,10g/波长;上行4个波长,2.5g/波长; 总带宽下行40g/上行10g。
pon网络链路图
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